PIE 阻断回溯——Cut
PIE(Prolog Inference Engine)通常是搜索所有的解。举个例子,
当然dialog窗口中一开始调用 run. 只会显示一个解(虽然事实上会得到两个解),在前面加上 X=1,就可以将两个解都显示出来。
有时候我们只需要得到一个解就行,此时如果让PIE算出所有的解,显然会浪费时间降低效率。这时我们就可以使用 cut 来解决这个问题。
假设有如下规则,rule
r1 :- a,b,c.
有三个 subgoal,分别是 a,b,c。PIE推断的时候依次计算a,b,c,当c失败时,可能会回溯b(如果b有回溯点的话),甚至会回溯到a。现在在这条rule中加上一个 cut (使用 ! 符号)
r1 :- a,b,!,c.
可以将!看作一个subgoal。现在在b和c直接有一个cut,这导致在c之前的所有 subgoal(这里是a 和 b)将不会被设置回溯点,对PIE来说,计算subgoal a 和 b 的第一个解已经足够了,不会再计算满足 a 和 b 的其他解。当然,PIE还是可以计算搜索满足c的很多个解。
Cut的作用
1)在一个rule中,位于 ! 之前的subgoal不会被设置回溯点。
2)在几个定义相同rule的规则中(定义一个rule可能会有多个从句clause),某一个rule中的 ! 会导致其他从句中不会被设置回溯点。
看一个实际的例子,还是上图中的那个例子,在run规则中加入一个cut,则只有一个解
run :-
person(Name,"pianotuner",Amount),
Amount < , !
write(Name).
这是一个阻断其他subgoal被回溯的例子。下面再看一个其他从句被阻断的例子
cut会告诉PIE已经选择了一个正常的从句来计算推导,故而没有必要再选择其他从句来计算。例如,考虑如下代码,
r():- ! , a , b , c.
r():- ! , d.
r():- ! , c.
r(_):- write("This is a catchall clause.").
这里有四个从句定义了规则r。Prolog调用 r 并传入一个整形参数,假设调用的是 r(1),Prolog搜索程序代码,以找到满足r(1)的解。考虑到对r(1)而言,可能有不止一个解,故Prolog在r(2)处设置一个回溯点,然后进入r(1)进行计算,进入r(1)后Prolog首先就看到!符号,这个cut会导致移除所有其他从句被设置回溯点的可能性,然后Prolog依次计算a,b,c,并且不会回溯到其他r从句中。注意到上面最后一个从句非常类似其他语言中的异常捕获,由于cut的作用也使得在进入r(1)进行计算后,Prolog不应该再调用异常捕获从句。
上面这组规则还可以写成如下形式,
r(X) :- X = , ! , a , b , c.
r(X) :- X = , ! , d.
r(X) :- X = , ! , c.
r(_) :- write("This is a catchall clause.").
当然,前一种写法程序执行效率更高,并且可读性也更好。
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