如何用prolog编写程序来解答4证人难题?

调查了罪案的4位证人。从证人的话侦探得出的结论是：
如果男管家(mate)说的是真话，那么厨师(cook)说的也是真话。
厨师和园丁(gardener)说的不可能都是真话。
园丁和杂役(worker)说的不可能都是谎话。
如果杂役说真话，那么厨师在撒谎。请问，侦探能分别出这4位证人谁在说真话谁在撒谎吗?
*******************************************************
我想用prolog来写出程序进行推理，感觉到困难的地方是:
(1)"厨师和园丁(gardener)说的不可能都是真话"这样的逻辑用prolog该怎么表示呢?
(2)能否写出一个简单的程序来推出结论?
(3)假设推理的结果是要么A说真话要么B说真话，但是不可能同时说真话。这样的结论prolog以什么样的形式表示呢? 例如我的prolog程序的字句叫做true()。那么当我输入完条件的时候，请求结论true(X).的时候，prolog打印结果是打印可能的X。但是我刚才说了，如果答案是一个"异或"的答案，prolog该怎么打印结果呢?

kgisme169 写道:调查了罪案的4位证人。从证人的话侦探得出的结论是：
如果男管家(mate)说的是真话，那么厨师(cook)说的也是真话。
厨师和园丁(gardener)说的不可能都是真话。
园丁和杂役(worker)说的不可能都是谎话。
如果杂役说真话，那么厨师在撒谎。请问，侦探能分别出这4位证人谁在说真话谁在撒谎吗?
*******************************************************
我想用prolog来写出程序进行推理，感觉到困难的地方是:
(1)"厨师和园丁(gardener)说的不可能都是真话"这样的逻辑用prolog该怎么表示呢?
(2)能否写出一个简单的程序来推出结论?
(3)假设推理的结果是要么A说真话要么B说真话，但是不可能同时说真话。这样的结论prolog以什么样的形式表示呢? 例如我的prolog程序的字句叫做true()。那么当我输入完条件的时候，请求结论true(X).的时候，prolog打印结果是打印可能的X。但是我刚才说了，如果答案是一个"异或"的答案，prolog该怎么打印结果呢?

以下的程序码应该足够能回答你上面所有的问题：

代码:

possible_solution(Solution) :- length(Solution,4), maplist(form_condition,Solution).
form_condition(X) :- member(X,[istrue,isfalse]).

condition1([M,C,G,W]) :- M = istrue, C = istrue; M = isfalse.
condition2([M,C,G,W]) :- not((C = istrue, G = istrue)).
condition3([M,C,G,W]) :- not((G = isfalse, W = isfalse)).
condition4([M,C,G,W]) :- W = istrue, C = isfalse; W = isfalse.



question :-
  possible_solution(Solution), condition1(Solution), condition2(Solution), condition3(Solution), condition4(Solution),
  Solution = [M,C,G,W], write(mate-M), write(', '),write(cook-C), write(', '),write(gardener-G), write(', '),write(Worker-W), nl.

执行 ?-question.后，得到：
mate-isfalse, cook-isfalse, gardener-istrue, worker-istrue
mate-isfalse, cook-isfalse, gardener-istrue, worker-isfalse
mate-isfalse, cook-isfalse, gardener-isfalse, worker-istrue

也就是说，管家和廚师肯定是说谎的，园丁和杂役2个人至少有一个说实话。

程序

代码:


mate(true).
mate(false).
cook(true).
cook(false).
gardener(true).
gardener(false).
worker(true).
worker(false).

solve(Mate, Cook, Gardener, Worker) :-
mate(Mate), cook(Cook), (Mate == true -> Cook == true; true),
gardener(Gardener), (Cook \= Gardener; Cook == false, Gardener == false),
worker(Worker), (Worker \= Gardener; Worker == true, Gardener == true),
(Worker == true -> Cook == false; true).


