在 Prolog 中定义（数学）函数答案

【问题标题】：Defining (mathematical) function in Prolog在 Prolog 中定义（数学）函数
【发布时间】：2013-08-27 12:24:40
【问题描述】：

我知道 Prolog（逻辑编程）都是关于返回 true 和 false，并且函数是返回从列表到数字到布尔值的任何东西的东西。最初，Prolog 似乎没有函数的概念，而是依赖于统一，但是您可以执行以下操作：

?- X is log(42).
X = 3.7376696182833684.

所以似乎存在功能？或者这真的只是某种隐藏统一部分的语法糖？

如果它真的只是语法糖，那么如果我想定义一个像 log2 这样的数学“函数”，我该怎么做？

我当然可以使用统一：

log2(X,Result) :- Result is log(X)/log(2).

但是假设我想使用“语法糖函数样式”，所以我可以写：

?- X is log2(8).
X = 3.0.

如何在 Prolog 中做到这一点？

【问题讨论】：

有一个已弃用的指令arithmetic_function 可以满足您的需求。假设您的 log2/2 谓词存在，指令 :- arithmetic_function(log2/1). 将使您的第二个示例工作。我不确定为什么不推荐使用它，但它似乎在 6.2.6 中仍然有效。
我也想知道这种弃用，想问问 Jan W.。丹尼斯 M. 喜欢与 Amzi 一起使用的方法！ Prolog 将定义“is”的替代方案（例如 iz/2 使用中缀语法）并构造规则来评估所需的任何附加功能。

标签： prolog operators user-defined-functions

【解决方案1】：

所以这只是统一..（感谢 mbratch 和 mat 的解释）

这就是我解决最初问题的方法，从而使我的代码在使用自定义数学函数时更具可读性：

:- op(900, xfy, <-).
R <- log2(Y) :- R is log(Y)/log(2), !.

% the two predicates below solves the problem with using mathematical operators
% together with self defined functions note that they should always be last
%
R <- X :-
    compound(X),
    X =..[OP, X2, X3],
    R2 <- X2,
    R3 <- X3,
    Expr =..[OP, R2, R3],
    R is Expr, !.
R <- X :- R is X, !.

那我可以写了：

?- X <- log2(8).
X = 3.0.

此外，最后两个谓词使得可以编写如下复合词：

?- X <- 17*log2(8) - 2.
X = 49.0.

请注意，您不能乱用 is/2，因此我有点用我自己的

编辑：添加了 mat 建议的语法糖，并添加了两个谓词，在将新定义的 log2 与其他数学运算符结合使用时解决了问题

【讨论】：

您也可以在子句头部使用新定义的中缀运算符：R <- log2(Y) :- R is ...。
op 指令很有趣，可以为您提供一些有趣且有用的语法方法来表示谓词。 is 是一个内置谓词，因此您无法更改 is 的定义。 :)

【解决方案2】：

Prolog 是关于描述实体之间的关系。由于数学函数是一种特殊的关系（将输入与唯一定义的输出相关联），您可以使用 Prolog 来描述此类函数。在您的示例中，实现此关系的谓词称为is/2，而(is)/2 在Prolog 中也定义为中缀运算符，因此您可以这样写：

?- X is log(42).

代替前缀形式（当然也可以接受）：

?- is(X, log(42)).

注意is/2 执行表达式的算术评估，并将第一个参数与结果统一起来。这不同于 X 与 Prolog 术语 log(42) 的统一。

请注意，is/2 不是真正的关系，因为您不能在其他方向使用它：

?- 0 is log(X).
ERROR: is/2: Arguments are not sufficiently instantiated

对此的解决方案是使用约束（例如，在实数上，称为 CLP(R)），它适用于所有方向。它们在许多现代 Prolog 系统中作为库或内置程序提供。

【讨论】：