计算列表中的出现次数

Question

我正在尝试创建一个规则来计算给定列表中某个元素的出现次数，到目前为止我所尝试的似乎并没有按我预期的方式工作：

这里的第一个参数应该是列表，第二个是我们要查找的元素，最后一个是出现次数：

%empty list should always return 0 occurences
count([],E,0) :- true.

%if our head is what we are looking for, count
count([E|T],E,N) :- count(T,E,N-1).

%otherwise, do not count
count([H|T],E,N) :- H \== E, count(T,E,N).

这里H是给定列表的head，T是tail。

基本情况，例如count([],1,N). 按预期返回N = 0，但只要列表不为空，我们总是会得到false.：

?- count([1],1,N).
false.
?- count([1,2,1,3],1,N).
false.

谁能指出我做错了什么？

更新：

用

替换第二行似乎有效

count([E|T],E,N+1) :- count(T,E,N).

但我就是想不通为什么这不等于我的第一个想法。

然后我们得到

?- count([1,2,1,3],1,N).
N = 0+1+1 

这是正确的。

Answer 1

评估与统一

在 Prolog 中 =/2 是一个 unification 运算符。它不会将术语作为表达式进行评估，即使该术语可能代表数值上可评估的东西。同样，当您使用 count([E|T], E, N+1) 时，Prolog 不会评估术语 N+1。对于 Prolog，这只是另一个术语，内部表示为 +(N, 1)。

对于要作为数值表达式解释和评估的术语，您需要使用特定的 Prolog 运算符来执行此操作。正如@SQB 指出的那样，其中之一是is/2：

N = 1, N1 is N + 1.

这将导致N1 = 2。然而这个：

N = 1, N1 = N + 1.

将导致：N1 = 1 + 1（或等效的 N1 = +(1, 1)）。

Prolog 中也有数值比较运算符，它们也可以计算表达式。这些是=:=/2、>/2、>=/2、</2 和 =</2。所以你会看到以下内容：

1 + 2 =:= 3.

将产生“真”，因为=:=/2 专门用于比较可计算数值表达式的相等性。然而：

1 + 2 = 3.

将产生“false”，因为术语 +(1,2) 与术语 3 不匹配（或者更准确地说，不能统一）。

啊！参数没有充分实例化！

我在 SO 上看到了很多关于他们的论点“没有充分实例化”的错误的帖子。其中许多都在使用is/2。如上所述，is/2 将评估第二个参数中的表达式，然后将该结果与第一个参数统一。第二个参数必须是完全可评估的（表达式中涉及的所有变量都必须用数值​​实例化）否则你会得到一个错误。同样，在使用表达式比较时，两个参数中的所有变量都必须完全实例化。因此，如果X 是一个未绑定的变量，以下将产生“参数没有充分实例化”错误：

9 is X * 3.       % Will NOT yield X = 3, but will give an error
Y + 2 =:= X * 2.  % Error if either X or Y are not instantiated
Y = 1, X = 2, Y + 2 =:= X * 2.  % Yields "false" (fails) since 3 is not equal to 4
Y = 1, X = 2, Y + 2 < X * 2.    % Yields "true" (succeeds) since 3 is less than 4
Y = 1, X = 2, X + 1 = Y + 2.    % Yields "false" since +(2,1) doesn't unify with +(1,2)

对表达式执行约束逻辑时，使用的工具是 CLP(FD) 库。因此：

X * 3 #= 6.

将屈服，X = 2。

Answer 2

问题是N+1（或N-1）没有被评估，正如您的第二个（工作）示例所见。

% empty list has 0 occurrences
count([], _, 0).

% if our head is what we are looking for, count
count([E|T], E, N) :-
    N_1 is N - 1,         % this is the important one
    count(T, E, N_1).

% otherwise, do not count
count([H|T], E, N) :-
    H \== E,
    count(T, E, N).

is 实际上评估 等式，而不是统一在您下次与N-1 通话中的N。这就是为什么在您的第二个示例中，您最终使用 N=0+1+1 而不是 N=2。