17)Отсечение (Cut)

Отсечение (т.е. !) есть предикат, который отсекает (cuts) недетерминизм, то есть отсекает возможность выработки дальнейших решений (сообразно своему имени).

Отсекаемый недетерминизм можно разбить на два группы (хотя в ряде случаев отсечения могут принадлежать обеим):

• Отсечения, которые отсекают возможность выполнения других (следующих по порядку) клауз текущего предиката.

• Отсечения, которые ликвидируют возможность генерации новых решений у недетерминированных вызовов предикатов.

Других значимых причин для использования отсечений нет, кроме двух, упомянутых выше. Если эти цели понятны, то очень просто ставить отсечения в правильном месте:

• либо отсечение ставится в месте, где перебор последовательных клауз больше не требуется и/или

• оно ставится после вызова недетерминированного (то есть с квалификацией nondeterm или multi) предиката, для которого важно только одно решение.

Первая причина может быть проиллюстрирована следующим примером

clauses

p(17, X) :-

X > 13,

!,

q(X),

...

p(A, X) :-

...

В этом примере у нас есть отсечение после проверки X > 13. Это типичный случай использования первой причины: "Наши клаузы реагируют на значение входной переменной и сразу (где сразу означает немедленно после проверки X > 13) мы находим правильное решение".

Обычно такого рода отсечения помещаются сразу после головы клаузы или после проверки, ближайшей к голове клаузы.

Вторая причина может быть проиллюстрирована на следующем примере:

clauses

firstMember(X, L) :-

X = list::getMember_nd( L),

!.

В этом примере отсечение помещается немедленно после недетерминированного предиката, от которого мы ожидаем единственное решение.

Выше мы выделили слово немедленно дважды, поскольку ключевым словом в размещении отсечения является именно слово немедленно: они должны быть помещены настолько рано в клаузе, насколько это возможно.

Вы должны с подозрением относиться к клаузам, содержащим более одного отсечения. Наличие более одного отсечения в одном клаузе часто говорит о наличии ошибки в программе.

Красные и Зеленые отсечения

Вообще говоря, мы не поощряем зеленые отсечения, мы вполне уживаемся с красными отсечениями.

Сообщество традиционного Пролога дало определение красного и зеленого отсечений. Коротко это: зеленое отсечение - это отсечение, которое не меняет семантику предиката, в котором используется, а красное отсечение - меняет семантику.

Ясно, что все отсечения, которые отсекают все последующие решения недетерминированных предикатов являются красными по своей природе. Поэтому различия между красными и зелеными отсечениями имеют смысл только для тех отсечений, которые предотвращают откаты к следующим клаузам.

Рассмтрим клаузы:

clauses

p(X) :-

X > 0,

!,

...

p(X) :-

X <= 0,

...

В предикате выше отсечение является зеленым (green), поскольку, если мы его удалим, то предикат будет вести себя таким же образом. Когда отсечение имеется в первом клаузе, проверка X <= 0 во втором клаузе в действительности не нужна (второй клауз соответствует всем остальным случаям, кроме X<0 - прим. Переводчика):

clauses

p(X) :-

X > 0,

!,

...

p(X) :-

...

Но без этой проверки, однако, отсечение становится красным, поскольку теперь предикат будет вести себя по-другому, если мы удалим отсечение (предикат становится недетерминированным, поскольку, даже если X>0, появляется еще одно решение - хорошо, если безвредное - прим. Переводчика).

Зеленые отсечения могут показаться излишними, но в действительности они используются для исключения лишних вариантов отката (главным образом по соображениями скорости работы). В системе Visual Prolog они могут, однако, быть необходимыми для того, чтобы показать компилятору, что некоторые предикаты являются предикатами определенного типа, например, процедурами.