这个查询的 SLD 树是什么？

Question

让我们考虑以下 Prolog 程序（来自“The Art of Prolog”）：

natural_number(0).
natural_number(s(X)) :- natural_number(X).

plus(X, 0, X) :- natural_number(X).
plus(X, s(Y), s(Z)) :- plus(X, Y, Z).

和查询：

?- plus(s(s(s(0))), s(0), Z).

SICStus 和 SWI 都产生预期的 Z = s(s(s(s(0)))) 答案，但向用户查询下一个答案（正确的 no/false 答案）。但是，我无法理解为什么在找到唯一目标后 SLD 树中有一个开放的分支。我尝试在 SICStus 和 SWI 下进行调试，但我还不能真正解释结果。我只能说，据我所知，两者都回溯到plus(s(s(s(0))), 0, _Z2)。有人可以帮我理解这种行为吗？

Answer 1

许多 Prolog 系统并不像我们期望的那样智能。这有几个原因，主要是因为实施者的权衡选择。对某些人来说似乎很重要的事情对其他人来说可能并不那么重要。

因此，这些剩余的选择点可能会及时累积并阻止释放辅助数据。例如，当您想阅读一长串文本时。一个太长的列表，一次无法放入内存，但仍然可以使用library(pio) 高效处理。

如果您只期望一个答案，您可以使用call_semidet/1 来确定它。 有关其定义和用例，请参见 this answer。

?-加(s(s(s(0))), s(0), Z)。 Z = s(s(s(s(0)))) ; 错误的。 ?- call_semidet(plus(s(s(s(s(0)))), s(0), Z))。 Z = s(s(s(s(0))))。

但您也可以从更乐观的方面看到这一点：现代顶层（如 SWI 中的顶层）确实会在有剩余选择点时向您显示。所以你可以考虑一些对策，比如call_semidet/1。

以下是一些相关的答案：

• implementing last/2

• how to insert green cuts into append/3

Answer 2

这个问题与 SLD 树没有直接关系，因为 Prolog 系统不会以前瞻方式构建 SLD 树，因为 你描述它。但是在某些 Prolog 中发现了一些优化 系统本质上具有这种效果并改变了盲目的蛮力 强制头部匹配。即索引和选择点消除。

现在 SWI-Prolog 存在一个已知限制。虽然它确实 多参数索引，它不做选择点消除 对于非第一个参数索引 级联索引。方法 它只选择一个论点，但没有进一步。有一些 执行多参数索引和级联索引的 Prolog 系统。 例如在Jekejeke Prolog 我们没有No/false：

再见

P.S.：最新版本的 Jekejeke Prolog 甚至没有 字面上级联，因为它检测到第一个参数索引 没有敏感性。因此，虽然它为 由于实际调用模式，第一个参数，它跳过 第一个参数索引并且不使用它，并且仅使用 第二个论点。跳过会带来一点速度。 :-)

通过dump/1 命令可以看到跳过 开发环境版本：

?- dump(plus/3).
-------- plus/3 ---------
length=2
arg=0
  =length=2
arg=1
  0=length=1
  s=length=1
Yes

所以它并没有沦为arg=0，而是建立了arg=1 索引，而是并行构建arg=0 和 arg=1 索引。我们可能仍将其称为启发式级联 因为单个查询会导致多个索引，但它们 没有真正的级联形状。

Answer 3

对我们来说，加号的两个子句显然是“分离的”。我们可以这么说是因为我们知道0 \= s(Y)。但是（我认为）这样的分析通常是令人望而却步的，然后 Prolog 认为这样的分支仍有待证明：这里有一条踪迹表明，在找到第一个解决方案后，调用 (7) 仍然“开放”可供选择。