Ограничения, обеспечивающие целостность, накладываемые при выборке фраз

Наложение ограничений, обеспечивающих целостность отношений, некоторой промежуточной процедурой при выборке фраз (т. е. при обработке запроса) служит средством оптимизации выполнения запросов в Прологе. Самый простой способ введения ограничения один-к-одному заключается в написании процедуры, которая должна выполнить поиск факта, а затем пройти через предикат "сократить". Приведем пример с версией процедуры "отец", в которой накладывается ограничение один-к-одному:

оо_отец (О, Р): -

отец (О, Р),!.

Поскольку здесь присутствует предикат "сократить", на каждый запрос к правилу "оо_отец" будет найдено не более одного ответа. Процедура, накладывающая ограничение один-к-многим на отношение "отец", может быть написана по аналогии с процедурой "мо_возраст" из разд. 3. 6:

отец (билл, даниэль).

отец (билл, кеннет).

% найти отца конкретного ребенка

% Один Много

ом_отец (О, Р): - % (1)

nonvar (P),

отец (О, Р),!. % "сократить"

% найти в базе данных всех детей конкретного

% отца или все пары отец/ребенок:

ом_отец (О, Р): - % (2)

var (P),

отец (О, Р). % нет предиката "сократить"

Ответ на запрос:

|? - ом_отец (X, даниэль).

Х = билл;

нет

получен в соответствии с правилом (1). Ответы на запросы:

|? - ом_отец (билл, Y).

Y= даниэль;

Y =кеннет;

нет

|? -ом_отец (X, Y).

Х =билл

Y = даниэль;

Х = билл

Y = кеннет;

...

получены по правилу (2).

Использование в процедуре предиката "сократить" для наложения ограничений, обеспечивающих целостность отношений, является безопасным способом устранения ненужных частей пространства поиска этой процедуры.

Реализация свойств отношений

Как отмечалось в разд. 1. 5, бинарное отношение, реализуемое в языке Пролог, по умолчанию обладает свойствами рефлексивности, асимметричности и нетранзитивности. Самый простой способ реализации свойств, отличающихся от принятых по умолчанию - это явное введение в программу фактов, обеспечивающих соблюдение заданного свойства. Предположим, к примеру, что в текущей программе содержатся только нижеследующие факты "брат_или_сестра":

брат_или_сестра (элис, джейн).

брат_или_сестра (дорога, кэти).

Можно сделать отношение "брат_или_сестра" симметричным путем простого добавления в программу дополнительных фактов "брат_или_сестра" с обратным порядком следования аргументов:

брат_или_сестра (джейн, элис).

брат_или_сестра (кэти, дорога).

В соответствии с этим способом симметрию отношения "брат_или_сестра" может поддерживать программа ввода данных, которая добавляет по два новых факта "брат_или_сестра" на каждый представленный пользователем факт. Транзитивность отношения (например, отношения "предок") можно обеспечить аналогичным и столь же громоздким способом.

Альтернативой представлению каждого случая отношения в виде факта служит применение процедуры, устанавливающей симметричность, нерефлексивность или транзитивность отношения. Так, процедура "брат_или_сестра2" из разд. 1. 3 устанавливает симметрию отношения "брат_или_сестра", а рекурсивная процедура "предок" устанавливает транзитивность отношения "предок". Реализация свойств отношения при помощи процедуры, а не за счет добавления фактов, позволяет добиться огромной экономии ресурсов. В следующих разделах детально обсуждается реализация свойств отношений, не рассматривавшихся в гл. 1.