Лекция 3

1.5 Согласование целевых утверждений. Поиск с возвратом

В Прологе не существует операции присваивания и для переменной не выделяется определенная область памяти. Связывание переменной с некоторым конкретным значением аргумента происходит в процессе унификации. Унификация возможна, когда сопоставляются два предиката с одинаковым именем одинаковой арности и одинаковым типом аргументов. В процессе сопоставления переменная приобретает значение аргумента постоянной или свободной переменной. Свободной называется переменная, которая на момент сопоставления не имеет конкретного сопоставления.

Если в процедурных языках повторные вычисления проводятся с помощью оператора цикла, то в логическом программировании основными средствами таких вычислений является поиск с возвратом (BackTracking.) и рекурсия. Рассмотрим на примере правила разные_жанры и базы знаний процесс согласования целевых утверждений (ЦУ) вместе с работой механизма поиска с возвратом.

Для наглядности введем вспомогательную структуру „состояние просмотра”, в которой пройденные записи в БЗ условно обозначаются символом * для первой подцели (внешней) в первой колонке, а для второй (внутренней) – во второй колонке. При этом при возвращении к предыдущей подцели отметки о просмотре в БЗ для текущей подцели аннулируются. Вычисления заканчиваются, когда все предикаты в БЗ будут пересмотрены для согласования самой внешней из подцелей.

В результате запроса

? разные_жанры (Х, Y)

ЦУ примет форму

? книга(Х, Y),книга (Х, Z) и Y<>Z, (1)

которое содержит две подцели и одно условие. Сопоставление первой подцели с БЗ (состояние а) дает Х=стаут, Y=детектив и приходим к новому ЦУ

? книга (стаут, Z) и детектив<>Z.

Обращение к БЗ (состояние b) дает Z=детектив, а проверка условия детектив<>детектив дает ложь (F). Другие сопоставления предиката книга (стаут, Z) с БЗ являются невозможными. В этом месте вступает в действие поиск с возвратом, мы возвращаемся к предыдущей подцели, ЦУ снова принимает вид (1) и просмотр БЗ начинается с записи, следующей после отметки.

БЗ Состояние просмотра

книга (стаут, детектив) * - * * * * * * * * * *

книга (по, поэзия) - - - - * * * * * * * *

книга (по, детектив) - - - - - - - * * - * *

книга (шевченко, поэзия) - - - - - - - - - - * *

а) b) c) d) e) f)

Теперь из второй записи имеем Х=по, Y=поэзия и новое ЦУ

? книга (по, Z), поэзия<>Z (2)

Согласование полученного ЦУ с БЗ, начиная с первого предиката, дает Z=поэзия, поэзия<>поэзия и, таким образом, дает ложь (F) (состояние c). Дальнейшее согласование (проход по неотмеченным предикатам из второй колонки) дает Z=детектив, поэзия<>детектив и, таким образом, находим первое решение (состояние d)

Х=по, Y=поэзия, Z= детектив.

Поиск с возвратом (проход по неотмеченным предикатам во второй колонке) других решений для (2) не дает и BackTracking снова возвращает нас к ЦУ (1), при этом просмотр начинается с третьей записи. Имеем

Х=по, Y=детектив и новое ЦУ

? книга (по, Z), детектив<>Z

которое будет истинным при Z=поэзия и находим второе решение (состояние e)

Х=по, Y=детектив, Z=поэзия.

Дальнейший поиск приводит к ситуациям, аналогичным состоянию b, и в результате БЗ для внешней подцели будет исчерпана – состояние f.