Prolog中对事实和谓词的程序和声明性解读

Question

我不确定如何进行事实和谓词的程序性和陈述性阅读。我想知道是否有人能给我一些如何写它们的指导。

这是我将Key插入二叉树的代码：

insert(Key, null, tree(key, null, null)).
insert(Key, tree(Root, LST, RST), tree(Root, NewLST, RST)) :-
    Key < Root,
    insert(Key, LST, NewLST).
insert(Key, tree(Root, LST, RST), tree(Root, LST, NewRST)) :-
    Key > Root,
    insert(Key, RST, NewRST).

Answer 1

注意：二叉树的问题中存在OP代码的错误。问题是阅读Prolog代码而不是修复代码。

程序性阅读基于Bratko，第9.3节Insertion and deletion in a binary tree pg。 231

T是一棵二叉树。树可以是空的，只有一根，有一片叶子，或者有两片叶子。

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insert(Key, null, tree(key, null, null)).

程序阅读： 将Key插入空树null的结果是树tree(key,null,null)。

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insert(Key, tree(Root, LST, RST), tree(Root, NewLST, RST)) :-
    Key < Root,
    insert(Key, LST, NewLST).

Proceduralreading： 如果T的根大于Key，则将Key插入T的左子树。

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insert(Key, tree(Root, LST, RST), tree(Root, LST, NewRST)) :-
    Key > Root,
    insert(Key, RST, NewRST).

程序阅读： 如果T的根小于Key，则将Key插入T的右子树。

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基于The Art of Prolog的声明性阅读，第3.4节Binary Trees pg。 72

陈述性阅读：

• Key可以插入到空树中
• 或者，如果Key小于节点处的值，则可以插入左子树
• 或者，如果Key大于节点处的值，则可以插入到右子树中。

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关于为什么要写出声明性意义的个人说明很重要。

在尝试理解程序含义时，对我而言，它解释了代码如何在设置输入参数并返回值的过程模式下工作。

?- insert(5,null,Tree).
Tree = tree(5, null, null) ;
false. 

注意：我修复了OP代码的错误，以使该查询能够像演示一样工作。

要么

?- insert(3,tree(5,null,null),Tree).
Tree = tree(5, tree(3, null, null), null) ;
false.

当试图理解声明性意义时，对我而言，它解释了代码如何在其他modes中工作，其中给出了结果，一个或多个参数是变量，或者所有参数都是变量（不记得这是什么叫做，我认为这是最普遍的问题）。

在这种情况下编写声明性含义，并尝试查询

?- insert(Key,X,tree(5,null,null)).
Key = 5,
X = null ;
ERROR: Arguments are not sufficiently instantiated
ERROR: In:
ERROR:    [9] _8894<5
ERROR:    [8] insert(_8920,tree(5,_8930,null),tree(5,null,null)) at c:/users/eric/documents/projects/prolog/so_question_101.pl:6
ERROR:    [7] <user>
   Exception: (8) insert(_8238, _8240, tree(5, null, null)) ? creep

和

?- insert(Key,Tree,tree(Root,Left,Right)).
Key = Root,
Tree = Left, Left = Right, Right = null ;
ERROR: Arguments are not sufficiently instantiated
ERROR: In:
ERROR:    [9] _12488<_12490
ERROR:    [8] insert(_12514,tree(_12522,_12524,_12526),tree(_12530,_12532,_12534)) at c:/users/eric/documents/projects/prolog/so_question_101.pl:6
ERROR:    [7] <user>
% Execution Aborted

告诉我，其中一个或多个需要解决：

1. 需要为谓词定义模式
2. 需要添加Guard语句以避免错误
3. 谓词名称需要从过程变为声明。
4. 代码需要制作pure
5. 评估手段需要改变，例如使用constraint programming或其他东西。

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因此，通过学习如何将代码模式添加到从过程到声明的代码，人们也可以反过来看，这有助于在过程语言中编写更好的代码。

当我编写没有algebraic data types作为first class notion（如Java）的编程语言的代码时，我必须使用许多if或switch语句来涵盖数据结构的所有组合。现在有些情况下代码正确运行else或default，但为了使代码更好，当我写一个if或switch时，我总是添加else或default与assert (false)并运行代码。如果断言失败，它通常表明我对代码的推理是错误的，我要么重写代码，要么将断言更改为注释，解释为什么else或default案例可以发生但不需要。