在 prolog 的 2 个列表中查找所有匹配元素

Question

我必须编写一个 Prolog 程序来查找 2 个单独列表之间的所有匹配元素。在实践中，它必须看起来像这样：

?- intersect([a,c,a,b], [d,b,a,b], X).

X = [a,b]

到目前为止，我所拥有的是：

intersect([], Y, Z).
intersect([H| T1], Y, [H| T2]) :-
   member(H, Y),
   remove_all(H, T1, P),
   intersect(T1, Y, T2).
intersect([H| T1], Y, T2) :-
   intersect(T1, Y, T2).

（我必须在之前的练习中创建一个 remove_all 函数。这会从列表中删除与您给出的匹配的所有元素）

这可行，除了一件事，我的答案是这样的：

X = [a, b|_17660]

我是 Prolog 的新手，对它了解不多。为什么最后有一个“|_17660”，我将如何更改我的代码来修复它？ 如果有人可以帮助我，将不胜感激。

Answer 1

首先，您收到了三个关于“单例变量”的明确警告。这是一个非常明确的暗示，表明出了点问题。通常，Prolog 程序员会先解决这个问题。当然，还有其他方法。

所以你的问题是你得到X = [a, b|_17660] 作为答案。这是什么意思？ _176660 只是一个必须普遍量化的变量名。换句话说，你得到的答案是：

所有以[a, b|_] 开头的X 都是一个解决方案。像[a, b] 是有意的，但也像[a, b|non_list] 这样丑陋的。甚至是像[a, b, c]这样的误导甚至不正确的。

要了解这个问题的根源，让我们关注一个隐含的地面查询，例如：

?- intersect([a,c,a,b], [d,b,a,b], [a,b|non_list]).
ERROR: Undefined procedure: remove_all/3

啊，你没有显示remove_all/3 的定义。在传统的编程语言中，我们现在必须停下来。但是在 Prolog 中，我们仍然可以继续。无需查看该定义。我将改为使用不再包含remove_all/3 的specialization。所以从某种意义上说，这只是你程序的一部分，但我们仍然可以从中得出结论。这是我使用的：

相交（[]，Y，Z）：- Z = non_list。 intersect([H|T1], Y, [H|T2]) :- false, 成员(H, Y), remove_all(H, T1, P), 相交（T1，Y，T2）。 intersect([H|T1], Y, T2) :- T2 = non_list, 相交（T1，Y，T2）。

这个程序几乎是你的。除了我添加了额外的目标。在另一种语言中，这是不可能的。但是在 Prolog 中，我们可以利用（纯的、单调的）Prolog 程序的一个非常好的特性：您可以随机添加额外的目标，并且仍然可以预测结果是什么：新程序描述了您的目标的 子集原程序做到了。当然，我有一些怀疑，所以我的添加是有一定指导意义的。但是你可以总是对你的错误程序做同样的事情！

仍然不相信？现在使用该新程序查看您实际描述的内容：

?- intersect(Xs, Ys, Zs).
   Xs = [],
   Zs = non_list ...

?- intersect([], any, non_list).
   true.

显然，这不是您想要的。要了解它的来源，我们可以让您的程序更加专业化：

相交（[]，Y，Z）：- Z = non_list。 intersect([H|T1], Y, [H|T2]) :- false, 成员(H, Y), remove_all(H, T1, P), 相交（T1，Y，T2）。 intersect([H|T1], Y, T2) :- false, 相交（T1，Y，T2）。

现在应该很明显，事实必须是专门的，否则这些荒谬的解决方案是可能的。这是一个这样的专业：

相交（[]，_Y，Z）：- Z = []。 intersect([H|T1], Y, [H|T2]) :- false, 成员(H, Y), remove_all(H, T1, P), 相交（T1，Y，T2）。 相交（[H| T1]，Y，T2）：- 相交（T1，Y，T2）。

事实是：空列表和任何东西的交集就是空列表。让我们保持这种状态，即使 Y = non_list 现在也是可能的。

您的规则仍然被删除，因为我没有看到您的定义。不要紧！我会继续在剩下的程序中发现问题。目前，我不知道在哪里寻找问题。但是我可以通过询问 最一般的查询 来让 Prolog 为我执行此操作，该查询的内容类似于

Prolog，告诉我你能描述的所有解决方案。

（记住这个技巧，你可以随时问这个问题——根本不知道谓词是关于什么的。）

?- intersect(Xs, Ys, Zs).
   Xs = Zs, Zs = []
;  Xs = [_99922],
   Zs = [] ...

第一个答案是完美的，但第二个答案不是。请注意Ys 不会出现在任何地方，因此答案适用于所有Ys。甚至：

?- intersect([a], [a], []).
   true.

这个问题和你的规则直接相关，没有任何条件...

请参阅this 以获得干净的解决方案。