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11#
发表于 2006-12-10 23:24
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另类解法zz：
有五个房子，每个房子的颜色不同，里面分别住着不同国家的人，每个人都有自己
养的不同的宠物，喜欢和不同的饮料，抽不同牌子的烟。现在已知以下的一些信息
：
英国人（englishman）住在红色（red）的房子里。
西班牙人（spaniard）养了一条狗（dog）。
挪威人（norwegian）住在左边的第一个房子里。
黄房子（yellow）里的人喜欢抽kools牌的香烟。
抽chesterfields牌香烟的人与养狐狸（fox）的人是邻居。
挪威人（norwegian）住在蓝色（blue）的房子旁边。
抽winston牌香烟的人养了一只蜗牛（Snails）。
抽Lucky Strike牌香烟的人喜欢喝桔子汁（orange juice）。
乌克兰人（ukrainian）喜欢喝茶（tea）。
日本人（japanese）抽parliaments牌的烟。
抽kools牌的香烟的人与养马（horse）的人是邻居。
喜欢喝咖啡（coffee）的人住在绿（green）房子里。
绿（green）房子在象牙白（ivory）房子的右边（图中的右边）。
中间那个房子里的人喜欢喝牛奶（milk）。
根据以上条件，你能告诉我哪个房子里的人养斑马（zebra），哪个房子里的人喜
欢喝水（water）吗？或者你能把所有的东西都对号入座吗？
这是个典型的条件约束的问题，根据每个条件，我们都可以排除一些情况，直到最
后找到答案。不过由于这个问题的条件太多，如果人工来解答，是很要花上一点时
间的。还不如我们用这个时间来编一个程序，让计算机来解答。真的，编程花的时
间一定要比人工计算还要少！
使用Prolog来解决这类的问题，一般使用的是“选择再校验”的方法。即用某种方
法提出一系列的可能的解，再由校验部分来判断此解是否合乎题意。直到找到答案
为止。
我们先来分析一下到底有多少种可能的解。
每个房子有不同的颜色，所以就颜色来说就有5！种情况，而一共有五个特征：颜
色、国籍、宠物、香烟和饮料。所以一共就有5!*5种情况，即600种。不是很多，
完全可以使用程序穷举出来。
下面介绍如何使用Prolog来编写解答的程序。
在此程序中使用结构h(C,N,P,Y,D)来储存房间的信息。C,N,P,Y,D分别对应颜色、
国籍、宠物、香烟和饮料。由于有五个房间，所以使用列表来储存所有房间的信息
。此列表为：
[h(C1,N1,P1,Y1,D1),h(C2,N2,P2,Y2,D2),h(C3,N3,P3,Y3,D3),h(C4,N4,P4,Y4,
D4),h(C5,N5,P5,Y5,D5)]
一开始所有房间的情况都是未知的，所以就使用变量来代表每个房间的情况。
在后面的条件中经常要读取房间的某个信息，所以下面就先编写五个谓词来完成这
项工作。
color(h(C,N,P,Y,D),C).
nation(h(C,N,P,Y,D),N).
pet(h(C,N,P,Y,D),P).
yan(h(C,N,P,Y,D),Y).
drink(h(C,N,P,Y,D),D).
这几个谓词很容易理解，所以就不多作解释了。
在条件中还用到了房间之间的相对位置的信息，下面的谓词就是完成这个任务的。
next(A,B,[A,B,C,D,E]).
next(B,C,[A,B,C,D,E]).
next(C,D,[A,B,C,D,E]).
next(D,E,[A,B,C,D,E]).
next(B,A,[A,B,C,D,E]).
next(C,B,[A,B,C,D,E]).
next(D,C,[A,B,C,D,E]).
next(E,D,[A,B,C,D,E]).
middle(X,[_,_,X,_,_]).
first(A,[A|X]).
上面，next/3用来判断列表中两个元素是否相邻；middle/2用来读取列表的中间的
元素；first/2读取列表的第一个元素。当然，next/3不但可以判断相邻，它还能
找出相邻的元素来。例如：
?- next(4,X,[1,2,3,4,5]).
X = 5 ;
X = 3 ;
no
很明显，next找出了列表[1,2,3,4,5]中与4相邻的元素。这里列表的元素是简单的
数字，如果是上面说所的表示房间信息的结构h(C,N,P,Y,D)，它的功能也是相同的
。
前面说过，我们将使用“选择再校验”的方法找出答案，那么我们靠什么来选择呢
？这里将使用以前介绍过的member/2谓词。还记得member/2的定义么？
member(A,[A|X]).
member(A,[B|X]) :- member(A,X).
它的第二个参数是一个列表，它可以判断第一个参数是否在这个列表中。我们是使
用递归的方法编写member/2的，如果不太清楚，请阅读列表这一章。
?- member(2,[1,2,3]).
yes
我们曾经说过Prolog的谓词有多种使用方法，所以member/2还可以用来遍历列表的
所有元素。
?-member(X,[1,2,3,4,5]).
