5.2 Метод отсечения и отката – оо
Использование предиката cut
В случае, когда надо иметь доступ только к определенной части данных, Пролог использует встроенный предикат cut (!)-отсечение.
Его вычисление всегда успешно. Этот предикат заставляет внутренние унификационные подпрограммы убрать все указатели отката, установленные во время попытки вычислить текущую подцель – то есть он прерывает поиск с возвратом. Через cut невозможно вернуться (совершить откат). Отсечение обычно помещается в теле правила.
Однажды выполнив отсечение, невозможно произвести откат к подцелям, расположенным в обрабатываемом предложении перед отсечением и невозможно возвратиться к другим предложениям в предикате, содержащим отсечение, то есть к предложениям, стоящим после предложения с отсечением.
5.2.1.Влияние предиката cut на составную цель
Пусть cut является одной из подцелей составной цели.
После того как компилятор пройдет предикат cut, он больше не сможет вернуться назад к подцелям, стоящим перед этим предикатом. И все значения переменных, расположенных слева от предиката cut, которые они получили в процессе унификации будут заморожены.
Пример:
goal: a(X), b(Y), !, c(X,Y,Z).
При выполнении этой цели компилятор пройдет через предикат cut только в том случае, если и подцель a(X), и подцель b(Y) окажутся уже успешными.
После того как предикат cut окажется обработан, компилятор не сможет вернуться назад для повторного рассмотрения подцелей “a” и “b”, если подцель”c” потерпит неудачу при текущем значении переменных X и Y.
Эта составная цель не обладает декларативным смыслом. Но с процедурной точки зрения ее можно прочесть так:
взять значение переменной X из подцели “a” и значение переменной Y из подцели “b” а затем выполнить подцель c(X,Y,Z).
5.2.2.Влияние предиката cut на процедуру
Пусть компилятор возвращается назад через множество предложений, образующих процедуру. В теле одного из предложений находится предикат cut. Если компилятор дойдет до cut, то он не сможет вернуться назад для рассмотрения остальных предложений данного множества.
Листинг 5.2. Программа, в которой нет предиката cut
predicates
a(symbol)
d(symbol)
clauses
a(“1”):-
write(“один”).
a(X):-
d(X),
write(“два”).
a(“3”):-
write(“три”).
d(“2a”).
d(“2b”).
Возьмем цель goal: a(N).
В соответствии с представленной схемой получаем все четыре решения:
1) один, N=1;
2) два, N=2a;
3) два, N=2b;
4) три,N=3.
Изменим программу, вставим предикат cut между двумя подцелями правила a(X) и проанализируем, что произойдет в результате выполнения программы, которая будет запущена той же самой целью goal:a{N).
Листинг 5.3.Программа с предикатом cut
predicates
a(symbol)
d(symbol)
clauses
a(“1”):-
write(“один”).
a(X):-
d(X),
!,
write(“два”).
a(“3”):-
write(“три”).
d(“2a”).
d(“2b”).
В результате получим только два ответа:
1) один, N=1;
2) два, N=2.
3) система ‘заморозила’ все альтернативы, стоящие до cut,и лишила тем самым возможности вернуться к подцели d(X),чтобы воспользоваться веткой d(“2b”).
4) отбросила все утверждения процедуры a , стоящие после утверждения с предикатом cut.(то есть перейти к утверждению a(“3”) –невозможно)
Использование предиката cut позволило отбросить части пространства поиска.
Рассмотрим еще один пример.
Листинг 5.4.Программа, использующая cut для того, чтобы сделать процедуру детерминированной
predicates
x(integer)
clauses
x(1):-
!,
write(“a, b, c”),nl.
x(2):-
!,
write(“c”),nl.
x(_):-
Write(“ изучаем предикат cut.”).
Предикат сut позволяет сделать процедуру детерминированной.
Предикат cut предотвращает поиск с возвратом к следующим предложениям. Это отменяет точки отката, увеличивая эффективность выполнения программы. Конструкция очень похожа на switch(case).Для каждой цели существует своя веточка, которая единственная и будет работать при совпадении цели с головой именно этой веточки.
Обратите внимание: условие проверки записывается в заголовке правила(x(1), x(2) и так далее, а не в теле: x(Y):- Y=1,!,a, b, c.)- это увеличивает эффективность работы программы и упрощает чтение.