这是一个需要考虑的(冗长但简单的)解决方案。
首先,它有助于有一个辅助谓词从矩阵中的Row,Col 位置检索元素作为列表列表,例如:
get_matrix_entry_nth0(RowInd, ColInd, Matrix, Entry) :-
nth0(RowInd, Matrix, Row),
nth0(ColInd, Row, Entry).
其次,它还可以帮助使用该谓词来定义相对于由Row 和Col 索引的条目在方向方面,例如:
up_left_entry(R-C, Matrix, E) :-
PrevR is R - 1,
PrevC is C - 1,
get_matrix_entry_nth0(PrevR, PrevC, Matrix, E).
up_entry(R-C, Matrix, E) :-
PrevR is R - 1,
get_matrix_entry_nth0(PrevR, C, Matrix, E).
up_right_entry(R-C, Matrix, E) :-
PrevR is R - 1,
NextC is C + 1,
get_matrix_entry_nth0(PrevR, NextC, Matrix, E).
right_entry(R-C, Matrix, E) :-
NextC is C + 1,
get_matrix_entry_nth0(R, NextC, Matrix, E).
down_right_entry(R-C, Matrix, E) :-
NextR is R + 1,
NextC is C + 1,
get_matrix_entry_nth0(NextR, NextC, Matrix, E).
down_entry(R-C, Matrix, E) :-
NextR is R + 1,
get_matrix_entry_nth0(NextR, C, Matrix, E).
down_left_entry(R-C, Matrix, E) :-
NextR is R + 1,
PrevC is C - 1,
get_matrix_entry_nth0(NextR, PrevC, Matrix, E).
left_entry(R-C, Matrix, E) :-
PrevC is C - 1,
get_matrix_entry_nth0(R, PrevC, Matrix, E).
有了这些辅助谓词,解决方案就相当简单了:
matrix_path([R|Rs], P) :-
% determine rows, cols
length([R|Rs], Rows),
length(R, Cols),
% defer to matrix_path/4 to compute all paths starting with 0,0
matrix_path(0-0, Rows-Cols, [R|Rs], P).
matrix_path/2 是程序的入口点。这个单子句谓词预先确定给定矩阵中的行数和列数,并将处理推迟到matrix_path/4,它从0,0(左上角)元素开始计算。
matrix_path(R-C, Rows-Cols, Matrix, P) :-
C >= Cols, !,
% end of column, proceed to next row
NextRow is R + 1,
NextRow < Rows,
matrix_path(NextRow-0, Rows-Cols, Matrix, P).
matrix_path/4的第一个子句检查列数是否超过;如果是这样,则使用剪切(!)来排除下面的子句,并在下一行重新开始计算并将列索引重置为 0。
matrix_path(R-C, _, Matrix, adj(S, T)) :-
% get this entry
get_matrix_entry_nth0(R, C, Matrix, S),
% get each adjacent entry
( up_left_entry(R-C, Matrix, T)
; up_entry(R-C, Matrix, T)
; up_right_entry(R-C, Matrix, T)
; right_entry(R-C, Matrix, T)
; down_right_entry(R-C, Matrix, T)
; down_entry(R-C, Matrix, T)
; down_left_entry(R-C, Matrix, T)
; left_entry(R-C, Matrix, T)
).
matrix_path/4 的第二个子句只是尝试从给定条目中检索所有可能的“路径”。有些可能会失败(例如在第一行查找),但 Prolog 会回溯以找到所有有效的解决方案。
matrix_path(R-C, Rows-Cols, Matrix, P) :-
% get the entry for the next column in this row
NextC is C + 1,
matrix_path(R-NextC, Rows-Cols, Matrix, P).
matrix_path/4 的最后一个子句只是相对于同一行的下一列中的项目转移处理。
运行一个简单的例子:
?- matrix_path([[1,2],[3,4]], P).
P = adj(1, 2) ;
P = adj(1, 4) ;
P = adj(1, 3) ;
P = adj(2, 4) ;
P = adj(2, 3) ;
P = adj(2, 1) ;
P = adj(3, 1) ;
P = adj(3, 2) ;
P = adj(3, 4) ;
P = adj(4, 1) ;
P = adj(4, 2) ;
P = adj(4, 3) ;
false.
请注意,如果您希望所有相邻对立即不回溯,请将调用包装在 findall/2 中,如下所示:
?- findall(P, matrix_path([[1,2],[3,4]], P), Ps).
Ps = [adj(1, 2), adj(1, 4), adj(1, 3), adj(2, 4), adj(2, 3), adj(2, 1), adj(3, 1), adj(3, 2), adj(..., ...)|...].