Question

我是Prolog的初学者，并且发现在使用规则时很难理解回溯是如何工作的。我甚至不知道回溯是否适用于规则（想要正确地了解它）。

我有以下程序，它将列表中的所有偶数整数相加。我自己写了，但发现很难理解找到解决方案所需的步骤。

evenN(X):- (X mod 2) =:= 0.

sumEven([], 0).
sumEven([H|T], X):- evenN(H), sumEven(T,Y), X is Y+H.
sumEven([H|T], X):- \+evenN(H), sumEven(T,X).

输出:::

?- sumEven([1,2,3,4,5,6],X).
X = 12

需要帮助才能更好地理解它。我尝试使用跟踪实用程序来理解输出，但我不理解它，这就是为什么我在这里问。

问题：

1）

当我注释掉第二条规则（最后一行）时，它会给我一个失败作为答案，因为1不是偶数，整个sumEven（）失败，因为偶然N（）失败，我理解。我的问题是：事后会发生什么？它会回到顶部并尝试sumEven（[]，0）事实还是？我只是想知道会发生什么。

2）

当包含最后一行（第二个规则），并且第一个规则失败时，当它回溯时，它是否会查找其后的另一个sumEven（）（就像第二个规则遵循失败的第一个规则的方式）或它回到顶部并测试sumEven（[]，0）事实并从那里开始它？

我需要了解在prolog中使用规则时它是如何回溯的，特别是在像这样的递归情况下。

3）我在网上找到了以下代码（递归）。它将列表分为正面和负面列表。

% predicates
    split(list,list,list)

% clauses
    split([],[],[]).
    split([X|L],[X|L1],L2):-
        X>= 0,
        !,    
        split(L,L1,L2).

    split([X|L],L1,[X|L2]):-
        split(L,L1,L2).

Output :        

Goal: split([1,2,-3,4,-5,2],X,Y)

X=[1,2,4,2], Y=[-3,-5]

有人可以帮我理解找到解决方案的方法吗？我的意思是我想逐步了解它如何执行以提出解决方案。

Answer 1

匹配子句按照它们在程序中出现的顺序进行尝试。在很好的声明性Prolog程序中，子句的顺序不会改变程序的含义。这接近于逻辑，其中析取是可交换的。 sumEven / 2有这个属性。然而，它被错误地命名，因为总和是关系的第二个参数，而不是它的第一个参数。一个更好的名字就是例如even_sum / 2，你可能会想出更好的名字。 split / 3使用！/ 0，它会破坏此属性并让子句的顺序重要。出于这个原因，本地if-then-else（（ - ＆gt;）/ 2和（;）/ 2）似乎更适合这种情况。而不是trace / 0，使用SWI-Prolog的图形跟踪器?- gtrace, your_goal.，它还会向您显示哪些选项仍有待尝试。一般来说，从关系的角度思考并问：这个条款什么时候举行？如果...等等，这就可以解释更大的程序，其中确切的执行流程可能更难理解。

Answer 2

看看你是否可以获得Ivan Bratko的“人工智能Prolog编程”。

他解释了Prolog遵循的过程，以便很好地满足目标。

我会尝试单独回答你的问题：

clause 1: evenN(X):- (X mod 2) =:= 0.
clause 2: sumEven([], 0).
clause 3: sumEven([H|T], X):- evenN(H), sumEven(T,Y), X is Y+H.
clause 4: sumEven([H|T], X):- \+evenN(H), sumEven(T,X).

问题：

1）当我注释掉第二条规则（最后一行）时，它会给我一个失败作为答案，因为1不是偶数，整个sumEven（）失败，因为偶然N（）失败，我理解。我的问题是：事后会发生什么？它会回到顶部并尝试sumEven（[]，0）事实还是？我只是想知道会发生什么。

A：你评论出来的条款4. Prolog试图满足目标，首先尝试第2条，因为列表不为空而失败，然后尝试第3条，但是规则失败H为奇数时为1。现在它将尝试在第3节中找到另一个子句（它不会回溯到第3节之前的那个），因为你将它注释掉后会失败，因此目标失败。

2）当包含最后一行（第二个规则），并且第一个规则失败时，当它回溯时，它是否会查找其后的另一个sumEven（）（就像第二个规则遵循第一个规则失败的方式一样））或者它回到顶部并测试sumEven（[]，0）事实并从那里开始它？

A：当第3条失败时，它不会回溯，但会继续执行下一条（4）。

我需要了解在prolog中使用规则时它是如何回溯的，特别是在像这样的递归情况下。

A ：如果规则evenN(H)成功，sumEven（T，Y）将使用T和Y从第2节再次启动整个过程。如果sumEven（T，Y）失败由于某种原因，第三节将失败并且Prolog回溯并尝试第4条。如果当前调用是sumEven（[2,3，...]，X）和sumEven（[3，...]，Y）失败出于某种原因，Prolog会回溯并尝试在第3条之后找到另一个条款sumEven（[2,3，...]，X）。

3）我在网上发现了以下代码（递归）。它将列表分为正面和负面列表。

clause 1:    split([],[],[]).
clause 2:    split([X|L],[X|L1],L2):- X>= 0, !, split(L,L1,L2).
clause 3:    split([X|L],L1,[X|L2]):- split(L,L1,L2).

有人可以帮我理解找到解决方案的方法吗？我的意思是我想逐步了解它如何执行以提出解决方案。

A ：我将使用较短的目标分割（numlist，PosList，NegList）和numlist = [1，-1,2，-2]。非常粗略地说它的工作原理如下（它实际上使用一个堆栈来放置匹配的值，并且只有在它展开这个堆栈时它的目标最终成功时才实例化变量 - 请参阅Bratko的书以获得更精细的细节）：

第1条失败，因为numlist不为空。

第2条适用于：split（[1 | -1,2，-2]，[1 | L1]，[Y | L2]） - 因为1＆gt; = 0 PosList现在为[1]，和split将应用于numlist = [ - 1,2，-2]的尾部。

第1条再次失败。第2条适用于分割（[ - 1 | 2，-2]，[ - 1 | L1]，[Y | L2]） - 它失败，因为-1 <1。 0，Prolog将应用第3条分割（[ - 1 | 2，-2]，[1]，[ - 1 | L2] - NegList现在将为[-1]，并再次拆分将应用于尾部numlist = [2，-2]。

第1条失败;第2节成功，PosList变为[1,2]，分割应用于numlist = [ - 2]。

第1条及第1条2失败;第3节成功，NegList成为[-1，-2]。 numlist的尾部为空，第1个子句成功，返回PosList = [1,2]和NegList [-1，-2]。

需要帮助了解Prolog中的某些事情

2 个答案: