Prolog没有找到所有解决方案

Question

像这样模拟地下管线的停靠点：

stop(line1, 1, station1).
stop(line1, 2, station2).
stop(line1, 3, station3).
stop(line1, 4, station4).
stop(line1, 5, station5).
stop(line2, 1, station2).
stop(line2, 2, station4).

其中stop(L, N, S) 表示S 是N'第L 线上的站点，我正在尝试定义path(S1, S2, P) 来计算S1 和S2 之间的可能路径。

这里的路径是“段”的列表，段是沿同一条线的旅程，即segment(L,S1,S2) 表示沿线L 从S1 到S2 的连续旅程。所以path(a,d,P) 的一个可能解决方案是P=[segment(line1, a, b), segment(line2, b, d)]，即在line1 上从a 到b，然后在line2 上从b 到d。

另外一个限制是路径不能多次包含同一行。

我有以下内容：

segment(L, S1, S2) :- stop(L, N1, S1), stop(L, N2, S2), N2>N1.
line_present_in_path(_, []) :- false.
line_present_in_path(L, [H|_]) :- segment(L, _, _) = H.
line_present_in_path(L, [_|T]) :- line_present_in_path(L, T).
path(S1, S2, [H]) :- segment(_, S1, S2) = H, H.
path(S1, S2, [H|T]) :- segment(L, S1, X) = H, H, \+line_present_in_path(L, T), path(X, S2, T).

但是发生了一些奇怪的事情。如果我自己明确指定所有参数，它会识别为正确的路径：

?- path(station1, station4, [segment(line1, station1, station2),segment(line2, station2, station4)]).
true ;
false.

但是，如果我要求它计算所有路径，它只会找到一条路径，与它刚刚验证为正确的路径不同：

?- path(station1, station4, P).
P = [segment(line1, station1, station4)] ;
false.

我必须承认我是 Prolog 的新手，所以我可能会遗漏一些基本的东西。但是，我真的不明白为什么它可以验证给定路径是否正确，但在尝试查找所有路径时却找不到该路径。

Answer 1

错误出现在path/3 谓词的第二个子句中。为了清楚起见重写它：

path(S1, S2, [segment(L, S1, X)|T]) :-
    \+ line_present_in_path(L, T),
    path(X, S2, T).

对于path(station1, station4, P) 之类的目标，您可以调用line_present_in_path/2 谓词，并在第二个参数中添加一个变量。该调用总是成功，因此它的否定总是失败。一般来说，您应该谨慎使用 \+/1 和充分实例化的参数。

提示：要解决此错误，请使用路径谓词的附加参数来保存到目前为止找到的站点。例如

path(S1, S2, Path) :-
    path(S1, S2, Path, []).

path(S1, S2, Path, Visited) :-
    ...

您可以使用事实上的标准member/2 谓词来检查站点是否已经在路径中，否则将其添加到访问列表中。寻路是一个常见问题，您可以在 StackOverflow 中找到几个相关的答案。但请先尝试自己解决。