X = 1 ;
X = 2 ;
X = 3 ;
X = 4 ;
X = 5 ;
no
这正是我们需要的功能，使用它就可以选择出所有的情况了。
有了以上的准备工作，我们就可以开始正式编写解答部分了。我们先把程序列出来
，然后再来讲解。解题的谓词为solve/3，第一个参数X返回所以东西对号入座后的
房间列表，第二参数TT返回养斑马的人住的房间，第三个参数TTT返回喜欢喝水的
人的房间。
solve(X,TT,TTT):-
%首先把X绑定为房间列表，注意此时的房间的属性还不能确定，所以都使用变量
代表。
X=[h(C1,N1,P1,Y1,D1),h(C2,N2,P2,Y2,D2),h(C3,N3,P3,Y3,D3),h(C4,N4,P4,
Y4,D4),h(C5,N5,P5,Y5,D5)],
%英国人（englishman）住在红色（red）的房子里。
member(Z1,X), %首先从X列表中选择一个房间Z1，
color(Z1,red), %Z1的颜色是red。
nation(Z1,englishman), %Z1里住的人是englishman。 下同。
%西班牙人（spaniard）养了一条狗（dog）。
member(Z2,X),
pet(Z2,dog),
nation(Z2,spaniard),
%挪威人（norwegian）住在左边的第一个房子里。
first(Z3,X),
nation(Z3,norwegian),
%黄房子（yellow）里的人喜欢抽kools牌的香烟。
member(Z4,X),
yan(Z4,kools),
color(Z4,yellow),
%抽chesterfields牌香烟的人与养狐狸（fox）的人是邻居。
member(Z5,X),
pet(Z5,fox),
next(Z6,Z5,X), %用next(Z5,Z6,X)也一样。
yan(Z6,chesterfields),
%挪威人（norwegian）住在蓝色（blue）的房子旁边。
member(Z7,X),
color(Z7,blue),
next(Z8,Z7,X),
nation(Z8,norwegian),
%抽winston牌香烟的人养了一只蜗牛（Snails）。
member(Z9,X),
yan(Z9,winston),
pet(Z9,snails),
%抽Lucky Strike牌香烟的人喜欢喝桔子汁（orange juice）。
member(Z10,X),
drink(Z10,'orange juice'),
yan(Z10,'Lucky Strike'),
%乌克兰人（ukrainian）喜欢喝茶（tea）。
member(Z11,X),
nation(Z11,ukrainian),
drink(Z11,tea),
%日本人（japanese）抽parliaments牌的烟。
member(Z12,X),
nation(Z12,japanese),
yan(Z12,parliaments),
%抽kools牌的香烟的人与养马（horse）的人是邻居。
member(Z13,X),
pet(Z13,horse),
next(Z14,Z13,X),
yan(Z14,kools),
%喜欢喝咖啡（coffee）的人住在绿（green）房子里。
member(Z15,X),
color(Z15,green),
drink(Z15,coffee),
%绿（green）房子在象牙白（ivory）房子的右边（图中的右边）。
member(Z16,X),
color(Z16,ivory),
next(Z17,Z16,X), %这里我们没有使用右边的条件，而是假设它们是邻居，所
以最后的答案有两个。
color(Z17,green), %这一点请读者自己修改，当然还需要编写一个判断右边的
谓词。
%中间那个房子里的人喜欢喝牛奶（milk）。
middle(Z18,X),
drink(Z18,milk),
%以上是所有的条件，下面开始回答我们的问题。
%找出宠物为zebra的房间。
member(TT,X),
pet(TT,zebra),
%找出喝水的房间。
member(TTT,X),
drink(TTT,water).
你阅读这个程序应该没有什么问题吧。它简直就是把我们的条件直接翻译成
Prolog语言。例如：
%抽chesterfields牌香烟的人与养狐狸（fox）的人是邻居。
member(Z5,X),
pet(Z5,fox),
next(Z6,Z5,X), %用next(Z5,Z6,X)也一样。
yan(Z6,chesterfields),
用语言来描述就是：首先Z5是个房子，对应于member(Z5,X)；然后它的宠物是fox
，对应于pet(Z5,fox)；它的邻居是Z6，对应于next(Z6,Z5,X)；最后Z6的人抽
chesterfields，对应于yan(Z6,chesterfields)。你看只要把原始的条件稍加分解
，就变成了我们的Prolog程序。
哈哈，这样的程序谁都可以编出来，你看到Prolog的优势了吧。Prolog是描述型的
语言，你只要使用Prolog的语言把问题描述一遍就行了，剩下的问题就让计算机代
劳吧:)。如果使用其它的语言，例如C、Basic等，你就不得不自己考虑程序的流程
，所以这些语言都叫作过程型的语言。比起Prolog可是低级多了。
好了，最后让我们来运行一下程序。
?- solve(X,TT,TTT).
X = [h(yellow,norwegian,fox,kools,water),h(blue,ukrainian,horse,
chesterfields,tea),
h(red,englishman,snails,winston,milk),h(iory,spaniard,dog,'Lucky
Strike','orange juice'),
h(green,japanese,zebra,parliaments,coffee)]
TT = h(green,japanese,zebra,parliaments,coffee)
TTT = h(yellow,norwegian,fox,kools,water) ;
X = [h(yellow,norwegian,fox,kools,water),h(blue,ukrainian,horse,
chesterfields,tea),
h(red,englishman,snails,winston,milk),h(green,japanese,zebra,
parliaments,coffee),
h(ivory,spaniard,dog,'Lucky Strike','orange juice')]
TT = h(green,japanese,zebra,parliaments,coffee)
TTT = h(yellow,norwegian,fox,kools,water)
no
由于第13个条件中我们没有使用题目中的右边的限制，所以答案就有两个，你可以
看到这两个答案的最后两个房间正好倒了过来。 |
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也许我永远到不了彩虹天堂，但那会是我最真实的梦！
