我想访问列表排列并将其作为参数传递给其他函数。
这是排列代码：
takeout(X,[X|R],R).
takeout(X,[F|R],[F|S]) :-
takeout(X,R,S),
write(S).
perm([X|Y],Z) :-
perm(Y,W),
takeout(X,Z,W).
perm([],[]).
【问题讨论】：
标签： list prolog permutation prolog-dif
首先，让我们重新定义您的谓词，这样它们就不会执行任何不必要的 I/O：
takeout(X,[X|R],R).
takeout(X,[F |R],[F|S]) :- takeout(X,R,S).
perm([X|Y],Z) :- perm(Y,W), takeout(X,Z,W).
perm([],[]).
现在您有了可以被视为“纯”置换函数的东西：
?- perm([1,2,3], X).
X = [1, 2, 3] ;
X = [2, 1, 3] ;
X = [2, 3, 1] ;
X = [1, 3, 2] ;
X = [3, 1, 2] ;
X = [3, 2, 1] ;
false.
因此，假设您有一个 max_heap 函数，它接受一个值列表并生成一棵树。我会让你担心这个，所以让我们假设它存在并且被称为max_heap/2，让我们进一步假设你有一种方法来显示这个有吸引力的称为display_heap/1。要“获取”排列并将其作为参数“发送”给这些函数，您实际上是在用数学语言说：假设 P 是 X 的排列，让我们用它创建一个 max_heap 并显示它。或者，假设 P 是 X 的排列，H 是由 X 组成的最大堆，让我们显示 H：
show_heaps(List) :- perm(List, P), max_heap(P, H), display_heap(H).
这和我的英文句子说的一样：假设 P 是列表的排列，那么 H 是它的堆表示，然后显示它。从技术上讲，display_heap/1 仍然是一个谓词，对于给定的堆可能是真或假。在实践中，它总是正确的，如果你运行它，你仍然需要反复点击; 说，给我另一个解决方案，除非你使用失败驱动的循环或像findall/3 这样的超逻辑谓词来找到所有解决方案。
编辑：让我们讨论失败驱动的循环和findall/3。首先让我添加一些新的谓词，因为我不知道你在做什么，但这对我们的目的来说并不重要。
double([X|Xs], [Y|Ys]) :- Y is X*2, double(Xs, Ys).
double([],[]).
showlist(Xs) :- print(Xs).
所以现在我有一个谓词double/2 将列表中的值加倍，还有一个谓词showlist/1 在标准输出上打印列表。我们可以这样试一试：
?- perm([1,2,3], X), double(X, Y), showlist(Y).
[2,4,6]
X = [1, 2, 3],
Y = [2, 4, 6] ;
[4,2,6]
X = [2, 1, 3],
Y = [4, 2, 6] ;
[4,6,2]
X = [2, 3, 1],
Y = [4, 6, 2] ;
[2,6,4]
X = [1, 3, 2],
Y = [2, 6, 4] ;
[6,2,4]
X = [3, 1, 2],
Y = [6, 2, 4] ;
[6,4,2]
X = [3, 2, 1],
Y = [6, 4, 2] ;
false.
当您输入; 时，您是在说“或者？”到序言。换句话说，您是在说“还有什么？”你告诉Prolog，实际上，这不是我想要的答案，试着给我找另一个我更喜欢的答案。你可以用一个失败驱动的循环来形式化这个过程：
?- perm([1,2,3], X), double(X, Y), showlist(Y), fail.
[2,4,6][4,2,6][4,6,2][2,6,4][6,2,4][6,4,2]
false.
所以现在你看到每个排列的输出都经过double/2，然后 Prolog 报告错误。这就是这样的意思：
show_all_heaps(List) :- perm(List, X), double(X, Y), showlist(Y), nl, fail.
show_all_heaps(_).
看看它是如何工作的：
?- show_all_heaps([1,2,3]).
[2,4,6]
[4,2,6]
[4,6,2]
[2,6,4]
[6,2,4]
[6,4,2]
true.
另一个选项是使用findall/3，看起来更像这样：
?- findall(Y, (perm([1,2,3], X), double(X, Y)), Ys).
Ys = [[2, 4, 6], [4, 2, 6], [4, 6, 2], [2, 6, 4], [6, 2, 4], [6, 4, 2]].
使用它来解决你的问题可能超出了你正在做的任何家庭作业的范围。
【讨论】：
我们可以像这样根据same_length/2和select/3定义list_permutation/2：
:- use_module(library(lists),[same_length/2,select/3]).
list_permutation(As,Bs) :-
same_length(As,Bs), % redundant goal helps termination
list_permutation_(As,Bs).
list_permutation_([],[]).
list_permutation_([A|As],Bs0) :-
select(A,Bs0,Bs),
list_permutation_(As,Bs).
感谢same_length/2，以下两个查询1,2 普遍终止：
?- list_permutation([1,2,3],Ys).
Ys = [1,2,3]
; Ys = [1,3,2]
; Ys = [2,1,3]
; Ys = [3,1,2]
; Ys = [2,3,1]
; Ys = [3,2,1]
; false.
?- list_permutation(Xs,[1,2,3]).
Xs = [1,2,3]
; Xs = [1,3,2]
; Xs = [2,1,3]
; Xs = [2,3,1]
; Xs = [3,1,2]
; Xs = [3,2,1]
; false.
到目前为止，一切都很好。但是如果有重复的列表项，答案序列是什么样的呢？
?- list_permutation([1,1,1],Ys).
Ys = [1,1,1]
; Ys = [1,1,1]
; Ys = [1,1,1]
; Ys = [1,1,1]
; Ys = [1,1,1]
; Ys = [1,1,1]
; false.
5/6 个答案是多余的！我们可以做什么？我们只是使用select<b>d</b>/3而不是select/3！
让我们重新运行上面给出了 5 个冗余解决方案的查询！
?- list_permuted([1,1,1],Ys).
Ys = [1,1,1]
; false.
?- list_permuted(Xs,[1,1,1]).
Xs = [1,1,1]
; false.
更好！所有多余的答案都消失了。
让我们比较一些示例案例的解决方案集：
?- _Xs = [1,2,1,1,2,1,1,2,1], setof(Ys,list_permutation(_Xs,Ys),Yss), setof(Ys,list_permuted(_Xs,Ys),Yss), 长度（Yss，N）。 N = 84, Yss = [[1,1,1,1,1,1,2,2,2],[1,1,1,1,1,2,1,2,2],[.. .|...]|...]。好的！对于规模稍大的问题，经验运行时测量如何？
我们使用call_time/2 以毫秒为单位测量运行时间T_ms。
?- call_time(\+ (list_permutation([1,2,1,1,1,2,1,1,1,2,1],_),false),T_ms).
T_ms = 8110.
?- call_time(\+ (list_permuted( [1,2,1,1,1,2,1,1,1,2,1],_),false),T_ms).
T_ms = 140.
好的！正确编译if_/3 和(=)/3，list_permuted/2 会更快！
脚注 1：使用 SICStus Prolog 版本 4.3.2 (x86_64-linux-glibc2.12)。
脚注 2：Prolog 顶层给出的答案已发布为了可读性而处理。
【讨论】：
如果您只是想探索最后没有“False”的排列，这段代码可能会有所帮助
takeout(X,[F |R],[F|S]) :- F\=X, takeout(X,R,S).
takeout(X,[X|R],R).
perm([X|Y],Z) :- perm(Y,W), takeout(X,Z,W).
perm([],[]).
所以 perm([a,b],B) 的输出是
B=[a,b]
B=[b,a]
【讨论】：