如何从程序描述中实现Prolog中的算法,以便最好地利用逻辑范例.
我有时会发现很难从算法的给定程序描述中编写一个prolog程序.我举一个下面一个尝试的具体例子.注意我有谓谓innerforloop或convergedloop的谓词.这似乎不对,很难检查我的实现是否与算法描述相符.此代码是否与描述相符?这些谓词有什么更好的名字?或者代码应该以不同的方式组织?
示例算法:训练感知器分类器.
Input: labelled training data in D homogeneous coordinates;
learning rate n.
Output: weight vector W defining classifier ŷ = sign(w⃗ ⋅ x⃗).
w⃗ <- 0;
converged <- false;
While converged = false do
converged <- true;
for i = 1 to |D| do
if yiw⃗⋅x⃗i <0
then
w⃗<- w⃗+n * yi * x⃗i;
converged <-false
end
end
end
我的实施:
perceptron(Pos,Neg,classifier(W,0)):-
Pos =[OneExample|_],
length(OneExample,NumberOfFeatures),
populate_list(0,NumberOfFeatures,Zerovector),
maplist(myappend([1]),Pos,PosClass),
maplist(myappend([-1]),Neg,NegClass),
append(PosClass,NegClass,Examples),
convergedloop(Examples,Zerovector,W).
convergedloop(Examples,Inputvector,OutputVector):-
innerforloop(Examples,Inputvector,UpdateVector),
check_converged(Examples,Inputvector,UpdateVector,OutputVector).
check_converged(_Examples,W1,W2,W2):-W1=W2.
check_converged(Examples,W1,W2,W3):-
dif(W1,W2),
convergedloop(Examples,W2,W3).
innerforloop([],W,W).
innerforloop(ExamplesWithClass,W1,WFin):-
ExamplesWithClass =[One|Rest],
update_weight(One,W1,W2),
innerforloop(Rest,W2,WFin).
learning_rate(0.1).
update_weight(Example_with_class,W1,W2):-
misclassified(W1,Example_with_class,true),
learning_rate(N),
append(Example,[Class|[]],Example_with_class),
Scalar is N *Class,
scalar_multiplication(Scalar,Example,ExampleScaled),
vector_addition(W1,ExampleScaled,W2).
update_weight(Example_with_class,W,W):-
misclassified(W,Example_with_class,false).
misclassified(W,Example_with_class,TrueFalse):-
append(Example,[Class|[]],Example_with_class),
dot_product(Example,W,Dot),
multiply(Dot,Class,Value),
( Value =<0->TrueFalse=true;TrueFalse=false).
%%%background predicates
myappend(Y,X,Z):-
append(X,Y,Z).
multiply(X,Y,Z):-
Z is X*Y.
vector_addition(X,Y,Z):-
maplist(my_plus,X,Y,Z).
dot_product(V1,V2,Dot):-
maplist(multiply,V1,V2,VMul),
sumlist(VMul,Dot).
scalar_multiplication(S,X,SX):-
maplist(multiply(S),X,SX).
populate_list(Pop,Length,ListPoped):-
length(List,Length),findall(X,(member(X,List),X=Pop),ListPoped).
%%%Data
linear_sep_data(Pos,Negs,All):-
All=[
[1.5998426,0.52985437,1],
[0.25065517,1.30425162,1],
[0.76148911,0.60419602,1],
[0.75591032,-0.78994764,1],
[1.63605539,0.9225655,1],
[2.70520379,0.93285704,1],
[1.82870703,2.34804646,1],
[-0.08549264,0.99868399,1],
[0.44906531,0.90555838,1],
[0.49966187,1.59299327,1],
[1.00003726,-0.13822094,1],
[1.67943676,1.25283262,1],
[-1.00158649,2.73839505,1],
[3.32539035,-0.39289509,1],
[2.17885898,0.05984356,1],
[1.85977529,0.76782626,1],
[1.34470454,0.18312675,1],
[0.5974872,0.1228956,1],
[-1.52394333,-1.24558361,-1],
[-2.48452861,-1.91070328,-1],
[-1.04605257,-2.55270759,-1],
[1.02370408,-1.67944911,-1],
[-0.80492117,-1.49215482,-1],
[-1.64954319,-3.41635041,-1],
[-2.35543276,-0.37750433,-1],
[-0.32384031,-2.08235145,-1],
[-1.56576954,-1.22018985,-1],
[-1.27853841,-1.28469686,-1],
[-1.97696119,0.23717806,-1],
[-1.78965834,-1.09026084,-1]],
findall(Instance,(member(InstanceC,All),append(Instance,[1|[]],InstanceC)),Pos),
findall(Instance,(member(InstanceC,All),append(Instance,[-1|[]],InstanceC)),Negs).
最佳答案 在Prolog中命名事物的关键见解是逻辑程序定义了实体之间的关系.理想情况下,谓词名称可以指示每个参数描述哪些实体.
因此,在这种情况下,像forloop或innerloop这样的名称对你来说是错误的:从像forloop这样的名称(或者更具可读性:for_loop),我们宁愿期待例如“for循环”是什么的语法描述,但肯定不是循环应该执行的实际计算.
命令式算法描述了一系列全局状态的破坏性修改.为了将命令式算法转换为声明性范式,我们改变了我们的观点,而是描述了状态之间的关系.
我们使用以下命名约定,这在许多程序中都很有用:S0表示初始状态. S1表示计算的一个步骤之后的状态. S2,S3等表示其他状态,最后,S表示最终状态.
现在考虑一下你引用的具体例子:
命令性术语中算法的本质是重复修改状态直到达到最终状态.在声明范式中描述这种状态转换序列的一种方法如下:
state0_state(S0, S) :- state_next(S0, S1), state0_state_(S0, S1, S). state0_state_(S0, S, S) :- close_enough(S0, S). state0_state_(S0, S1, S) :- not_close_enough(S0, S1), state0_state(S1, S).
其中state_next / 2,close_enough / 2和not_close_enough / 2必须由您提供.我将此作为练习.请注意,谓词state0_state / 2的命名方式是清楚每个参数表示的内容.通过一些思考,您可能会找到更具描述性的名称,例如training0_training / 2.
根据您的执行情况,我们观察到声明范式的一个有价值的优势:代码可以在所有方向上使用.这意味着您也可以发布最常见的查询:
?- state0_state(S0, S).
并且理想地获得这种关系中的状态.
命名谓词的另一个提示:避免命令.在声明范式中,命令毫无意义,因为许多谓词可以在多个方向上使用,而命令总是意味着单一方向.