Mercury 入門 (3) リスト

同じ型の複数の値を順番に並べたものをリストとよびます． Mercury では例えば整数1, 2, 3の3つの値からなるリストは，

[1, 2, 3]

のように表し，その型は，

list(int)

のように表します．リストに要素を追加するには，

[1 | [2, 3] ]

のように書きます．上のリストは[1, 2, 3]と同じです． 空のリストは，

[]

のように書きます．以下の5つはすべてリスト[1, 2, 3]を表しています．

• [1, 2, 3]
• [1 | [2, 3]]
• [1, 2 | [3]]
• [1, 2, 3 | []]
• [1 | [2 | [3 | []]]]

リストを操作する述語の書き方

ここでは，整数リストの各要素の値を倍にする，以下の述語double_list/2を考えます．

:- pred double_list(list(int)::in, list(int)::out) is det.
double_list([], []).
double_list([X|Xs], [Y|Ys]) :-
  X * 2 = Y,
  double_list(Xs, Ys).

ここでは，

1. 入力が空リストの場合は結果は空リスト．
2. リストが空でない場合は，先頭要素を2倍した整数と残りの要素を2倍した整数リストを 連結したものである．

と述語を定義しています．

このような引数の形で分岐させる述語は，入門 (2)で扱った，fact/2の定義に使うことはできません．例えば，

% 間違った(決定性の指定に反する)プログラム
fact(0, 1).
fact(N, M) :-
  M = N * X,
  fact(N - 1, X).

のように書くことはできません．整数の0は最初の定義にも2番目の定義にも合致するため， fact/2は決定的(det)な述語であるという宣言に反してしまうからです．

次の例は，整数リストのすべての要素を画面に表示する述語です．

:- pred write_list(list(int)::in, io::di, io::uo) is det.
write_list([], !IO).
write_list([X|Xs], !IO) :-
  write_int(X, !IO),
  nl(!IO),
  write_list(Xs, !IO).

この述語はこれまでの知識の組み合わせで理解できると思います．

double_list/2とwrite_list/3を使ったプログラムを以下に示します．

実行結果

2
4
6

ここで作ったdouble_list/2とwrite_list/3は 入門 (2)で扱った， if then else ゴールを使って書くこともできます．以下に例を示します．

実行結果

2
4
6

論理和

Goal1またはGoal2が真の時に成功するゴールは

Goal1 ; Goal2

と書けます． これを使うと述語の引数以外の場所で分岐を記述できます． 以下に例を示します．

実行結果

2
4
6

個人的には今回の記事の中で，論理和を使ったプログラムが一番好きです．