Prolog 用一个变量替换另一个变量

给定一个列表列表，我想替换

B

s中的所有

a

s，其中

a

和

B

是prolog变量

例如，如果列表是

[[1,2，D，C]，[A，D]，[4，A]，[1,2，A]]

我希望结果是

[[1,2，D，C]，[B，D]，[4，B]，[1,2，B]]

为此，我编写了以下内容，以替换单个列表中

B

s中的所有

A

s：

/*substitude_single(+OldVar,+NewVar,+OldList,-NewList) */
substitute_single(_,_,[],[]). 
substitute_single(A,B,[A|As],[B|Bs]):-
   substitute_single(A,B,As,Bs).
substitute_single(A,B,[X|As],[X|Bs]):-
   substitute_single(A,B,As,Bs).

现在我把它应用到主列表的每个元素上，它本身就是一个列表：

substitute(_,_,[],[]).
substitute(A,B,[P|Ps],[Q|Qs]):-
   substitute_single(A,B,P,Q),
   substitute(A,B,Ps,Qs).

例如，当我在

substitute_single（A，B，[C，A，D，1]，X）

上测试我的代码时，问题就出现了。我得到了许多解决方案，一些解决方案将值应用于变量。例如，我得到：

A = 1,
C = 1,
D = 1,
X = [B, B, B, B] ; 

或：

只有在其他许多解决方案之后，我才能得到：

X = [C, B, D, 1] 

这是我想要的解决方案。然而，接下来还有更多的解决方案（我不希望如此）

因此，我试图切断程序，以防止它产生更多的解决方案：

substitute_single(A,B,[A|As],[B|Bs]):-
   substitute_single(A,B,As,Bs),
   !.

但是现在，虽然我只得到了一个解决方案，但它不是我想要的

（对于上面的示例，我得到的解决方案是

A = 1,
C = 1,
D = 1,
X = [B, B, B, B].

)

我不知道应该如何或在哪里更改我的程序，这样它只会给我想要的解决方案

---

（注意：

A

和

B

可能是变量，也可能是常量，例如：

替换单个（A，3，[C，A，D，1]，X）

）应生成

[C，3，D，1]

）

尝试将X\=B添加到第二个子句中：

substitute_single(A,B,[X|As],[X|Bs]):-
   X \= B,
   substitute_single(A,B,As,Bs).

---

因此，当X不是B时，它不会分支到新的解决方案。

您的解决方案的问题是，您正在应用术语统一作为相等测试，而您需要的是对具有

==/2

谓词的严格相同术语进行测试

对于在一个列表中交换两个可能是变量的术语，假设一个正确闭合的列表和一个模式+，？，，，-以下谓词就足够了

exchgterms([],_,_,[]).
exchgterms([X|Xs],A,B,[C|Ys]) :-
  ( X == A -> C=B ;
    ( X == B -> C=A ; C=X ) ),
  exchgterms(Xs,A,B,Ys).

您可以从这里开始解决您的问题，并更改它以满足您的需要，特别是如果您的谓词必须具有不同的模式

更新

我更改了谓词的名称，以强调它也适用于交换非变量的术语

应该清楚的是，它应该在

substitute/4

的第二个子句中用不同顺序的参数替换

substitute\u single/4

，因此您寻求的解决方案是

substitute(_,_,[],[]).
substitute(A,B,[L|Ls],[R|Rs]) :-
  exchgterms(L,A,B,R),
  substitute(A,B,Ls,Rs).

---

我建议您更改

substitute/4

中参数的顺序，使第三个参数成为第一个参数。在这种形式下，大多数Prolog系统都会知道，如果这个参数被实例化，就像这里的情况一样，这两个子句是互斥的，这将有助于更高效的执行。

subsvarinterm/4

就是我想到的

:- use_module(library(apply)).

substVarInTerm(A,B,Term0,Term) :-
   term_variables(Term0,Vars0),
   exclude(==(A),Vars0,Vars),
   copy_term(A^Vars^Term0,B^Vars^Term).

请注意，如果第一个参数不是变量，则

subsvarinterm/4

不起作用

您提供的其他用例的效果很好：

---

我会为一个纯单调的解决方案悬赏，只要悬赏可以提供。。。。和确定-对于常见情况。@重复一遍，我对

substitute_single/4

的意思是在

B

中替换

A

，替换单个列表中出现的

A

。然后，我将它应用到每个列表中，将其用于列表列表。我这样做了，但现在得到了一个

[B，B，B，B]

解决方案。不管怎么说，我不认为加入这条规则会让我如愿以偿。我的意思是，假设

X=A

（和

A≠B

），因此我不希望我的解决方案（更换后）也包含

A

，我希望它包含

B

。问题似乎出现在您的测试案例中。Prolog将大写的输入视为变量。当您使用

替换单变量（A，B，[C，A，D，1]，X）进行测试时。

Prolog将C，A和D视为变量，并尝试给它们赋值，在您的情况下，每个变量都是1。尝试使用以小写字母开头的原子，比如

substitute_single（a，b，[c，a，d，1]，X）

或者将输入放在单括号中，比如

substitute_single（'a'，'b'，[c'，'a'，'d'，1]，X）。

单括号->单引号，但我确实希望它们是变量。有时我想替换常量中变量的外观，而不实际为该变量赋值，我的输入是变量和常量列表的形式。如果第一个参数必须是变量，那么你的解决方案不符合问题末尾的注释，说明第一个和第二个参数可以是非变量。

:- use_module(library(apply)).

substVarInTerm(A,B,Term0,Term) :-
   term_variables(Term0,Vars0),
   exclude(==(A),Vars0,Vars),
   copy_term(A^Vars^Term0,B^Vars^Term).

?- substVarInTerm(A,B,[[1,2,D,C],[A,D],[4,A],[1,2,A]],R).
R = [[1, 2, D, C], [B, D], [4, B], [1, 2, B]].

?- substVarInTerm(A,B,[C,A,D,1],X).
X = [C, B, D, 1].

?- substVarInTerm(A,3,[C,A,D,1],X).
X = [C, 3, D, 1].