运行结果：有三个解
| ?- solve(M,C,G,W).
C = false,
G = true,
M = false,
W = true ? ;

C = false,
G = true,
M = false,
W = false ? ;

C = false,
G = false,
M = false,
W = true ? ;

这句话没有看懂:

(Mate == true -> Cook == true; true),

->推出后面为什么要加一个分号，分号后面又加个true是什么含义，为什么结尾的地方要有个true?

kgisme169 写道:这句话没有看懂:

(Mate == true -> Cook == true; true),

->推出后面为什么要加一个分号，分号后面又加个true是什么含义，为什么结尾的地方要有个true?

"-> ;"是if...else的句型，用法是"if true -> then ; else"，
举例来说，假如有
A -> B ; C.
那么A为真时执行B，A为假时执行C，
整个句子的对错决定于B和C，也就是说，即使A为错，只要C是对的，
整个句子还是对的。

他这么写的目的其实就是：
若Mate == true，则Cook == true；
但，如果 Mate == true不成立，我仍然希望这个句子是成功的，
因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。

Mercury Liao 写道:

kgisme169 写道:这句话没有看懂:

(Mate == true -> Cook == true; true),

->推出后面为什么要加一个分号，分号后面又加个true是什么含义，为什么结尾的地方要有个true?

"-> ;"是if...else的句型，用法是"if true -> then ; else"，
举例来说，假如有
A -> B ; C.
那么A为真时执行B，A为假时执行C，
整个句子的对错决定于B和C，也就是说，即使A为错，只要C是对的，
整个句子还是对的。

他这么写的目的其实就是：
若Mate == true，则Cook == true；
但，如果 Mate == true不成立，我仍然希望这个句子是成功的，
因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。

如果我单纯就写一个(Mate == true -> Cook == true)
这样会有什么问题么? 因为我只是想表达，如果管家说的是真话，那么厨师说的也是真话。
你的意思是说，如果管家说的不是真话，这句话也要为true。可是(Mate == false->true)这有什么意义么?

如果没有后面添加的这个true，会有什么逻辑上的不同么? 我还是没有理解。

kgisme169 写道:

Mercury Liao 写道:

kgisme169 写道:这句话没有看懂:

(Mate == true -> Cook == true; true),

->推出后面为什么要加一个分号，分号后面又加个true是什么含义，为什么结尾的地方要有个true?

"-> ;"是if...else的句型，用法是"if true -> then ; else"，
举例来说，假如有
A -> B ; C.
那么A为真时执行B，A为假时执行C，
整个句子的对错决定于B和C，也就是说，即使A为错，只要C是对的，
整个句子还是对的。

他这么写的目的其实就是：
若Mate == true，则Cook == true；
但，如果 Mate == true不成立，我仍然希望这个句子是成功的，
因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。

如果我单纯就写一个(Mate == true -> Cook == true)
这样会有什么问题么? 因为我只是想表达，如果管家说的是真话，那么厨师说的也是真话。
你的意思是说，如果管家说的不是真话，这句话也要为true。可是(Mate == false->true)这有什么意义么?

如果没有后面添加的这个true，会有什么逻辑上的不同么? 我还是没有理解。

这是出于流程上的原因。
就拿这个solve谓词来说明吧，
假设
solve :- A, B, C, D, E.
也就是说我们希望透过执行A,B,C,D,E的判断来产生解答对不？
Prolog在运行时，","是当And来理解的，
"A,B"意即当A与B都为真时才为真，
如果A为假，Prolog就不会判断B，
原因很简单，A为假，(A,B)肯定为假，不需要判断B就可得知。

现在你可以把Mate == false看成是A，
如果A为假，Prolog会中断solve的执行并返回false，
这并不是我们希望的，我们希望的是它继续执行后面的B、C、D、E，
在这个例子也就是执行
gardener(Gardener), (Cook \= Gardener; Cook == false, Gardener == false)......等。

总之，Prolog是把Solve当逻辑题来做，但我们对这道题的真假一点都不在乎，
我们是把solve当一个命令集来用，
就是告诉Prolog说，你给我做完solve后面的所有命令就对了，
（然后返回相应的值true/false到solve的4个参数以表示这4个人说谎话还是说实话），
当然了，中间穿插了些if...else判断语句，跳过某些我们不想要执行的句子。

根据Prolog语言标准，+P -> +Q 相当于 (P -> Q; fail)，因此后面那个; true不可省略

wdx04 写道:根据Prolog语言标准，+P -> +Q 相当于 (P -> Q; fail)，因此后面那个; true不可省略

你的意思是不是说: 有了这个true判断，整个solve的过程才能进行下去。否则false的时候，就会停在那里fail掉了?

kgisme169 写道:

wdx04 写道:根据Prolog语言标准，+P -> +Q 相当于 (P -> Q; fail)，因此后面那个; true不可省略

你的意思是不是说: 有了这个true判断，整个solve的过程才能进行下去。否则false的时候，就会停在那里fail掉了?

是的，我前一篇回复你的留言里写的也是这个意思，你可以再看看。

Mercury Liao 写道:

kgisme169 写道:

wdx04 写道:根据Prolog语言标准，+P -> +Q 相当于 (P -> Q; fail)，因此后面那个; true不可省略

你的意思是不是说: 有了这个true判断，整个solve的过程才能进行下去。否则false的时候，就会停在那里fail掉了?

是的，我前一篇回复你的留言里写的也是这个意思，你可以再看看。

请教solve函数的用法:
solve(Mate, Cook, Gardener, Worker)是不是会把solve当中的4个参数，穷举其true/false的各种可能性组合?

我这样的理解对么?

donet8 写道:

Mercury Liao 写道:

kgisme169 写道:

wdx04 写道:根据Prolog语言标准，+P -> +Q 相当于 (P -> Q; fail)，因此后面那个; true不可省略

你的意思是不是说: 有了这个true判断，整个solve的过程才能进行下去。否则false的时候，就会停在那里fail掉了?

是的，我前一篇回复你的留言里写的也是这个意思，你可以再看看。

请教solve函数的用法:
solve(Mate, Cook, Gardener, Worker)是不是会把solve当中的4个参数，穷举其true/false的各种可能性组合?

我这样的理解对么?

会为这4个参数找出符合":-"右边的规则的所有可能。
如果你是这么理解的，你说的就没错。

这里的true和false是不是prolog的关键字，就像C语言里面的关键字一样?

还是说，对于prolog而言，这只是一个字符串的取值而已，prolog并不去试图了解true和false的意义?

donet8 写道:这里的true和false是不是prolog的关键字，就像C语言里面的关键字一样?

还是说，对于prolog而言，这只是一个字符串的取值而已，prolog并不去试图了解true和false的意义?

这里的ture/false是给人看的，代表说实话或说谎话，
对prolog用来判断事情没有任何差别，你换成aaaa/bbbbb也可以，
只要你自己知道aaaa、bbbbb哪个代表说实话哪个代表说谎话就可以。

不过true、false这两个字也是prolog的关键字，
表示一个规则或解为真，或是无法证明为真，
只是在这个例子里，true/false不是当关键字来用的。

那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

donet8 写道:那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

是关键字，代表程序继续执行solve，
而类似像mate(true), cook(false)这种的不是关键字，
这种你换成mate(hahaha), cook(wuwuwu)一样可以，
只要自己知道hahaha、wuwuwu什么意思就行。

donet8 写道:那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

求回答！

donet8 写道:那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

是的。
基本上只有XXX(true), YYY(false)这种不是。

[quote="Mercury Liao"]

不好意思，我是菜鸟。刚刚才发现每个情况后面要打一个；
才会出现第2中情况。

但我想问一下，为什么每次要打一个分号呢？而且最后3种情况都出现后，再打一个分号返回false是为什么？

问题很小白。。。谢谢！

Mercury Liao 写道:

donet8 写道:那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

是关键字，代表程序继续执行solve，
而类似像mate(true), cook(false)这种的不是关键字，
这种你换成mate(hahaha), cook(wuwuwu)一样可以，
只要自己知道hahaha、wuwuwu什么意思就行。

这里我不太懂，程序最开始的
mate(true).
mate(false).
cook(true).
cook(false).
...
这到底是在列举事实fact，还是可能性possiblity？

