3. Особенности выполнения рекурсивных процедур Пролог-системой

       При использовании рекурсии и нсогра11ичешюм или очень большом количестве рекурсивных вызовов, количество отложенных на выполнение подцелей в стеке запросов постоянно растет и в некоторый момент стек переполнится. На экране появится сообщение об ошибке. Частично помочь в этой ситуации может увеличение размера стека, который может быть изменен с помощью опции меню системы Установки/Разные установки/Размер стека. Однако, если установлено предельное значение, то это уже не поможет. Недостатки, в этом случае, вызваны плохо продуманной организацией процедур. Для примера, вернемся к процедуре "предок" и определим ее несколько иначе.

С декларативных позиций смысл процедуры "предок1" идентичен процедуре "предок", но процедурные трактовки существенно разнятся. В процедуре "предок1" переменная В не конкретизирована в момент обработки подцели предок1(А,В). На практике это означает то, что система, выполняя запрос к процедуре '"предок!", вначале отыщет правильные ответы, затем будет выполнять рекурсивные действия вплоть до исчерпания доступного объема памяти.

предок1(А,Б):-родитель(А,Б). предок1(А,Б):-предок1(А.В),родитель(В,Б).

Задание 3.

Загрузите программу "lab5.рго", замените в ней процедуру "предок" на "предок1". Выполните ряд запросов и исследуйте результат.

Процедура "предок1" называется процедурой с левой рекурсией, так как во втором правиле рекурсивная цель стоит слева от других подцелей. Турбо-Пролог не может надежно обрабатывать леворекурсивные процедуры, что обусловлено природой заложенной в него стратегии решения задач. Поэтому, строя рекурсивные процедуры, необходимо это учитывать. Это особенно важно, гак как рекурсия - это основной алгоритмический подход построения Пролог-программ.

4. Пример рекурсивной процедуры поиска длины маршрута на графе

Рассмотренная выше рекурсивная процедура "предок" строилась на основе бинарного отношение РОДИТЕЛЬ(ОТЕЦ, РЕБЕНОК), которое устанавливало логическую связь между этими двумя объектами. Вместе с тем в практике часто встречаются случаи, когда между объектами существует как качественная, так и количественная взаимосвязь.

Примером такого отношения является, например,

ДОРОГА (ГОРОД1, ГОРОД2, РАССТОЯНИЕ).

которое характеризует не только наличие связи между какими-либо городами, но и расстояние между ними.

Используя это отношение, можно сформировать базу данных по транспортным магистралям, на которой можно выполнять поиск маршрута между двумя заданными городами и определение расстояния между ними. Таким образом, встает задача разработки процедуры формирования нового отношения

ПУТЬ(ГОРОД1, ГОРОД2, ДЛИНА_ПУТИ).

на основе исходного отношения "дорога". Метод рекурсии, использованный при составлении процедуры "'предок" можно применить и в этом случае.

/* программа 12 */

domains

town = string distance = integer

predicates

road(town,town,distance) route(town,town,distance)

clauses

road("C-П6" ,"Чудово", 110). road("Boлхов","C-П6" , 124). гоаd("Чудово" ,"Волхов", 102). road("Чудово","Тихвин", 165). гоаd("Волхов","Тихвин", 122). route(Townl ,Town2,Distance):-road(Town 1 ,Town2,Distance). route(Town1 ,Town2,Distance):-road(Town1,X,Dist1), route(X,Town2,Dist2), Distance=Dist l+Dist2,!.

В процедуре route() отношение между двумя городами будет соблюдаться, если существует дорога, по которой можно добраться из одного города в другой через ряд населенных пунктов.

Каждое предложение для предиката road() описывает дорогу из одного города в другой, имеющую определенное расстояние.

Правила процедуры route() указывают на возможность как прямого маршрута, так и маршрута через другие города. Предикат route() определен рекурсивно.

Если маршрут содержит только один участок дороги, то в этом случае расстояние между городами равно длине этого участка.

В случае, если маршрут из Города1 в Город2 является суммой маршрутов из Города1 в Х и из Х в Город2, то расстояние между Город1 и Город2 будет равно расстоянию между Город1 и Х плюс расстояние между Город2 и X, т.е. сумме двух расстояний.

Второе правило является рекурсивным. Отношение, записанное в заголовке правила, зависит от более простой версии самого себя. Первое правило определяет гранитное условие выхода из рекурсии. Как только оно станет истинным, то процесс рекурсии прекратиться.

Задание 4.

Загрузите программу 12 и исследуйте путь от С-Пб до Волхова и до Тихвина. После чего попробуйте определить маршрут от Волхова до С-П6. Какой Вы получили результат?

Данная программа не способна учесть все возможные комбинации начальных и конечных точек маршрутов, т.к. при формировании процедуры не учтены ограничения, обеспечивающие целостность отношения.