12、Prolog库用于约束建模

Prolog库用于约束建模

1. 约束编程的历史与发展

约束编程作为一种高度声明性的编程范式，已经在解决工业中的组合问题方面取得了巨大成功。它最早出现在20世纪80年代末，基于一阶逻辑和具有可判定约束语言的理论，如仅限于Herbrand项域上等式约束的Prolog。随着约束编程的发展，各种约束求解库在标准编程语言中逐渐涌现，进而推动了像MiniZinc这样的高级建模语言的诞生。MiniZinc是一种与求解器无关的建模语言，用于约束满足和优化问题，但其缺乏编程构造的特性限制了复杂问题的求解。

2. Prolog中的约束求解库

Prolog作为一种基于一阶逻辑的编程语言，天然适合约束编程。然而，由于历史原因，Prolog在处理复杂约束问题时面临一些挑战。例如，Prolog对列表数据结构的关注以及在约束逻辑编程出现之前定义的元谓词，使得它在处理复杂约束满足问题时效果不佳。此外，一些标准元谓词和约束求解库之间存在使用上的不兼容性。为了解决这些问题，本章提出了一种新的Prolog库，旨在增强Prolog在约束编程中的能力。

现有约束求解库的特点和局限性

• 特点 ：
• 支持多种约束求解器，如CLP(FD)、CLP(R)等。
• 提供丰富的内置约束，如等式、不等式等。

• 支持全局约束，如all_distinct等。

• 局限性 ：

• 缺乏高级编程构造，如数组、量词等。
• 与MiniZinc等高级建模