如何避免在Prolog中使用assert和retractall来实现全局（或状态）变量

我经常在Prolog中编写代码，其中包括一些算术计算（或整个程序中重要的状态信息），通过首先获取谓词中存储的值，然后重新计算值，最后使用

retractall

和

assert

存储值，因为在Prolog中，我们不能使用

is

将值分配给变量两次（因此几乎所有需要修改的变量都是全局的）。我已经知道，这在Prolog中不是一个好的实践。在这方面，我想问：

为什么在Prolog中这是一种不好的做法（尽管我自己不喜欢为了拥有一种灵活的（可修改的）变量而经历上述步骤）

避免这种做法的一般方法有哪些？小例子将不胜感激

我刚开始学习序言。我确实有像C这样的语言编程经验

为进一步澄清而编辑 下面是我想说的一个糟糕的例子（在win prolog中）：

:- dynamic(value/1).
:- assert(value(0)).

adds :- 
   value(X),
   NewX is X + 4,
   retractall(value(_)),
   assert(value(NewX)).

mults :-
   value(Y),
   NewY is Y * 2,
   retractall(value(_)),
   assert(value(NewY)).

start :-
   retractall(value(_)),
   assert(value(3)),
   adds,
   mults,
   value(Q),
   write(Q).

然后我们可以像这样查询：

?- start.

在这里，它是非常平凡的，但在实际的程序和应用中，上面所示的全局变量方法变得不可避免。有时，上面给出的列表类似于断言（值（0））。。。随着更多用于定义更多变量的断言谓词的增加而增长。这样做是为了使不同函数之间的值通信成为可能，并在程序运行期间存储变量的状态

最后，我还想知道一件事：

---

尽管您提出了各种解决方案，但上述实践何时不可避免？

避免这种情况的一般方法是考虑计算状态之间的关系：在计算之前，您使用一个参数来保持与程序相关的状态，第二个参数描述了经过计算后的状态。例如，要描述对值

V0

的算术运算序列，可以使用：

state0_state(V0, V) :-
    operation1_result(V0, V1),
    operation2_result(V1, V2),
    operation3_result(V2, V).

注意状态（在您的例子中是算术值）是如何通过谓词进行线程化的。命名约定

V0

->

V1

->…->

V

可轻松扩展到任意数量的操作，并有助于记住

V0

是初始值，

V

是应用各种操作后的值。每个需要访问或修改状态的谓词都有一个参数，允许您向其传递状态

像这样线程化状态的一个巨大优势是，您可以很容易地独立地对每个操作进行推理：您可以使用其他工具对其进行测试、调试、分析等，而无需设置任何隐式全局状态。另一个巨大的好处是，如果您使用的谓词足够通用，那么您可以在更多的方向上使用您的程序。例如，您可以问：哪些初始值导致给定的结果

?- state0_state(V0, given_outcome).

当使用命令式样式时，这当然是不可能的。因此，应该使用约束而不是

is/2

，因为

is/2

只在一个方向上起作用。约束更易于使用，是低级算术的更通用的现代替代方法

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动态数据库也比在变量中处理状态慢，因为它在每个

assertz/1

1上执行索引等操作-这是一种不好的做法，因为它破坏了（纯）Prolog程序所展示的声明性模型

然后程序员必须从过程的角度来思考，Prolog的过程模型相当复杂，很难遵循

具体而言，我们必须能够在程序回溯时确定断言知识的有效性，即遵循（可能）导致断言的那些已经尝试过的替代路径

2-我们需要额外的变量来保持状态。一种实用的、可能不是很直观的方法是使用语法规则（DCG）而不是简单的谓词。语法规则通过添加两个列表参数（通常是隐藏的）进行转换，我们可以使用这些参数隐式地传递状态，并仅在需要时引用/更改状态

这里有一个非常有趣的介绍：Markus Triska。查找隐式传递状态的

：您会发现这个启发性的小示例：

num_leaves(nil), [N1] --> [N0], { N1 is N0 + 1 }.
num_leaves(node(_,Left,Right)) -->
          num_leaves(Left),
          num_leaves(Right).

更一般地说，有关更多的实际示例，请参见，来自同一作者

编辑：通常，仅当您需要更改数据库或沿回溯跟踪计算结果时，才需要断言/收回。我（非常）老朋友的一个简单例子：

findall/3可以看作是基本谓词。这些代码应该与Clockins Mellish教科书中的相同——用Prolog编程。我在测试“真实”findall/3i时使用了它。您可以看到它不是“可重入的”，因为有“$mark”别名

findall_p(X,G,_):-
    asserta(found('$mark')),
    call(G),
    asserta(found(X)),
    fail.
findall_p(_,_,N) :-
    collect_found([],N),
    !.
collect_found(S,L) :-
    getnext(X),
    !,
    collect_found([X|S],L).
collect_found(L,L).
getnext(X) :-
    retract(found(X)),
    !,
    X \= '$mark'.