另外solve(A,B,C,D,E)里面的A--E是variable变量，还是term项？
如果是变量，那最后就是将变量实例化是吗？

谢谢！

[quote="ccandkk"]

Mercury Liao 写道:

不好意思，我是菜鸟。刚刚才发现每个情况后面要打一个；
才会出现第2中情况。

但我想问一下，为什么每次要打一个分号呢？而且最后3种情况都出现后，再打一个分号返回false是为什么？

问题很小白。。。谢谢！

prolog会先找出满足你查询的一组解答，然后等待你的指示，
如果你按";"表示你还想知道有无其他解答，
不按的话它就当你只需一个解答就够了，不再回溯。

最后返回一个false，表示prolog无论根据哪个事实，
都无法再证明你的查询为真，prolog就当false处理。
所以在prolog里，false其实应该解释为"无法（没有足够证据）证明其为真"。

ccandkk 写道:

Mercury Liao 写道:

donet8 写道:那么，你之前说的:"因此在分号后面得加上一个true，表示不用做任何事，我单纯只是想让这个句子成功。"

这里的true 是prolog的关键字么?

是关键字，代表程序继续执行solve，
而类似像mate(true), cook(false)这种的不是关键字，
这种你换成mate(hahaha), cook(wuwuwu)一样可以，
只要自己知道hahaha、wuwuwu什么意思就行。

这里我不太懂，程序最开始的
mate(true).
mate(false).
cook(true).
cook(false).
...
这到底是在列举事实fact，还是可能性possiblity？

另外solve(A,B,C,D,E)里面的A--E是variable变量，还是term项？
如果是变量，那最后就是将变量实例化是吗？

谢谢！

意义上是"可能性"，不过单看每一句，在prolog里都称为事实，
在这里，mate(true)是一种可能的事实，mate(false)又是一种可能的事实……
全部把可能的事实列出来，让prolog一个一个匹配，
比如它先将mate(true)当做真，然后执行啊执行，可能会导出矛盾的结果，
然后prolog会考虑其他事实，也就是再将mate(false)当做真，执行啊执行，看看能否满足你的查询。

A--E都是大写字母开头，当然是变量了（term项必须是小写字母开头，或是用''引起来），
而且A--E是未绑定的变量，也就是说A--E一开始都是空的，里面没有实际的值，
（可以理解为NULL吧如果是在其他语言里的用词），
透过不断的匹配尝试，最后找出可能的A--E，也就是你说的实例化。

[quote="Mercury Liao"]

非常感谢版主的解释！很详细也很清楚。

但我对这2句不大懂：
mate(Mate), cook(Cook), (Mate == true -> Cook == true; true)如果这句是判断【如果男管家(mate)说的是真话，那么厨师(cook)说的也是真话。】
为什么前面要加上 mate(Mate), cook(Cook), 这2句？


而(Worker == true -> Cook == false; true).是判断【如果杂役说真话，那么厨师在撒谎。】为什么前面不用加 worker（Worker）呢？


非常感谢

[quote="ccandkk"]

Mercury Liao 写道:

非常感谢版主的解释！很详细也很清楚。

但我对这2句不大懂：
mate(Mate), cook(Cook), (Mate == true -> Cook == true; true)如果这句是判断【如果男管家(mate)说的是真话，那么厨师(cook)说的也是真话。】
为什么前面要加上 mate(Mate), cook(Cook), 这2句？


而(Worker == true -> Cook == false; true).是判断【如果杂役说真话，那么厨师在撒谎。】为什么前面不用加 worker（Worker）呢？


非常感谢

因为Mate和Cook都还没有实例化，
判断Mate == true的话一定是false，没有意义。
而先执行mate(Mate), cook(Cook)，
可以将Mate与Cook实例化为true ture、true false、false true、false false四种的任一种，
后面再判断符不符合所设定的条件。

至于worker(Worker)我看他有加啊！还是我看错了？
你再确定一下哈。

非常感谢版主！！那么晚了还回复我。这个prolog的很多题目和以前学的离散数学好像啊。不过跟C语言什么的区别还是挺大的。这学期刚刚接触！

再次感谢！