关系序言和位掩码操作

Question

我正在尝试关系序言。我的部分程序需要处理位掩码。然而，似乎序言代码处理位生成，例如设置位或清除位在关系上不起作用 - 即它仅在设置位时起作用，但在另一个方向上不起作用，识别设置了哪个位。

例如：

setbit(X, N, V) :-
    N1 #= 1<< N,
    V #= X \/ N1.

此代码仅在一个方向上有效，其中给出了 X 和 N，并计算了 V。如果提供 V 和 N，则 X 不是派生的，而是作为未实例化表达式的左侧。

这是否意味着使用位图和掩码进行计算超出了关系序言的范围。

?- setbit(0,1,X).
X = 2.

?- setbit(X, 1, 2).
2#=X\/2.

后者不将 X 绑定到 0。

谢谢，

丹尼尔

编辑：根据下面的评论，以下代码运行良好：

setbit(X, N, V) :-
    X in 0..1,
    label([X]),
    N1 #= 1<< N,
    V #= X \/ N1.

clearbit(X, N, V) :-
    X in 0..1,
    label([X]),
    current_prolog_flag(max_tagged_integer, MTI),   
    N1 #= MTI /\ \(1<<N),
%   N1 #= 0xffffffffffffff /\ \(1<<N),
    V #= X /\ N1

注意，current_prolog_flag -- 它检索适合当前机器体系结构中一个字的最大整数 -- 在 64 位上它的 54 位，其余位用于管理。

Answer 1

我不擅长 clpfd，但我认为这里的问题是您没有给 X 一个 有限域 或要求它的值是枚举。这有效：

?- setbit(X, 1, 2), X in 0..1, label([X]).
X = 0 ;
false.

那里的第二个表达式 X in 0..1 表示您希望 X 为零或一，第三个表达式表示 "give me the values X can obtain."

Answer 2

从给定的解决方案中，您不能断定它是唯一的解决方案。即来自

?- setbit(0,1,X).
   X = 2.

你不能得出结论

?- setbit(X, 1, 2).

有X = 0作为唯一的解决方案。其实还有另一种解决方法，即

?- setbit(2, 1, 2).
   true.

理想情况下，所有约束都将保持域一致性。在这个理想的世界中，我们将拥有：

?- setbit(X, 1, 2).
   X in 0\/2,           % idealiter
   2#=X\/2.

而不是

?- setbit(X, 1, 2).      
   2#=X\/2.             % realiter

但首先让我们认识到这两个答案都是正确的！第二个答案与理想答案完全相同。然而，在第二种情况下寻找具体解决方案的成本可能更高。特别是，由于以下查询有答案：

?- setbit(X, 1, 2), X #> 2.
   X in 3..sup,
   2#=X\/2.             % inconsistency

这个答案读起来就像你从未听说过的中奖通知：

Yes, congratulation! There is a solution, _{^{^{provided all this fine print, this X in 3..sup, 2#=/2 has a solution, otherwise it does not have any solution. So don't complain, we told you so.}}}

也就是说，答案很可能恰好包含零个解。要绝对确定解决方案，您必须消除所有限制。最简单的方法是使用 labeling/2。然而，labeling/2 仅针对有限域定义（这就是 CLPFD 中 FD 的来源）。但在这种情况下 X 不受限于有限域 - 如果是这种情况，我们将有一个额外的约束，如 X in 0..2.

clpfd 系统的一致性程度在很大程度上取决于实际用例。毕竟，完全一致性是不可判定的。因此，在某些情况下，我们会期望得到更精确的结果。这是一个权衡运行- 和开发时间的问题。如果您有令人信服的用例，请联系系统开发人员。

在这种特殊情况下，您最好使用模运算和加法。

关系序言和位掩码操作

relational prolog and bit mask manipulations

prolog

clpfd