Prolog - 递归地将数字附加到列表中答案

【问题标题】：Prolog - Recursively append numbers to a listProlog - 递归地将数字附加到列表中
【发布时间】：2020-11-14 01:15:44
【问题描述】：

我刚刚开始学习 Prolog，但我在理解递归概念时遇到了麻烦。现在，仅出于练习的目的，我正在尝试编写一个程序，将 10 个数字附加到一个列表中，然后打印出该列表。

这个程序的自我强加规则是列表必须在主谓词中“声明”（我不确定这是否是 Prolog 的正确词），它调用另一个谓词将数字附加到列表中.

这是我到目前为止所拥有的，我知道它不会起作用，因为我试图在 addToList 谓词的末尾重新定义 List，这在语言中是不允许的。

% Entry point that declares a list (`List`) to store the 10 numbers
printList(List) :-
    addToList(0, List),
    writeln(List).

% Base case - once we hit 11 we can stop adding numbers to the list
addToList(11, _).

% First case - this predicate makes adding the first number easier for me...
addToList(0, List) :-
    append([], [0], NewList),
    addToList(1, NewList),
    append([],  NewList, List). % This is valid, but List will just be [0] I think..

% Cases 1-10
addToList(Value, List) :-
    append(List, [Value], NewList),
    NextVal is Value+1,
    addToList(NextVal, NewList),
    append([], NewList, List). % This is INVALID since List is already defined

这个程序将开始于：

printList(List).

有没有一种简单的方法可以更改我编写的损坏程序以使其正常工作？我对如何获取存储在List 中的数字非常迷茫。

【问题讨论】：

标签： list recursion prolog

【解决方案1】：

你在程序上思考，在序言中你不能改变变量。您正在尝试自己构建列表。在 prolog 样式中，您尝试声明所需列表的约束。如果 nlist/2 是一个给出 N 个数字列表的谓词，那么它的属性到底是什么？ nlist(0, []). 如果是 nlist(N, Xs) 然后是 nlist(N+1, [N+1 | Xs])。所以你只需编写这些，让 prolog 负责构建。

nlist(0, []).
nlist(N, [N | Xs]) :-
    N>0, N1 is N-1,
    nlist(N1, Xs).

如果您对递归调用的发生方式感到困惑，请尝试使用trace/0 或trace/1。您可以在以下跟踪中看到调用是如何完成的。您可以致电trace(nlist) 获取此信息。

?- nlist(3, X).
 T Call: nlist(3, _78)
 T Call: nlist(2, _902)
 T Call: nlist(1, _1464)
 T Call: nlist(0, _2026)
 T Exit: nlist(0, [])
 T Exit: nlist(1, [1])
 T Exit: nlist(2, [2, 1])
 T Exit: nlist(3, [3, 2, 1])
X = [3, 2, 1]

更程序化的样式代码如下

addToList(11, A, A).

% Cases 1-10
addToList(Value, List, NewList) :-
    Value < 11,  append(List, [Value], Temp),
    NextVal is Value+1,
    addToList(NextVal, Temp, NewList).

这里给出的中间参数是累加器。当您达到 11 岁时，累加器就是答案。

?- addToList(1, [], X).
X = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9|...] 

?- addToList(5, [], X).
X = [5, 6, 7, 8, 9, 10]

查看示例跟踪以及它们在nlist 和addToList 中的区别。尝试找出差异以及发生这种情况的原因。

?- addToList(7, [], X).
 T Call: addToList(7, [], _33565254)
 T Call: addToList(8, [7], _33565254)
 T Call: addToList(9, [7, 8], _33565254)
 T Call: addToList(10, [7, 8, 9], _33565254)
 T Call: addToList(11, [7, 8, 9, 10], _33565254)
 T Exit: addToList(11, [7, 8, 9, 10], [7, 8, 9, 10])
 T Exit: addToList(10, [7, 8, 9], [7, 8, 9, 10])
 T Exit: addToList(9, [7, 8], [7, 8, 9, 10])
 T Exit: addToList(8, [7], [7, 8, 9, 10])
 T Exit: addToList(7, [], [7, 8, 9, 10])
X = [7, 8, 9, 10]

【讨论】：

谢谢，感谢您的回复。您的解决方案简单易懂。随着我继续学习 Prolog，让自己摆脱我的程序性思维会很困难。
你会慢慢习惯的。您也可以编写过程式代码，但您将与 prolog 环境作斗争，而不是让它帮助您。

【解决方案2】：

这是我的解决方案：

printSeries(_,[],0):-!.
printSeries(S,[S|T],C):-
    S1 is S+1,
    C1 is C-1,
    printSeries(S1,T,C1).

?- printSeries(7,L,5).
L = [7, 8, 9, 10, 11]

谓词可用于打印使用起始数字的任何系列以及想要增加多少次。一个非常简单的方法是使用计数器。第一个谓词是说，不管起始编号是什么，也不管列表中的内容是什么，如果计数器达到 0，程序应该停止（意思是停止）。第二个谓词我们有起始编号，以及我们告诉它的列表，您必须以起始编号开始列表，最后是计数器。接下来，我们将起始数字加 1。将计数器减 1。然后通过将新值赋予谓词来重做所有事情。

?-printSeries(1,L,10).
L = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

【讨论】：