Prolog: Backtracking
Программы на языке Prolog выполняются не так, как в других языках программирования. Как уже говорилось в предыдущих уроках, задача Prolog программы доказать какое–либо утверждение и для этого используются логические операции, которые были рассмотрены в предыдущем уроке. В этом уроке мы рассмотрим, как Prolog выполняет программы и использует алгоритм поиска с возвратом.
В предыдущем уроке мы изучили предикаты конъюнкции и дизъюнкции. Подумайте, что выведет следующий код:
write('Hello, '), write('Hello, ') ; write('Hexlet!'), write('World!').
Hello, Hello, true ; Hexlet!World! true.
Как говорилось в предыдущем уроке, конъюнкция – логическое "И", а дизъюнкция – логическое "ИЛИ".
Благодаря конъюнкции первые и последние два оператора были выполнены вместе, а полученные результаты были выведены раздельно. Код выше можно прочитать так:
Выведи строку 'Hello, ' И строку 'Hello, ' ИЛИ выведи строку 'Hexlet!' И выведи строку 'World!'. Предикат write возвращает "ИСТИНУ" (true). Таким образом Prolog нашел два подходящих решения.
А что выведет следующий код?
write(p), (write(q) ; write(r)), write(t).
pqt true ; rt true.
Почему вывод получился именно таким и почему буква 't' вывелась два раза, если в коде только один вывод этой буквы? Все дело в том, как Prolog интерпретирует программу. Фактически программа будет находить все возможные решения, которые в конечном итоге подтвердят утверждение.
Для выполнения этой задачи Prolog использует поиск с возвратом (backtracking). Программа перебирает все возможные решения, возвращаясь в разные точки, в которых могло произойти разветвление решения на разные варианты.
Давайте разберем пример выше:
- Prolog выполняет предикат
write(p)и переходит к следующему предикату - Далее Prolog видит предикаты
write(q) ; write(r). Они соединены логическим "ИЛИ", которое разбивает решение на 2 разных. Фактически это означает, что программа может выполнить один предикат "ИЛИ" другой - Далее Prolog видит предикат
write(t)и выполняет его. Программа должна бы завершиться, но мы помним, что у нас был предикат "ИЛИ", который разделил решение на 2 разных - Prolog возвращается в к предикату
;, но выполняет уже следующий предикатwrite(r), а за ним и оставшийся предикатwrite(t)
Совет: вывести все решения сразу можно, дописав в конце
, nl, fail.. Получится такой код:
write(p), (write(q) ; write(r)), write(t), nl, fail.
Задание
Расставьте предикаты , и ; так, чтобы программа вывела:
a true ; bc true.
Упражнение не проходит проверку — что делать? 😶
Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:
- Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.
В моей среде код работает, а здесь нет 🤨
Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.
Мой код отличается от решения учителя 🤔
Это нормально 🙆, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.
В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.
Прочитал урок — ничего не понятно 🙄
Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.
Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.