基于Prolog的图循环检测

我正试图编写一个prolog程序来检测无向图中的循环。 我已经咨询过这个问题：

并试图改变dfs算法，以检测周期。 以下是我目前的进展：

findCycle(Node, NextNode, Visited) :-
      ( member(NextNode, Visited), isNotParent(Node, NextNode) )
    ->
      writeln("found a cycle"), saveCycle(Node, NextNode), !
    ;
      writeln("end of findCycle").
   
saveCycle(Node, NextNode) :-
    % save to structure
 
dfs(Graph, StartNode) :-
    dfs(Graph, StartNode, []).

dfs(Graph, Node, Visited) :-
    writeln(Visited),
    \+ member(Node, Visited),
    write("visiting node "),
    write(Node), nl,
    member(NextNode, Graph.get(Node)),
    % \+ findCycle(Node, NextNode, Visited),
    dfs(Graph, NextNode, [Node|Visited]).

我的实现中的图将表示为一个字典，其中每个键都是一个顶点，对应的值是其所有相邻顶点的列表。 现在，我有几个问题：

• 我需要将每个顶点的“父节点”存储在数据结构中，以便用于周期检测。我不知道该怎么做。到目前为止，我一直在用一个示例图测试这个程序，我用单个术语手动输入它的边。然而，这不是我的最终目标

• 我还需要修复dfs算法，因为它现在会导致堆栈溢出，因为访问列表不会持久存储所有顶点。理想情况下，访问应该是一个字典而不是一个列表，这样可以更有效地访问它

• 最后，如果检测到循环，我想将参与循环的所有顶点保存到另一个数据结构中

---

虽然我知道编程，并且在过去已经用C++编写了这个程序，但是我对PROlog的理解是最好的，所以任何帮助都会被理解的。谢谢

你有点过度工程化了

只要把你的代码简化到最需要的程度，你就会得到你想要的。。。例如：

find_循环（G，Vs）：-
成员（V-_边，G），%不关心起点
求循环（G，V，[]，Vs）。
查找循环（_G，V，SeenVs，[V | SeenVs]）：-
成员（V，见NVS）。
查找循环（G，V，见NVS，循环）：-
\+成员（V，见NVS），
成员（V-Es，G），
成员（Ve、Es），
求循环（G，Ve，[V | SeenVs]，循环）。
？-G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，求循环（G，c）。
G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，
C=[a，b，a]；
G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，
C=[b，a，b]；
错。

或者，为避免在“已访问边”列表中重复搜索：

find_循环（G，V，见NVS，循环）：-
（成员CHK（V，见NVS）
->循环=[V |见NVS]
；成员（V-Es，G），
成员（Ve、Es），
求循环（G，Ve，[V | SeenVs]，循环）
).

评论后编辑

---

为了提高效率，请注意，我在测试中使用了memberchk/2，而不是member/2。SWI Prolog中的实现速度非常快，因为它使用了列表的低级表示（

跳过列表

），是用C完成的。因此，在开始使用其他数据结构观察某些改进之前，您应该有很长的列表（有一些…如rbtrees、avltrees等）。但是如果你的列表太大，那么整个算法应该改进。同样，也有一些，您可以开始在library（）中查找。

您有点过度工程化了

只要把你的代码简化到最需要的程度，你就会得到你想要的。。。例如：

find_循环（G，Vs）：-
成员（V-_边，G），%不关心起点
求循环（G，V，[]，Vs）。
查找循环（_G，V，SeenVs，[V | SeenVs]）：-
成员（V，见NVS）。
查找循环（G，V，见NVS，循环）：-
\+成员（V，见NVS），
成员（V-Es，G），
成员（Ve、Es），
求循环（G，Ve，[V | SeenVs]，循环）。
？-G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，求循环（G，c）。
G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，
C=[a，b，a]；
G=[a-[b，c]，b-[a，c]，c-[]，
C=[b，a，b]；
错。

或者，为避免在“已访问边”列表中重复搜索：

find_循环（G，V，见NVS，循环）：-
（成员CHK（V，见NVS）
->循环=[V |见NVS]
；成员（V-Es，G），
成员（Ve、Es），
求循环（G，Ve，[V | SeenVs]，循环）
).

评论后编辑

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为了提高效率，请注意，我在测试中使用了memberchk/2，而不是member/2。SWI Prolog中的实现速度非常快，因为它使用了列表的低级表示（

跳过列表

），是用C完成的。因此，在开始使用其他数据结构观察某些改进之前，您应该有很长的列表（有一些…如rbtrees、avltrees等）。但是如果你的列表太大，那么整个算法应该改进。同样，还有一些，您可以开始在library（）中查找。

谢谢您的回复，我想我明白了。是否有比

成员/2

更有效的方法来检查是否访问了顶点？问，因为我认为这将需要线性时间取决于列表的大小。好吧，我明白了！再次感谢，我将尝试一下！谢谢你的回复，我想我明白了。是否有比

成员/2

更有效的方法来检查是否访问了顶点？问，因为我认为这将需要线性时间取决于列表的大小。好吧，我明白了！再次感谢，我将尝试一下！