Prolog 序言差异表

考虑以下程序，一个使用差异列表，另一个不使用：

reverse1(List1,R) :- rev1(List1, R-[]).
rev1([], A-A).
rev1([H|T], C-A) :-rev1(T, C - [H|A]).

reverse2(List1,R) :- rev2(List1, R, []).
rev2([], A, A).
rev2([H|T], C, A) :- rev2(T, C, [H|A]).

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既然两者都做相同的事情，那么使用差异列表的好处是什么？

在给出的示例中，

reverse1

并没有使用真正的差异列表，而只是

reverse2

的不同表示。它们都以相同的方式使用相同的变量

reverse

使用

-

函子附加它们，并且

reverse2

将它们作为单独的参数进行维护。但这就是两者的不同之处。算法行为是相同的

真正的差异列表是一个列表结构，其中有一个“洞”，比如

X-T

，其中

T

没有被实例化（也许直到稍后的时间点），并且

X

包含

T

（例如，

[A，b，c | T]-T

）。其中的

-

函子将“暴露的”未实例化变量与包含该变量的结构相关联

一个流行且简单的示例是使用差异列表实现

append

。

append

的传统递归实现可能如下所示：

append([], Ys, Ys).
append([X|Xs], Ys, [X|Zs]) :- append(Xs, Ys, Zs).

非常简单，执行时间与第一个列表的长度成正比

使用差异列表，您可以实现如下所示的

追加

：

append(A-B, B-C, A-C).

这就是使用差异列表附加列表所需的全部内容。没有递归或其他任何东西。执行时间是

O（1）

与列表的长度无关。下面是一个执行示例：

append([1,2,3|T]-T, [4,5,6|W]-W, DL).

收益率：

DL = [1,2,3,4,5,6|W]-W
T = [4,5,6|W]

您可以通过在最后一个参数中使用空列表“填充”孔来获得具体答案：

append([1,2,3|T]-T, [4,5,6|W]-W, L-[]).

你会得到：

L = [1,2,3,4,5,6]
T = [4,5,6]
W = []

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您在示例中看到的不是一个差异列表。比较一下。差异列表使用的技巧是将尾部保持为已知的变量，并且可以直接更改。因此，它允许在列表中附加常量时间。但这不是你在你的例子中所做的

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看看您的示例，

rev1

实际上只是使用了

-

作为分隔符，就好像它是一个逗号一样。我认为唯一的区别是在

rev2

中，prolog解释器有机会以一种提高性能的方式索引规则。不过，我不确定在这种情况下是否会有什么不同。从美学角度讲，第二种解决方案对我来说也更干净。

我从未见过使用“上下文外”的差异列表，主要上下文是DCGs实现

这是一个基于DCG的反面（我自己写的，但你也可以在Christian链接的页面上找到）

列出它可以证明您的reverse2几乎相同：

?- listing(rev3).
stackoverflow:rev3([], A, A).
stackoverflow:rev3([D|A], B, E) :-
    rev3(A, B, C),
    C=[D|E].

所有这些定义都有一个共同的问题：它们在“向后”模式下使用时，在第一个解决方案后回溯时循环：

?- reverse1(R,[a,b,c]).
R = [c, b, a] ; (^C here)
Action (h for help) ? abort
% Execution Aborted

接下来，我们来看看正确、高效的库实现：

?- listing(reverse).
lists:reverse(A, B) :-
    reverse(A, [], B, B).

lists:reverse([], A, A, []).
lists:reverse([B|A], C, D, [_|E]) :-
    reverse(A, [B|C], D, E).

这里没有不同的列表

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那么，关于你的问题，我想说差异列表的唯一好处是更好地理解Prolog…

事实上，

列表的第三个和第四个参数：reverse/4

形成了一个差异列表，它开始时是空的（

B-B

），并且在每一步上都会延长一个非约束元素，因此，第四个arg表示第三个arg的渐进尾部。：）感谢大家及时的回答。为什么append/3没有定义为：

append（I-M，M，I）。

？我对

I-M

的理解是，它意味着

I是一个列表，谁的尾巴是M

。你的定义和这个更复杂。为什么？@Rolf在Prolog中，头

H

尾

M

的列表使用

函子表示为

。（H，T）

，或者更常见的语法是

[H | T]

I-M

对于列表没有语义含义。它只是一个二元函子，

-

，有两个参数，

I

和

M

，或者可以写成，

'-'（I，M）

。在上面的回答中，我可以很容易地使用另一个定义为二进制运算符的二元函子，例如

+

，而不是

-

，并且行为是相同的。

?- listing(reverse).
lists:reverse(A, B) :-
    reverse(A, [], B, B).

lists:reverse([], A, A, []).
lists:reverse([B|A], C, D, [_|E]) :-
    reverse(A, [B|C], D, E).