SWI-Prolog医疗诊断系统故障：诊断后跳转至症状问题而非治疗环节

我正在开发一个基于SWI-Prolog的医疗诊断界面，核心功能是：向用户展示症状列表并询问是否存在（输入1表示“是”，输入2表示“否”），将症状关联到对应疾病后，提供包含治疗方法、成本及时长的诊疗方案。但在SWI-Prolog中运行代码时出现异常：系统能成功诊断出疾病（比如示例中的gripe），但不会进入治疗环节，反而跳回第15个症状问题（perg15）。我之前调整过代码，但又出现了新问题，作为Prolog新手，求具体的代码修改方案。

规则定义代码 #

:- dynamic (fact/1).
:- dynamic (demo/1).
  
%A simple backward chaining rule interpreter
:-  op( 800, fx, if).
:-  op( 700, xfx, then).
:-  op( 300, xfy, or).
:-  op( 200, xfy, and).

demo( Q)  :- 
   fact( Q).

demo( Q)  :- 
   if Condition then Q, %A relevant rule   
   demo( Condition). %whose condition is true 

demo( Q1 and Q2)  :- 
   demo( Q1),
   demo( Q2).

demo( Q1 or Q2)  :- 
   demo( Q1)
   ;
   demo( Q2).

%Simple forward chaining in Prolog

demo:- new_derived_fact( P),             %A new fact
   !,
   write( 'Derived: '), write( P), nl,
   assert( fact( P)),
   demo.
demo:- write( 'No more facts').          %All facts derived

new_derived_fact( Concl)  :- 
   if Cond then Concl,               %A rule
   \+ fact( Concl),                 %Rule's conclusion not yet a fact
   composed_fact( Cond).             %Condition true?

composed_fact( Cond)  :- 
   fact( Cond).                      %Simple fact

composed_fact( Cond1 and Cond2)  :- 
   composed_fact( Cond1),
   composed_fact( Cond2).            %Both conjuncts true

composed_fact( Cond1 or Cond2)  :- 
   composed_fact( Cond1)
   ;
   composed_fact( Cond2).

%Associating symptoms with diseases

if febre and tosse and dor_de_cabeca and cansaco then gripe.
if cansaco and palidez then anemia.
if dificuldade_respiratoria and tosse then asma.
if dor_abdominal and nausea and diarreia and vomito then gastroenterite.
if dor_de_cabeca and nausea and sensibilidade_a_luz then migranea.
if febre and dor_muscular and dor_de_cabeca and erupcoes_cutaneas then dengue.
if dor_abdominal and febre and nausea and perda_de_apetite then apendicite.
if febre and tosse and dificuldade_respiratoria and dor_no_peito then pneumonia.
if febre and dor_de_cabeca and cansaco and dor_de_garganta and inchaco_nos_ganglios then mono.
if cansaco and aumento_de_peso and intolerancia_ao_frio then hipotireoidismo.
if perda_de_peso and taquicardia and nervosismo and intolerancia_ao_calor then hipertireoidismo.
if sede_excessiva and fome_frequente and urinacao_frequente and perda_de_peso then diabetes.
if dor_lombar and rigidez_muscular then lombalgia.
if erupcoes_cutaneas and coceira and vermelhidao_na_pele then urticaria.
if dor_abdominal and diarreia and perda_de_peso and presenca_de_sangue_nas_fezes then colite_ulcerativa.
if tosse and tosse_prolongada and febre and suores_noturnos and perda_de_peso then tuberculose.
if dor_de_cabeca and tontura and falta_de_ar then hipertensao.
if dificuldade_respiratoria and cansaco and inchaco_nas_pernas and tosse and tosse_seca then insuficiencia_cardiaca.

%Treatments

tratamento(gripe, [repouso, hidratacao, paracetamol], 7, 7).
tratamento(anemia, [dieta, suplemento_ferro], 15, 15).
tratamento(asma, [inalador], 40, 10).
tratamento(gastroenterite, [hidratacao, dieta], 0, 30).
tratamento(migranea, [aspirina, repouso], 10, 10).
tratamento(dengue, [hidratacao, paracetamol], 3, 15).
tratamento(apendicite, [cirurgia], 1500, 1).
tratamento(pneumonia, [antibiotico], 10, 15).
tratamento(mono, [hidratacao, repouso], 0, 10).
tratamento(hipotireoidismo, [terapia_hormonal], 90, 3).
tratamento(hipertireoidismo, [antitireoidiano], 35, 5).
tratamento(diabetes, [dieta, exercicio, insulina], 15, 5).
tratamento(lombalgia, [fisioterapia, brufen], 10, 15).
tratamento(urticaria, [antihistaminico], 20, 5).
tratamento(colite_ulcerativa, [antiinflamatorio], 15, 7).
tratamento(tuberculose, [antibiotico], 30, 30).
tratamento(hipertensao, [dieta, antihipertensivo], 5, 15).
tratamento(insuficiencia_cardiaca, [dieta, vasodilatador, diuretico], 5, 15).

