Prolog 中的一阶谓词逻辑：使用签名和算术项

Question

我正在使用 Prolog 中的术语和签名（一阶谓词逻辑）。

我已获得签名(∅, Z, {add(2), sub(2), mult(2)})。所以没有变量，常量是整数，函数是“add”、“sub”和“mult”。

目标是编写谓词“calc/2”，它接受一个项（给定上面的签名）并根据整数加减乘乘的通常定义计算它。示例：

?- calc( add(sub(8,2), mult(4,-3)), N).
N = -6

(因为 ((8 − 2) + (4 ∗ −3)) = −6)

问题与 this question 类似且相关，但一大区别是我需要避免使用 =.. 运算符来查找函数的名称。相反，我想利用 Prolog 对规则的参数使用模式匹配这一事实，这是我完全坚持的。另外需要注意的是，“add”、“sub”和“mult”不应该是谓词。

我使用 =.. 运算符的第一个解决方案是（借助上面链接的线程的答案）：

op(+, add).
op(-, sub).
op(*, mult).

calc(Term, N) :-
    calc2(Term, Expr),
    N is Expr.

calc2(N,N) :- integer(N).
calc2(Term, Expr) :-
    Term =.. [Op_str, Comp1, Comp2],
    op(Op, Op_str),
    calc2(Comp1, Expr1),
    calc2(Comp2, Expr2),
    Expr =.. [Op, Expr1, Expr2].

但由于这^不是我正在寻找的解决方案类型，它对我的​​问题并没有太大帮助。

我可以很容易地执行单个计算（例如 calc(add(1,2), N)），但我遇到比这更复杂的事情。

Answer 1

要使用模式匹配并避免使用 univ 运算符 =..，您可以像这样重写 calc2/2：

calc2(add(Op1, Op2), Expr1 + Expr2) :- 
    calc2(Op1, Expr1),
    calc2(Op2, Expr2).
calc2(sub(Op1, Op2), Expr1 - Expr2) :-
    calc2(Op1, Expr1),
    calc2(Op2, Expr2).
calc2(mult(Op1, Op2), Expr1 * Expr2) :-
    calc2(Op1, Expr1),
    calc2(Op2, Expr2).

这使代码更加直观，其中额外的情况（例如电源）可以由单独的子句处理。此外，现代编译器可以优化生成的代码。