Prolog中具有单面统一的Quine算法

Posted 2023-05-08

【中文标题】Prolog中具有单面统一的Quine算法

【英文标题】：Quine's algorithm with Single Sided Unification in Prolog

【发布时间】：2021-05-16 22:45:03

【问题描述】：

SWI-Prolog 的新版本 8.3.19 引入了单面统一 在新的 Picat 样式规则中。这可能是一个受欢迎的补充 序言系统。我想知道我们是否可以重写Quine算法

Quine算法的Prolog实现https://\***.com/q/63505466/502187

Picat 样式规则以及这是否可行？如果是并且如果 Quine算法的编写变得更简单，那么SWI-Prolog可能 此次添加对社区有很大帮助。

有没有人接受这个挑战？ SWI-Prolog 8.3.19 已经可以从开发中获得。

【参考方案1】：

虽然正常的统一又名双边统一与内置 (=)/2 密切相关，但模式匹配又名单边统一和内置 (==)/2 之间存在类似的关系。这些引导将起作用：

=(X,X) :- true.
==(X,X) => true.

如果我们查看 Quine 算法的代码，取自 here，我们会发现很多 (==)/2 用法。模式匹配可以直接做的工作：

simp(A, A) :- var(A), !.
simp(A+B, B) :- A == 0, !.
simp(A+B, A) :- B == 0, !.
Etc..

所以我们尝试了一下，将所有规则都转换为模式匹配。然后不再需要初始的 var/1 保护， (==)/2 也不再需要。但是我们观察到我们需要更多 (=)/2 来返回函数值：

simp(0+B, X) => X = B.
simp(A+0, X) => X = A.
Etc..

我们做了一个小基准测试并验证了来自 Principia 的 193 个命题逻辑测试用例。我们测试了正常的统一和模式匹配。我们还比较了一个尚未编译的模式匹配变体，即使用 subsumes/2 的扩展：

首先通过 subsumes/2 扩展，不编译模式匹配：

/* Jekejeke Prolog 1.5.0 */
/* normal unification */
?- time((between(1,380,_), test, fail; true)).
% Up 996 ms, GC 6 ms, Threads 984 ms (Current 02/14/21 11:30:28)
Yes

/* pattern matching */
?- time((between(1,380,_), test, fail; true)).
% Up 3,525 ms, GC 24 ms, Threads 3,500 ms (Current 02/14/21 11:42:50)
Yes

现在 SWI-Prolog 的新编译模式匹配：

/* SWI-Prolog 8.3.19 */
/* normal unification */
?- time((between(1,380,_), test, fail; true)).
% 4,940,000 inferences, 0.547 CPU in 0.534 seconds (102% CPU, 9033143 Lips)
true.

/* pattern matching */
?- time((between(1,380,_), test, fail; true)).
% 4,940,000 inferences, 0.531 CPU in 0.531 seconds (100% CPU, 9298824 Lips)
true.

我是期待编译的方式显示一个tick比较bang而不是只保存正常统一的表现？不过，这是一个好的开始。

开源：

1847 年的布尔方法，Prolog 风格https://gist.github.com/jburse/713b6ad2b7e28de89fe51b98be3d0943#file-boole-pl

1847 年的布尔方法，皮卡特风格https://gist.github.com/jburse/713b6ad2b7e28de89fe51b98be3d0943#file-boole2-pl

Picat 扩展https://gist.github.com/jburse/713b6ad2b7e28de89fe51b98be3d0943#file-picat-pl

来自 Principia 的 193 个命题逻辑测试用例https://gist.github.com/jburse/713b6ad2b7e28de89fe51b98be3d0943#file-principia-pl

【参考方案2】：

除了使用基于 subsumes/2 的翻译进行单面统一之外，另一种方法是使用较低级别的单面统一。 SWI-Prolog 8.3.19 已经实现了，但我的系统的另一个答案没有显示。

我们是否找到其他也提供较低级别实现的 Prolog 系统 单面统一？事实证明是的，例如 ECLiPSe Prolog：

4.6 匹配 在 ECLiPSe 中，您可以编写使用匹配（或单向统一）而不是头部统一的子句。此类条款是 用 ?- 函子而不是 :- 编写。匹配有属性 调用者中的任何变量都不会被绑定。

ECLiPSe - 教程介绍 第 47 页（逻辑第 37 页）http://eclipseclp.org/doc/tutorial.pdf

我们也在我们的系统中添加了这样的运算符。规则现在写成如下：

simp(0+B, X) ?- !, X = B.
simp(A+0, X) ?- !, X = A.
Etc..

现在我们又回到了平时的表现：

/* Jekejeke Prolog 1.5.0 */
?- time((between(1,380,_), test, fail; true)).
% Up 1,067 ms, GC 11 ms, Threads 1,032 ms (Current 02/14/21 21:43:56)
Yes

注意！

开源：

1847 年的布尔方法，ECLiPSe 风格https://gist.github.com/jburse/713b6ad2b7e28de89fe51b98be3d0943#file-boole3-pl