Prolog 'is/2' 谓词实现答案

【问题标题】：Prolog 'is/2' predicate implementationProlog 'is/2' 谓词实现
【发布时间】：2014-01-26 21:04:43
【问题描述】：

'is/2' Prolog 谓词是如何实现的？我知道

X is 3*4

等价于

is(X, 3*4)

但是谓词是使用命令式编程实现的吗？换句话说，实现与下面的C代码是等价的吗？

if(uninstantiated(x)) 
{
    X = 3*4;
}
else
{
    //signal an error
}

还是使用声明式编程和其他谓词来实现？

【问题讨论】：

标签： prolog imperative-programming declarative-programming

【解决方案1】：

显然，这取决于您的 Prolog，但任何实际的实现都将在 C 或其他命令式语言中完成其肮脏的工作。 is/2的一部分可以在纯Prolog中模拟：

is(X, Expr) :-
    evaluate(Expr, Value),
    (var(X) ->
        X = Value
    ;
        X =:= Value
    ).

evaluate 是一个知道算术表达式的巨大谓词。也有一些方法可以在纯 Prolog 中实现大部分内容，但这既缓慢又痛苦。例如。如果您有一个添加整数的谓词，那么您也可以使用以下（愚蠢的）算法将它们相乘：

evaluate(X + Y, Value) :-
    % even this can be done in Prolog using an increment predicate,
    % but it would take O(n) time to do n/2 + n/2.
    add(X, Y, Value).
evaluate(X * Y, Value) :-
    (X == 0 ->
        Value = 0
    ;
        evaluate(X + -1, X1),
        evaluate(X1, Y, Value1),
        evaluate(Y + Value1, Value)
    ).

这些都不能保证是实际的或正确的；我只是在展示如何在 Prolog 中实现算术。

【讨论】：

谢谢。以及如何在Prolog中实现增量谓词（用于'is/2'的实现）。我查了一下，但我只找到了使用'is/2'的增量实现。我问这一切是因为我很好奇 Prolog 是否可以是纯的（如“一切都是谓词”）。
@octavian is/2 是一个谓词。如果您的意思是 is 应该双向工作，您会意识到对于一般情况这并不完全有用（2 是 1+1；2 是 0+2；2 是 4/2；2 是 sqrt(4)； ...）。但是，约束逻辑编程更接近您的意思。
仔细阅读您的答案，这并不完全正确。最有可能的是，is/2 示例中的 if/else 不是必需的；相反，您将评估 Expr 并尝试将其与 X 统一。这就是为什么is/2 和=:=（算术相等）可以用相同的参数得到不同的答案。
@octavian 我认为您不能在纯 Prolog 中实现增量，至少不能在常规数字上实现。您可以在位或 Church 数字列表中实现它，以在纯 Prolog 中实现算术。

【解决方案2】：

取决于 Prolog 的版本；例如，CProlog（不出所料）是用 C 编写的，因此所有内置谓词都是用命令式语言实现的。

【讨论】：

【解决方案3】：

Prolog 是为语言解析而开发的。所以，像

这样的算术表达式

3 + - ( 4 * 12 ) / 2 + 7

after parsing 只是一个序言词（代表解析树），operator/3 提供语义来指导解析器的操作。对于基本的算术表达式，术语是

'-'/2。否定
'*'/2，'/'/2。乘法、除法
'+'/2，'-'/2。加法、减法

上面的示例表达式被解析为

'+'( '+'( 3 , '/'( '-'( '*'(4,12) ) , 2 ) ) , 7 )

'is'/2 只是对代表右侧的解析树进行递归遍历，以与 RPN（反向波兰表示法）计算器几乎相同的方式评估每个术语。一旦对该表达式求值，结果将与左侧统一。

每个基本操作（加、减、乘、除等）都必须在机器代码中完成，因此在一天结束时，会调用一些机器代码例程来计算每个基本操作的结果。

is/2 是完全用原生代码编写还是主要用 prolog 编写，只用原生代码编写叶操作，这在很大程度上是一种实现选择。

【讨论】：