Применение стандартного предиката ТП "отсечение"(cut или !)
позволяет добиться следующих двух преимуществ:
- повышение эффективности Пролог-программы за счет сокраще-
ния перебора (прекращения дальнейшего поиска по дереву решений
после получения первого варианта ответа);
- повышение выразительности Пролог-программы за счет исполь-
зования правил-ветвлений (if...then...else).
Первое преимущество рассматривалось в лабораторной работе
N1. Второе можно пояснить на следующем примере. В логическом
программировании очень часто встречаются взаимоисключающие пра-
вила. В процедурных языках подобная ситуация описывается при по-
мощи операторов ветвления. В языках логического программирования
операторы отсутствуют. Поэтому появляется необходимость в нали-
чии стандартного приема формализации подобной ситуации через
правила. Для этих целей используется предикат cut. Например,
простейший оператор ветвления
if Q(x) then P(a) else P(b)
на Прологе может быть реализован в виде следующего правила:
P(a):-Q(x),!
P(b).
Более сложная конструкция вложенных операторов ветвления тоже
достаточно просто реализуется на Прологе. Например, операторы
ветвления:
if Q(x) then P(a) else
if R(x) then P(b) else
if T(x) then P(c) else P(d)
на Прологе будет описываться следующим правилом:
P(a):-Q(x),!.
P(b):-R(x),!.
P(c):-T(x),!.
P(d).
Подобные правила встречаются при классификации объектов в
Пролог-программах.
Отсечения часто используются в комбинации с предикатом
fail. Например, следующее правило определяет предикат, истинный
в том случае, если его аргументы представляют собой различные
объекты:
different(X,Y) :- X=Y,!,fail;true.
Комбинация "!,fail" имеет следующий процедурный смысл: "прекра-
тить" продвижение по текущей ветви дерева поиска и перейти к
поиску по другим ветвям. В определении правила используется
стандартный предикат ТП true, который всегда имеет значение
ИСТИНА.
Наряду с преимуществами при применении отсечения в Пролог-
программе могут возникнуть сложности, связанные с процедурной
семантикой языка. Дело в том, что в отдельных случаях применение
отсечения связанно с определенным порядком предложений в тексте
программы (например, в случае взаимоисключающих правил). Изме-
нение порядка предложений может повлиять на результат работы
программы.
Рассмотрим простейший пример. Пусть предикат P описывается
при помощи правила, одно из предложений которого содержит отсе-
чение:
P:-Q,!,R.
P:-T.
В математической форме предикат выражается как P1=Q*R+Q*T. Если
поменять порядок предложений в правиле:
P:-T.
P:-Q,!,R.
то математический эквивалент декларативного смысла правила
имеет вид: P2=T+Q*R. С математической точки зрения получены
два различных предиката P1 и P2.
Следовательно применять отсечение в Пролог-программах
следует осторожно. В том случае, если есть альтернативные ва-
рианты описаний правила, надежнее использовать вариант, не
содержащий отсечения. Если такого варианта нет, то следует
внимательно проанализировать процедурную семантику программы.
Другим наиболее часто используемым стандартным предикатом
ТП, который может вызвать затруднение при программировании,
является предикат отрицания not. Особенность отрицания в Прологе
объясняется тем, что он не полностью соответствует понятию отри-
цания в математике. Эта разница может привести к непредвиденным
ситуациям. Например, если заданы факты
human(ton).
human(ann).
и определен вопрос к системе "Боб не является человеком?":
Goal:not(human(bob)),
то Пролог-система ответит утвердительно, что не соответствует
действительности. В действительности же система не имеет доста-
точное количество информации, необходимой для ответа на данный
вопрос. В данном случае Пролог-система доказывает не истинность
заданной цели, а пытается доказать противоположное утверждение.
Если это доказать не удалось, то считается, что not-цель дости-
гается успешно.
Кроме того, предикат отрицания not в ТП не допускает ис-
пользования внутри себя неконкретизированной (свободной) пере-
менной. В данном случае возникает ошибка ТП N 704. Рассмотрим
появление такой ошибки на примере:
a(u). (1)
b(v). (2)
c(X) :- not(a(X)). (3)
Если определить следующую цель:
Goal:b(X),C(X),
то Пролог-система ответит "X=v". Если поменять порядок предикатов
в цели:
Goal:c(X),b(X),
то система выдаст сообщение об ошибке N 704. Деревья поиска ре-
шений поясняющие эти два случая приведены на рис.3.
Таким образом, при применении предиката отрицания not,
так же как в случае с отсечением, необходимо учитывать про-
цедурную семантику языка Пролог. |
Главная
Каталог файлов
