以下是 《Learn Prolog Now!》第五章 第一节 “Prolog 中的数字运算” 的中文翻译与讲解：

📘 第五章 第一节：Prolog 中的数字运算（Arithmetic in Prolog）

✨ 引子

Prolog 并不是为数值计算设计的语言，但它确实提供了进行算术计算的能力。
在这一节中，我们将学习：

  • 如何编写可以执行基本数学运算的规则；
  • 如何在 Prolog 中表示数字；
  • is/2 的工作方式；
  • 为什么 = 与 is 的含义不同；
  • 比较运算符的使用方式。

🔢 数字和 is 操作符

在 Prolog 中，要执行算术运算，我们不能使用 =，而要用 is。

❌ 错误示例：

X = 3 + 4.

这不会让 X 变成 7，而是：

X = 3 + 4.

即：Prolog 会把 3 + 4 看作一个结构体（compound term），而不是去计算它。

✅ 正确做法：

X is 3 + 4.

这时 X 将被赋值为 7。

注意：

  • is 的右边必须是一个可以求值的算术表达式；
  • 所有参与运算的变量必须已经有了数值，否则会出错。

示例代码：

?- X is 2 + 3.
X = 5.

?- X is (7 * 3) + (4 * 2).
X = 29.

?- Y = 5, X is Y * 2.
X = 10,
Y = 5.

⚠️ 等号 = 与 is 的区别

?- X = 3 + 4.
X = 3+4.          % 结构，不做计算

?- X is 3 + 4.
X = 7.            % 执行加法

再来看一个例子：

?- A = 6, B = 2, A is B + 4.
A = 6,
B = 2.

而如果你反过来写：

?- A is B + 4, B = 2.
ERROR: Arguments are not sufficiently instantiated

这说明：is 要求其右侧的变量必须已被绑定。

📊 Prolog 中的算术运算符

运算表达式说明
加法X is A + B加
减法X is A - B减
乘法X is A * B乘
除法（浮点）X is A / B得到小数
整除X is A // B向下取整
取余X is A mod B求余数
幂运算X is A ** B幂（A 的 B 次方）

🧮 比较运算符

Prolog 还提供了数值比较操作：

比较含义
=:=数值相等
=\=数值不等
<小于
=<小于或等于
>大于
>=大于或等于

示例：

?- 3 + 4 =:= 7.
true.

?- X is 3 + 4, X > 5.
X = 7.

注意：这些比较操作符只能比较数值，不能比较结构。结构比较要用 @<, @>, == 等。

🧠 总结

  • 使用 is 来进行数学运算；
  • 不要混淆 is 和 =；
  • 比较运算符只能用于数值；
  • is 要求右边的表达式必须完全可计算（所有变量必须已赋值）。