界面运行代码 #

:- dynamic (fact/1). 
:- dynamic (demo/1).

%Main Function to execute consultation

consulta :- 
    iniciar_consulta,
    doenca,
    tratamento.

%Iniciate consultation

iniciar_consulta :- 
    retractall(fact(_)),  
    writeln('Bem-vindo ao sistema de diagnostico medico.'),
    writeln('Por favor, responda às seguintes perguntas com 1 (sim) ou 2 (nao):'), perg1.
    
    perg1 :- writeln('Tem febre?'), read(S), (S == 1, assert(fact(febre)), perg2); (S \== 1, perg2).
    perg2 :- writeln('Tem tosse?'), read(S), (S == 1, assert(fact(tosse)), perg3); (S \== 1, perg3).
    perg3 :- writeln('Tem tosse seca?'), read(S), (S == 1, assert(fact(tosse_seca)), perg4); (S \== 1, perg4).
    perg4 :- writeln('Tem tosse prolongada?'), read(S), (S == 1, assert(fact(tosse_prolongada)), perg5); (S \== 1, perg5).
    perg5 :- writeln('Tem cansaço?'), read(S), (S == 1, assert(fact(cansaco)), perg6); (S \== 1, perg6).
    perg6 :- writeln('Tem nervosismo?'), read(S), (S == 1, assert(fact(nervosismo)), perg7); (S \== 1, perg7).
    perg7 :- writeln('Tem naúseas?'), read(S), (S == 1, assert(fact(nausea)), perg8); (S \== 1, perg8).
    perg8 :- writeln('Tem diarreia?'), read(S), (S == 1, assert(fact(diarreia)), perg9); (S \== 1, perg9).
    perg9 :- writeln('Tem vómitos?'), read(S), (S == 1, assert(fact(vomito)), perg10); (S \== 1, perg10).
    perg10 :- writeln('Tem coceira?'), read(S), (S == 1, assert(fact(coceira)), perg11); (S \== 1, perg11).
    perg11 :- writeln('Tem taquicardia?'), read(S), (S == 1, assert(fact(taquicardia)), perg12); (S \== 1, perg12).
    perg12 :- writeln('Tem tonturas?'), read(S), (S == 1, assert(fact(tontura)), perg13); (S \== 1, perg13).
    perg13 :- writeln('Tem dor abdominal?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dor_abdominal)), perg14); (S \== 1, perg14).
    perg14 :- writeln('Tem dor de cabeca?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dor_de_cabeca)), perg15); (S \== 1, perg15).
    perg15 :- writeln('Tem dor muscular?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dor_muscular)), perg16); (S \== 1, perg16).
    perg16 :- writeln('Tem dor no peito?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dor_no_peito)), perg17); (S \== 1, perg17).
    perg17 :- writeln('Tem dor de garganta?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dor_de_garganta)), perg18); (S \== 1, perg18).
    perg18 :- writeln('Tem dificuldade respiratória?'), read(S), (S == 1, assert(fact(dificuldade_respiratoria)), perg19); (S \== 1, perg19).
    perg19 :- writeln('Tem rigidez muscular?'), read(S), (S == 1, assert(fact(rigidez_muscular)), perg20); (S \== 1, perg20).
    perg20 :- writeln('Tem perda de apetite?'), read(S), (S == 1, assert(fact(perda_de_apetite)), perg21); (S \== 1, perg21).
    perg21 :- writeln('Tem inchaço nos gânglios?'), read(S), (S == 1, assert(fact(inchaco_nos_ganglios)), perg22); (S \== 1, perg22).
    perg22 :- writeln('Tem inchaço nas pernas?'), read(S), (S == 1, assert(fact(inchaco_nas_pernas)), perg23); (S \== 1, perg23).
    perg23 :- writeln('Tem erupções cutâneas?'), read(S), (S == 1, assert(fact(erupcoes_cutaneas)), perg24); (S \== 1, perg24).
    perg24 :- writeln('Tem vermelhidão na pele?'), read(S), (S == 1, assert(fact(vermelhidao_na_pele)), perg25); (S \== 1, perg25).
    perg25 :- writeln('Tem sensibilidade à luz?'), read(S), (S == 1, assert(fact(sensibilidade_a_luz)), perg26); (S \== 1, perg26).
    perg26 :- writeln('Tem perdido peso?'), read(S), (S == 1, assert(fact(perda_de_peso)), perg27); (S \== 1, perg27).
    perg27 :- writeln('Tem ganho peso?'), read(S), (S == 1, assert(fact(aumento_de_peso)), perg28); (S \== 1, perg28).
    perg28 :- writeln('Tem intolerância ao frio?'), read(S), (S == 1, assert(fact(intolerancia_ao_frio)), perg29); (S \== 1, perg29).
    perg29 :- writeln('Tem intolerância_ao_calor?'), read(S), (S == 1, assert(fact(intolerancia_ao_calor)), perg30); (S \== 1, perg30).
    perg30 :- writeln('Tem urinado frequentemente?'), read(S), (S == 1, assert(fact(urinacao_frequente)), perg31); (S \== 1, perg31).
    perg31 :- writeln('Tem sede excessiva?'), read(S), (S == 1, assert(fact(sede_excessiva)), perg32); (S \== 1, perg32).
    perg32 :- writeln('Tem fome frequente?'), read(S), (S == 1, assert(fact(fome_frequente)), perg33); (S \== 1, perg33).
    perg33 :- writeln('Tem presenca de sangue nas fezes?'), read(S), (S == 1, assert(fact(presenca_de_sangue_nas_fezes)), perg34); (S \== 1, perg34).
    perg34 :- writeln('Tem suores noturnos?'), read(S), (S == 1, assert(fact(suores_noturnos)), perg35); (S \== 1, perg35).
    perg35 :- writeln('Tem falta de ar?'), read(S), ((S == 1, assert(fact(falta_de_ar)), doenca); (S \== 1, doenca)).

