使用 prolog 从成分集合中生成食谱

Question

我可以使用我已经知道的语言来解决这个问题，但我希望使用 prolog（可能还有 clpfd）来解决这个问题，因为我想学习这些技术。我看到一些使用 SQL 的类似问题的引用，但这不是我感兴趣的。

我有一个成分的集合，每个成分都有卡路里计数、蛋白质含量、脂肪含量等属性。不会超过几十种成分，可能不超过六种属性。在 CI 中，将其建模为结构数组。

然后，我希望能够生成使用受约束的成分组合的食谱。例如，总热量<1000，脂肪少于30%，蛋白质超过25g。我可能还想说“排除白米”，例如因为我现在没有白米。

答案可能是一系列项目，例如“125 克鸡肉、25 克胡萝卜、100 克米饭”。

我是否在正确的轨道上使用 prolog/cplfd 做到这一点？是否存在使其不适合初学者的特殊困难（尽管我是其他语言的经验丰富的程序员）？

我将如何建模这个数据库？我看到序言有列表和元组..我会把它表达为一个元组列表吗？

我是否能够表达诸如“总卡路里 < 1000 和来自脂肪的卡路里 < 总卡路里和蛋白质的 30% > 25 克”之类的数学约束？

我可以搜索此类问题的名称吗？

是否有我可以用作指南的现有序言示例？

Answer 1

这将是一个非常简洁的程序，我希望您能够实现整个程序并编写它。请告诉我你的想法！

我可以很容易地看到如何处理你的示例约束。代码看起来像这样：

% these operator declarations are just guesses!
:- op(500, xfy, and).
:- op(600, xf, grams).
:- op(600, yfx, of).

test(Recipe, X < Y) :- 
  evaluate(Recipe, X, XV), 
  evaluate(Recipe, Y, YV), 
  XV < YV.

test(Recipe, X and Y) :- 
  test(Recipe, X), test(Recipe, Y).

evaluate(Recipe, total_calories, X) :- total_calories(Recipe, X).
evaluate(Recipe, Const, Const) :- number(Const).

total_calories(Recipe, Total) :- 
  maplist(calories, Recipe, Calories), 
  sum(Calories, Total).

calories(X grams of Y, Calories) :-
  caloric_content(N grams of Y, C),
  Calories is X/N * C.

caloric_content(100 grams of chicken, 195).

我认为这是我如何继续测试食谱的一个不错的草图。生成它们将会非常有趣。我想你会想要限制你的食谱写作。弄清楚如何约束它的最好方法可能是天真地编写它，然后逐案引入更正。我最好的猜测是这样的：

meat(chicken).
vegetable(carrots).

recipe([MeatAmount grams of Meat, VegAmount grams of Vegetable]) :- 
  meat(Meat), 
  vegetable(Vegetable),

然后你会想要通过某种猜测金额的方式来增强它。另一个需要探索的想法是将这两个方面结合起来，以便您添加的每种成分都能处理一些约束。这样你就可以保持搜索的方向，而不是漫无目的地把东西放在一起。我希望这能给你一些想法！