在列表中查找最大元素及其索引 - Prolog答案

【问题标题】：Find the max element and its index in a list - Prolog在列表中查找最大元素及其索引 - Prolog
【发布时间】：2015-10-04 01:59:01
【问题描述】：

我对 Prolog 很陌生。我正在尝试编写一个谓词来查找最大值及其整数列表的索引。即max_list([2,3,4], MAX, INDEX) 将产生MAX=4, INDEX=2

谢谢你的回复~我很抱歉！这是我第一次在stackoverflow中提问。我可以编写一个谓词来查找列表的最大值或最小值，但我不知道如何获得该值在列表中的确切位置。我只是想理解答案。

【问题讨论】：

你需要展示一个尝试并解释你遇到了什么问题
您希望?- max_list([1,2,1],Max,Index). 有哪些解决方案？

标签： list prolog

【解决方案1】：

使用clpfd ...

:- use_module(library(clpfd)).

...、meta-predicate maplist/2 和 nth0/3 我们定义：

zs_maximum_at(Zs,Max,Pos) :-
   maplist(#>=(Max),Zs),
   nth0(Pos,Zs,Max).

这是 OP 给出的查询：

?- zs_maximum_at([2,3,4],M,I).
I = 2, M = 4.

好的！ ...最一般的查询怎么样？

?- zs_maximum_at(Zs,M,I).
  Zs = [M], I = 0, M in inf..sup
; Zs = [ M,_B], I = 0, M #>= _B
; Zs = [_A, M], I = 1, M #>= _A
; Zs = [ M,_B,_C], I = 0, M #>= _B, M #>= _C
; Zs = [_A, M,_C], I = 1, M #>= _A, M #>= _C
; Zs = [_A,_B, M], I = 2, M #>= _A, M #>= _B
; Zs = [ M,_B,_C,_D], I = 0, M #>= _B, M #>= _C, M #>= _D
; Zs = [_A, M,_C,_D], I = 1, M #>= _A, M #>= _C, M #>= _D
...

编辑：算术表达式怎么样？

我们可以允许通过添加一个额外的目标(#=)/2来使用算术表达式：
zs_maximum_at(Zs,Expr,Pos) :- 地图列表（#>=（最大），Zs）， nth0(Pos,Zs,Expr), 经验 #= 最大。
现在我们可以运行如下查询，但会失去单调性（参见this clpfd manual）！
?- zs_maximum_at([0+1,1+1,2-0,3-1,1+0],M,I)。我 = 1, M = 1+1 ;我 = 2, M = 2-0 ;我 = 3, M = 3-1 ;错误的。
要禁用算术表达式，我们可以将length/2 与ins/2 结合使用：
zs_maximum_at(Zs,Max,Pos) :- 长度（Zs，_）， Zs ins inf..sup, 地图列表（#>=（最大），Zs）， nth0(Pos,Zs,Max)。
再次运行上面的查询，我们现在得到：
?- zs_maximum_at([0+1,1+1,2-0,3-1,1+0],M,I)。错误：类型错误：预期为“整数”，发现“0+1”（复合）

请注意，问题（是否允许算术表达式）不仅限于 clpfd。
在使用普通的 Prolog 算术谓词（如 is/2 和朋友）时也会出现此问题。

【讨论】：

非常优雅和通用的解决方案！
谢谢！你的回答和解释很清楚！

【解决方案2】：

joel76 答案的变体：

max_list(L, M, I) :- nth0(I, L, M), \+ (member(E, L), E > M).

【讨论】：

如果其他人偶然发现：\+ 是“[不可证明的运算符”，请参阅stackoverflow.com/questions/1712034/what-does-mean-in-prolog

【解决方案3】：

我自己不是 Prolog 专家，所以这可能不是最漂亮的解决方案，但这个谓词应该做你想做的事：

max_list([X|Xs],Max,Index):-
    max_list(Xs,X,0,0,Max,Index).

max_list([],OldMax,OldIndex,_, OldMax, OldIndex).
max_list([X|Xs],OldMax,_,CurrentIndex, Max, Index):-
    X > OldMax,
    NewCurrentIndex is CurrentIndex + 1,
    NewIndex is NewCurrentIndex,
    max_list(Xs, X, NewIndex, NewCurrentIndex, Max, Index).
max_list([X|Xs],OldMax,OldIndex,CurrentIndex, Max, Index):-
    X =< OldMax,
    NewCurrentIndex is CurrentIndex + 1,
    max_list(Xs, OldMax, OldIndex, NewCurrentIndex, Max, Index).

【讨论】：

s(X)：好的，现在好多了！
谢谢~这个解决方法通俗易懂！

【解决方案4】：

另一种方法，不是很有效，但更“序言”是说：列表的最大值是多少？它是列表的成员，并且此列表中没有其他成员大于最大值！所以：

max_list(Lst, Max, Ind) :-
   member(Max, Lst),
   \+((member(N, Lst), N > Max)),
   % Now, with SWI-Prolog, (may be with other Prolog)
   % nth0/3 gives you the index of an element in a list
   nth0(Ind, Lst, Max).

【讨论】：

s(X)：好的！可以使用maplist(>=(Max),Lst) 代替\+((member(N,Lst), N > Max))。（这不是 100% 等效的，但允许使用 clpfd 代替普通的 Prolog 整数运算......）