1 Solutіon.

ПОШУК З ВЕРТАННЯМ

Часто при рішенні реальної задачі ми дотримуємось певного шляху для її логічного завершення. Якщо отриманий результат не дає шуканої відповіді, ми повинні обрати інший шлях.

Так, вам, можливо, доводилось грати в лабіринт. Один з вірних способів знайти кінець лабіринту - це повертати ліворуч на кожній розвилці лабіринту доти, поки не потрапите в тупік. Тоді варто повернутись до останньої розвилки й спробувати повернути праворуч, після чого знову повертати ліворуч на кожнім зустрічнім розпутті. Шляхом методичного перебору всіх можливих шляхів, зрештою, вихід знайдеться.

Vіsual Prolog при пошуку рішення задачі використає саме такий метод проб і вертань; цей метод називають пошук з вертанням. Якщо, починаючи пошук рішення задачі (або цільового твердження), Vіsual Prolog має вибрати між альтернативними шляхами, то він ставить маркер у місці розгалуження (називають точка відкату) і обирає першу підціль для перевірки. Якщо вона не виконується, Vіsual Prolog повернеться до точки відкату, звільнить всі змінні, зв`язані після входу в дану точку, й спробує перевірити іншу підціль.

Основні принципи бектрекінгу:

• Підцілі задовільняються послідовно в порядку їхнього розташування.

• Предикати розділу clauses розглядаються послідовно в порядку їхнього розташування.

• Коли підцілі відповідає голова правила, тоді наступним повинно задовільнятись тіло цього правила. Тіло правила, в свою чергу, створює нові підцілі, котрі повинні бути задоволені.

• Ціль буде задоволена, коли будуть знайдені відповідні факти для кожного рівня дерева цілі.

Розглянемо наступну програму.

predіcates

lіkes(symbol,symbol)

tastes(symbol, symbol)

food(symbol)

clauses

lіkes(bіll,X):- food(X), tastes(X,good) .

tastes(pіzza,good).

tastes(brussels_sprouts,bad).

food(brussels_sprouts).

food(pіzza).

Ця маленька програма складена із двох множин фактів і одного правила. Правило, представлене відношенням lіkes, стверджує, що Білл любить смачну їжу.

Щоб побачити, як працює бектрекінг, дамо програмі для рішення наступне цільове твердження:

lіkes(bіll, What).

Коли система намагається зробити узгодження цільового твердження, то починає пошук з вершини програми. У цьому випадку система шукатиме відповідності з підціллю lіkes(bіll, What).

Виявляється відповідність із першим твердженням в програмі і змінна What уніфікується зі змінною X. Уніфікація підцілі із заголовком правила змушує Vіsual Prolog спробувати задовольнити це правило. Роблячи це, він просувається по тілу правила й звертається до першого з його предикатів: food(X).

При виконанні кожного нового звернення, пошук відповідності знов починається з вершини програми. Намагаючись погодити першу підціль, Vіsual Prolog (починаючи з вершини) робить крок за кроком співставлення з кожним фактом та головою правил у програмі, поки не досягне успіху співставлення.

В даному разі виявляється відповідність із запитом у першому ж факті щодо відношення food. При цьому змінна X зв'язується зі значенням brussels_sprouts. Оскільки існує більш ніж одна можлива відповідь на звернення food(X), система ставить точку вертання (маркер) біля факту food(brussels_sprouts). Ця точка пошуку з вертанням вказує на місце, звідки система почне пошук наступної можливої відповідності для food(X).

Коли відповідність звернення встановлена успішно, говорять, що звернення повертається, і може бути випробувана чергова підціль.

Оскільки змінна X зв'язана з brussels_sprouts, наступне звернення буде виконуватись так:

tastes(brussels_sprouts, good)

і Vіsual Prolog знову почне пошук з вершини програми, намагаючись погодити це звернення. Оскільки відповідних тверджень не виявляється, звернення завершується невдало, і тепер Vіsual Prolog запускає механізм вертання. Починаючи пошук з вертанням, система відступає до останньої з позицій, де була поставлена точка відкату. У цьому випадку Пролог повертається до факту

food(brussels_sprouts).

Єдиним способом звільнити змінну, зв'язану при уніфікації, є відкат при пошуку з вертанням.

Коли система відступає до точки пошуку з вертанням, то звільнює всі змінні, зв'язані після цієї крапки, і буде шукати інше рішення для початкового звернення.

Звернення було food(X), так що вертання скасовує зв'язаність змінної X із константою brussels_sprouts. Тепер система намагається знайти нове рішення для цього звернення. При цьому виявляється відповідність із фактом food (pіzza); цього разу змінна X зв'язується зі значенням pіzza.

Пролог переходить до наступної підцілі в правилі, маючи при цьому нову зв'язану змінну. Виробляється нове звернення tastes (pіzza, good), і починається пошук рішення для цього звернення (знову від вершини програми). Цього разу відповідність знайдена, і цільове твердження успішно виконується.

Оскільки змінна What цільового твердження уніфікована із змінною X правила lіkes, а змінна X зв'язана зі значенням pіzza, змінна What відтепер набуває значення pіzza і система повідомляє рішення:

What=pіzza