了解Prolog中的递归规则

Question

我正在开始Prolog，由Seven Langs的Seven Langauges提供，并且在理解prolog如何处理递归方面有点挣扎。

给出以下代码：

sum(0, []).
sum(Total, [Head|Tail]) :- sum(Sum,Tail), Total is Head + Sum.

% executed in the Prolog interpreter:
sum(X, [1,2,3])
X = 6

我理解这段代码在做什么，但我对Prolog如何解析sum的递归调用有点不知所措。 主要是，对我来说很奇怪， sum没有明确的“回报”。

我的理解是这样的事情发生了：

A.解释者试图通过调用sum来统一规则总和（X，[1,2,3]）：

0 Sum(X, [1, 2, 3])
1 Sum(Y, [2,3] 
2 Sum(Z, [3])
3 Sum(0, []) % our recursive base

B.一旦我们达到基本事实，它就会爬上递归的“堆栈”：

3 Sum(0, []), Total = 0 % we start at our base fact
2 Sum(1, [3]), Total = 3
1 Sum(2, [2, 3]), Total = 5 
0 Sum(X, [1, 2, 3]) Total = 6 % sweet, sweet unification

我对这种运作方式的理解是否正确？ 或者，我的命令性思维是否有更好的方式来思考/表达上面发生的事情？

Answer 1

是的，你的想法是正确的。 我会略微改写你所说的内容，以便它可能更清晰一些。

理解Prolog执行的第一件事就是要意识到Prolog就像一个弱定理证明者。 它会尝试使您的查询成立。 那么，当你输入查询?- sum(X, [1,2,3]). ，Prolog将尽力使其成为现实。 在这种情况下，正如我们所看到的，它需要将X绑定到6 ，让我们看看如何。

你给Prolog证明sum(X, [1, 2, 3])为真的唯一元素是

sum(0, []).

和

sum(Total, [Head|Tail]) :- sum(Sum,Tail), Total is Head + Sum.

显然，Prolog不能对第一个条款做任何事情，因为它不能统一[]和[1, 2, 3] 。 因此它尝试使用第二个子句来证明您的查询。

然后会发生的是它试图证明sum(Sum,Tail)和Total is Head + Sum顺序。 证明这两个选项中的第一个将导致递归调用，最终将使用Tail = []调用它。 此时，Prolog将使用您给出的第一个子句，并推断Sum因此为0 。 它现在将具有在递归的最后一步证明第二部分（ Total is Head + Sum ）的元素。 然后，当您猜到时，递归会回溯到初始谓词。

Answer 2

这是对的。 显式“返回”的作用是通过满足定义sum/2的谓词中的空列表的总和的独特方式来实现的。

您可以通过在翻译处执行目标sum(X,[ ])来说服自己。