prolog - Prolog中如何处理这个 "multiple loop"？

Question

所以基本上我正在尝试编写一个 Prolog 代码，模拟这个多个循环:

int foo()
{
   int i, j, m;
   m = 1;
   i = 0;
   for (; i < 5; i++)
   {
      j = 0;
      for (; j < 5; j++)
         m = i + j + m;
   }

   return m;
}

我的 Prolog 代码是这样的:

foo(M02) :-
   M01 is 1,
   I01 is 0,
   loop_entry_1(M01, J01, I01, M02, J02, I02).

loop_entry_1(M01, J01, I01, FinalM, FinalJ, FinalI) :-
   I01 < 5, !,
   J01 is 0,                    %%  I failed here!!
   loop_entry_0(M01, J01, I01, M02, J02, I01),
   I02 is I01 + 1,
   loop_entry_1( M02, J02, I02 , FinalM, FinalJ, FinalI).
loop_entry_1( M01, J01, I01,  M01, J01, I01).

loop_entry_0(M01, J01, I01, FinalM, FinalJ, FinalI) :-
   J01 < 5, !,
   M02 is (I01 + J01) + M01,
   J02 is J01 + 1,
   loop_entry_0(M02, J02, I01 , FinalM, FinalJ, FinalI).
loop_entry_0(M01, J01, I01,  M01, J01, I01). 

所以问题是，每次执行退出loop_entry_0时，J01已经被赋值给5，并且会在J01为0。

但我就是想不出解决这个问题的方法......

有人可以帮我吗？

Answer 1

您正在尝试在 Prolog 中模拟状态。您已经弄清楚了如何做到这一点:本质上，通过一系列逻辑变量，您可以模拟单个(非逻辑)变量。这种模拟通常被称为“差异”。常见的约定是这样命名此类变量:S0, S1, S2, ... S。所以“最终”状态没有任何数字。通过这种方式，您可以在不知道需要多少个中间状态的情况下启动规则，例如:

p(S0, S) :-
   ...

因此，每次为变量分配新值时，您也需要一个新的逻辑变量。但是，你说J01是0!等等，我们说过:新状态意味着新变量!因此，您必须在这里引入一个新的中间变量，或者只需将下一个目标中的 J01 替换为 0。

与差异相关的另一个常见约定是将相关参数紧随其后。

然后，尽管这种做法并不常见，但您可以省略这些参数之间的空格，以便更好地看出它们是彼此所属的。

哦，我忘记了:在循环内恰好恒定的变量不需要复制。

因此，根据所有这些约定，将编写 foo/1 (注意不同的参数顺序!):

foo(M) :-
   loop_entry_1(1,M, 0,_).

loop_entry_1(M0,M, I0,I) :-
   I0 < 5, !,
   loop_entry_0(M0,M1, 0,_, I0),
   I1 is I0+1,
   loop_entry_1(M1,M, I1,I).
loop_entry_1(M,M, I,I).

loop_entry_0(M0,M, J0,J, I) :-
   J0 < 5, !,
   M1 is I + J0 + M0,
   J1 is J0 + 1,
   loop_entry_0(M1,M, J1,J, I).
loop_entry_0(M,M, J,J, _).

B-但是:我意识到，我们可以完全删除一些状态变量。事实上:

foo(M) :-
   loop_entry_1(1,M, 0).

loop_entry_1(M0,M, I0) :-
   I0 < 5, !,
   loop_entry_0(M0,M1, 0, I0),
   I1 is I0+1,
   loop_entry_1(M1,M, I1).
loop_entry_1(M,M, _).

loop_entry_0(M0,M, J0, I) :-
   J0 < 5, !,
   M1 is I + J0 + M0,
   J1 is J0 + 1,
   loop_entry_0(M1,M, J1, I).
loop_entry_0(M,M, _, _). 

所以这是另一个技巧:如果您只需要简单的仅尾递归函数中的状态，那么您可以忽略第二个参数!参数之间的空格对于区分复杂状态 (M) 和简单状态有多重要!

<小时/>

我真的应该补充一点:这种一对一的翻译可能很有趣，但并不能为特定问题提供很多见解。