    
%Diagnosting the disease

doenca :- 
    demo,
    writeln('Baseado nos sintomas fornecidos, pode ter:'),
    findall(X, fact(X), Doencas),
    last_element(Doencas, Doenca),
    writeln(Doenca),
    tratamento.

last_element(List, Last) :- last(List, Last).

%Providing treatment for the determined disease

tratamento :- 
    demo, %sistema de inferência forward, para inferir a doença.
    fact(Doenca),
    tratamento(Doenca, [Tratamentos], Custo, Duracao),
    writeln('Tratamento recomendado:'),
    write('Para tratar '),
    write(Doenca),
    write(' recomendamos o seguinte tratamento: '),
    writeln([Tratamentos]),
    writeln('Este tratamento terá um custo total de: '),
    writeln(Custo),
    writeln('E uma duração (em dias) de: '),
    writeln(Duracao).

核心问题 #

1. 流程重复触发：consulta/0中调用iniciar_consulta后又重复调用doenca和tratamento，但iniciar_consulta的perg35已经触发了doenca，加上Prolog的回溯机制，会回到之前的选择点（比如perg15）。
2. 治疗谓词冲突：tratamento/0与存储治疗信息的tratamento/4事实重名，导致匹配逻辑混乱。
3. 疾病筛选逻辑错误：doenca/0中用last_element取最后一个事实，可能取到的是症状而非推导的疾病；tratamento/0中fact(Doenca)会匹配所有事实（包括症状），而非仅疾病。
4. 回溯点过多：症状提问中用;分支，产生不必要的回溯点，导致流程跳转。

具体修改步骤 #

1. 简化主流程 #

移除consulta/0中的重复调用，让流程从iniciar_consulta自然进入诊断：

consulta :- 
    iniciar_consulta.

2. 统一症状提问的结束逻辑 #

修改perg35，避免分支调用doenca，减少回溯点：

perg35 :- writeln('Tem falta de ar?'), 
          read(S), 
          (S == 1 -> assert(fact(falta_de_ar)) ; true),
          doenca.

同时将所有perg谓词的分支逻辑替换为->（比如perg1）：

perg1 :- writeln('Tem febre?'), 
         read(S), 
         (S == 1 -> assert(fact(febre)) ; true),
         perg2.

3. 修复疾病诊断逻辑 #

筛选出真正的疾病事实，而非所有症状，并传递给治疗环节：

doenca :- 
    demo,
    writeln('Baseado nos sintomas fornecidos, pode ter:'),
    % 只筛选通过规则推导的疾病
    findall(Doenca, (if _ then Doenca, fact(Doenca)), Doencas),
    (Doencas = [] -> writeln('Nenhuma doença detectada