我怎样才能在Prolog中实现“我是我自己的爷爷”？

Posted 2021-04-18

以下故事来自N. Wirth（1976）Algorithms + Datastructures = Programs。

我娶了一个寡妇（让我们称她为W），她有一个成年女儿（叫她D）。我的父亲（F）经常访问我们，爱上了我的继女并娶了她。因此，我的父亲成了我的女婿，我的继女成了我的母亲。几个月后，我的妻子生了一个儿子（S1），他成了我父亲和我叔叔的姐夫。我父亲的这位妻子，也就是我的继女，也有一个儿子（S2）。

我试图在prolog中建模这些关系，所以最终我将能够输入：

| ?- grandfather(i,i).

无论我是不是自己的爷爷，我都会被给予“是”或“否”。

这是我到目前为止编写的代码（grandpa.pl）：

aunt(X,Y):-
    sibling(X,Z),
    parent(Z,Y),
    female(X).

brother(X,Y):-
    sibling(X,Y),
    male(X).

brother_in_law(X,Y):-
    child(X,Z),
    married(Z,W),
    parent(W,Y),
    not(sibling(X,Y)),
    male(X).

brother_in_law(s1,f).

child(X,Y):-
    parent(Y,X).

daughter(X,Y):-
    parent(Y,X),
    child(X,Y),
    female(X).

daughter(d,w).

father(X,Y):-
    parent(X,Y),
    male(X).

father(f,i).

father_in_law(X,Y):-
    child(X,Z),
    married(Y,Z),
    not(child(X,Y)),
    male(X).

grandparent(X,Y):-
    parent(X,Z),
    parent(Z,Y).

grandmother(X,Y):-
    grandparent(X,Y),
    female(X).

grandfather(X,Y):-
    grandparent(X,Y),
    male(X).

grandchild(X,Y):-
    child(X,Z),
    child(Z,Y).

married(X,Y):-
    wife(X,Y),
    female(X).

married(X,Y):-
    husband(X,Y),
    male(X).

married(i,w).
married(f,d).

mother(X,Y):-
    parent(X,Y),
    female(X).

parent(X,Y):-
    child(Y,X).

sibling(X,Y):-
    parent(Z,X),
    parent(Z,Y).

sister(X,Y):-
    sibling(X,Y),
    female(X).

son(X,Y):-
    parent(Y,X),
    male(X).

son(s1,w).
son(s2,d).

son_in_law(X,Y):-
    child(X,Z),
    not(child(X,Y)),
    married(Z,Y),
    male(X).

son_in_law(f,i).

step_daughter(X,Y):-
    child(X,Z),
    married(Z,Y),
    not(child(X,Y)),
    female(X).

step_daughter(d,i).

step_parent(X,Y):-
    married(X,Z),
    parent(Z,Y),
    not(parent(X,Y)).

step_father(X,Y):-
    step_parent(X,Y),
    male(X).

step_mother(X,Y):-
    step_parent(X,Y),
    female(X).

step_mother(d,i).

uncle(X,Y):-
    sibling(X,Z),
    parent(Z,Y),
    male(X).

uncle(s1,i).

现在我在循环定义方面遇到了很多麻烦，以便在运行查询时进入无限循环：祖父（i，i）。

例如，我有：

（1毫秒）是{trace} | ？ - 祖父（我，我）。 1 1电话：爷爷（我，我）？ 2 2电话：祖父母（i，i）？ 3 3电话：家长（i，_103）？ 4 4电话：孩子（_127，i）？ 5 5电话：家长（i，_151）？ 6 6电话：孩子（_175，i）？ 7 7电话：家长（i，_199）？ 8 8电话：孩子（_223，i）？ 9 9电话：家长（i，_247）？ 10 10电话：孩子（_271，i）？ 11 11致电：家长（i，_295）？ 12 12电话：孩子（_319，i）？ 13 13致电：家长（i，_343）？ 14 14电话：孩子（_367，i）？ 15 15电话：家长（i，_391）？ ...

这是因为child将自己定义为拥有父级，而父级定义自己拥有子级（正如您在上面发布的谓词中所看到的那样）。

任何人都可以帮助我重新定义我对这些关系的谓词，以便我可以确定我是不是自己的爷爷？

答案

我删除了代码中不必要的所有内容并更改了一些内容，这就是我最终的结果：

% married(Husband, Wife)
married(i,w).
married(f,d).

