如何编写Prolog的split/2谓词以生成列表的所有连续子列表?
实现Prolog的连续子列表生成谓词split/2
我懂你想要的是只返回原列表中连续的子列表,而不是原sublist/2那种能跳元素的子列表——像[2,4]这种非连续的结果确实完全不符合需求,咱们来搞定这个split/2谓词。
核心思路
连续子列表的本质是:从原列表的任意位置开始,取从该位置到末尾的所有可能长度的前缀。比如对[1,2,3,4]来说,就是先取以1开头的所有连续子列表,再取以2开头的,以此类推,直到以4开头的子列表。
方法一:递归实现(直观易懂)
先写一个辅助谓词starting_at/2,用来生成从当前列表开头出发的所有连续子列表(也就是所有长度的前缀),再用主谓词split/2遍历所有可能的起始位置:
% 辅助谓词:生成当前列表的所有前缀(连续子列表,从开头开始) starting_at([], []). starting_at([H|T], [H|R]) :- starting_at(T, R). % 主谓词split/2:生成所有连续子列表 split(List, Sublist) :- starting_at(List, Sublist), Sublist \= []. % 排除空列表,如果不需要可以去掉这行 split([_|T], Sublist) :- split(T, Sublist).
工作原理:
starting_at([1,2,3,4], X)会依次返回X=[1,2,3,4]、X=[1,2,3]、X=[1,2]、X=[1]、X=[];split/2先处理当前列表的所有有效子列表(排除空列表),然后递归处理去掉第一个元素后的子列表,这样就覆盖了所有起始位置的连续子列表。
测试查询split([1,2,3,4], X).会得到:
X = [1,2,3,4] ; X = [1,2,3] ; X = [1,2] ; X = [1] ; X = [2,3,4] ; X = [2,3] ; X = [2] ; X = [3,4] ; X = [3] ; X = [4] ; false.
方法二:利用内置append/3(简洁高效)
如果习惯用Prolog的内置谓词,也可以用append/3来实现,逻辑更紧凑:
split(List, Sublist) :- append(_, Rest, List), % 取原列表的任意后缀(确定起始位置) append(Sublist, _, Rest), % 取该后缀的任意前缀(确定子列表长度) Sublist \= []. % 排除空列表
这个写法的逻辑是:先把原列表拆分成任意前缀和后缀Rest(Rest就是从某个位置开始到末尾的连续部分),再把Rest拆分成Sublist和任意后缀,这样Sublist必然是原列表的连续子列表。
和原sublist/2的区别
原sublist/2允许跳过元素(第二个规则sublist([_|T], R) :- sublist(T,R)直接跳过了当前元素),所以会生成非连续的子列表;而我们的split/2要么从当前位置取连续元素,要么移动到下一个起始位置,完全不会跳过元素,所以只会返回连续的子列表。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Nezhaii
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