prolog - Prolog 'is/2' 谓词实现

Question

'is/2' Prolog 谓词是如何实现的？我知道

X is 3*4

相当于

is(X, 3*4)

但是谓词是使用命令式编程实现的吗？换句话说，实现是否等同于以下 C 代码？

if(uninstantiated(x)) 
{
    X = 3*4;
}
else
{
    //signal an error
}

还是使用声明式编程和其他谓词来实现？

Answer 1

显然，取决于您的 Prolog，但任何实际的实现都将在 C 或其他命令式语言中完成其肮脏的工作。部分is/2可以在纯Prolog中模拟：

is(X, Expr) :-
    evaluate(Expr, Value),
    (var(X) ->
        X = Value
    ;
        X =:= Value
    ).

evaluate知道算术表达式的巨大谓词在哪里。也有一些方法可以在纯 Prolog 中实现大部分内容，但这既缓慢又痛苦。例如，如果您有一个添加整数的谓词，那么您也可以使用以下（愚蠢的）算法将它们相乘：

evaluate(X + Y, Value) :-
    % even this can be done in Prolog using an increment predicate,
    % but it would take O(n) time to do n/2 + n/2.
    add(X, Y, Value).
evaluate(X * Y, Value) :-
    (X == 0 ->
        Value = 0
    ;
        evaluate(X + -1, X1),
        evaluate(X1, Y, Value1),
        evaluate(Y + Value1, Value)
    ).

这些都不能保证是实际的或正确的；我只是在展示如何在 Prolog中实现算术。

Answer 2

取决于 Prolog 的版本；例如，CProlog（不出所料）是用 C 编写的，因此所有内置谓词都是用命令式语言实现的。

Answer 3

Prolog 是为语言解析而开发的。所以，像这样的算术表达式

3 + - ( 4 * 12 ) / 2 + 7

after parsing 只是一个序言词（代表解析树），operator/3提供语义来指导解析器的操作。对于基本的算术表达式，术语是

• '-'/2. 否定
• '*'/2, '/'/2. 乘法、除法
• '+'/2, '-'/2. 加法、减法

上面的示例表达式被解析为

'+'( '+'( 3 , '/'( '-'( '*'(4,12) ) , 2 ) ) , 7 )

'is'/2只需对表示右侧的解析树进行递归遍历，以几乎与 RPN（反向波兰表示法）计算器相同的方式评估每个术语。一旦对该表达式求值，结果将与左侧统一。

每个基本操作（加、减、乘、除等）都必须在机器代码中完成，因此在一天结束时，将调用一些机器代码例程来计算每个基本操作的结果。

无论is/2是完全用本机代码编写还是主要用 prolog 编写，只用本机代码编写叶操作，这几乎都是一种实现选择。