人们会认为married(X,Y) :- married(Y,X)，但它导致令人讨厌的圆形证据，所以我们将按照惯例将丈夫放在第一位。

关于父母身份，出现了类似的问题。我们需要将父母一步视为真正的父母，因为谜语取决于它。我们知道你永远不可能成为自己的生物祖先！

然而，parent(X,Y) :- parent(Z,Y), married(X,Z)遇到了同样的问题，所以我只是让bio_parent表示亲生父母。

bio_parent(f,i).
bio_parent(w,d).
bio_parent(w,s1).
bio_parent(i,s1).
bio_parent(d,s2).
bio_parent(f,s2).

请注意，我们必须明确父母双方，因为没有办法从婚姻中结束亲生父母！此外，您的规范方式存在问题。你有类似的东西：

son(X,Y) :- child(X,Y), male(X).
son(a,b).

然而，从这些规则Prolog无法推断child(a,b)，所以你最终得到了不是孩子的儿子！这在代码中出现了几次。如果你从b派生出a，那么总是将a称为事实！乍一看，这似乎是Prolog的缺点，但事实并非如此。请记住，每个子句只是证明某个谓词的一种方式。在上面的例子中，你说每个男孩都是一个儿子，而且a恰好恰好是b的儿子。没有人说，作为一个男孩，是一个人可以成为一个儿子的唯一途径，a可能只是例外。

下一个有点罗嗦，因为我们对married的定义迫使我们将继父与分步母亲分开对待。我们将它们统一为父母。

step_father(X,Y) :- married(X,Z),bio_parent(Z,Y),+bio_parent(X,Y).
step_mother(X,Y) :- married(Z,X),bio_parent(Z,Y),+bio_parent(X,Y).
step_parent(X,Y) :- step_father(X,Y).
step_parent(X,Y) :- step_mother(X,Y).

正如我上面所说，我们需要将继父母视为父母！

parent(X,Y) :- step_parent(X,Y).
parent(X,Y) :- bio_parent(X,Y).

grandparent(X,Y):-
    parent(X,Z),
    parent(Z,Y).

我的代码中还有一些其他错误，我只是向您展示一些示例，以便您可以从中学习。

首先，在这里你说女性妻子已婚，男性丈夫已婚。所以，男性妻子未婚。应该是反过来，女性已婚人士被称为妻子！

% wrong:
%
% married(X,Y):-
%    wife(X,Y),
%    female(X).
%
% married(X,Y):-
%    husband(X,Y),
%    male(X).
% 
% right:
% wife(X,Y) :- married(Y,X). % according to our new definition of 'married'
% husband(X,Y) :- married(X,Y).

在这里，我添加了最后一行，因为您通常不认为自己是您自己的兄弟：

% sibling(X,Y):-
%    parent(Z,X),
%    parent(Z,Y),
%    X = Y. % added this

最后两个是关于错误谓词的事实。你基本上用它们来覆盖Prolog的推论。它们应该被扣除，而不是作为事实说明！

% son_in_law(f,i).
% step_mother(d,i).

现在，尝试这样的程序。不要惊讶：你不会是唯一一个成为自己祖父母的人！ ;-)

另一答案

我的prolog课程已经很久很久了，但是去除了

parent(X,Y):-
   child(Y,X).

并用parent(A,B)替换child(B,A)的任何用法？您仍然可以添加有关父母的事实，因为反向规则仍然可用 - 您也可以删除该规则，但在这种情况下，您不能再使用任何有关父母的事实，您必须将所有事实都写为子（a，b）同样。

这是不一样的吗？

另一答案

请注意，我对Prolog的了解很久（从来没有那么深）......

我认为你需要让父（或孩子）成为主（不依赖于其他关系）。

child(X,Y):-
    parent(Y,X).

parent(X,Y):-
    child(Y,X).

是什么可能导致循环。

另一答案

这是事实和规则

couples(i,w).
mother_of(w,d).
father_of(f,i).
couples(f,d).
son_in_law(f,i).
mother_of(d,i).
mother_of(w,s1).
mother_of(d,s2).
grand(F,C):- son_in_law(F,C),couples(H,D),mother_of(D,C).
grand(F,C):- father_of(F,D),father_of(D,C).

询问

?-grand(i,i).