如何在 Prolog 中模拟软剪辑？

Question

如何模拟 soft cut I *-> T; E 在 ISO Prolog 中？我有副作用，所以我可以不多次调用它。

除了最后一个要求，我认为以下定义有效：

if_(I, T, E) :-
    not(not(I)) ->
    call((I, T));
    call((not(I), E)).

（我实际上在使用 XSB 序言；XSB 的解决方案对我也很有用。）

Answer 1

你的定义没有实现soft-cut语义：当测试成功时，你可以回溯到它。这是有用的控制结构（我用它来实现 Logtalk 中的共同归纳）但不幸的是不能在 Prolog 级别以 可移植 方式实现，当然在 ISO Prolog 标准的限制内。好消息是越来越多的 Prolog 系统实现了这种控制结构。这些包括（排名不分先后）SWI-Prolog、YAP、SICStus Prolog、GNU Prolog、CxProlog、ECLiPSe、Jekejeke Prolog 和 Ciao。但是请注意，虽然某些系统使用 *->/2 运算符，但少数系统（SICStus Prolog 和 Ciao）使用 if/3 谓词（YAP 两者都有）。此外，语义在极端情况下有所不同（Logtalk 发行版包括一个 Prolog 一致性套件，它也检查 *->/2 变体）。

Answer 2

Yes, we can 在 ISO Prolog 甚至 XSB 中实现它，但效率不高。为了提高效率，您需要一些 "selective cut"。此外，XSB 没有实现符合 ISO 标准的整数，因此溢出必须单独处理。

:- dynamic(if_counter/1).

if_counter(0).

:- dynamic(no_if_answer/1).
if(If_0, Then_0, Else_0) :-
   once(if_counter(Id)),
   Idx is Id+1,
   (  Idx > Id -> true
   ;  throw(error(representation_error(max_integer),
               'XSB misses ISO conforming integers'))
   ),
   retractall(if_counter(_)),
   asserta(if_counter(Idx)),
   asserta(no_if_answer(Id)),
   (  If_0,
      retractall(no_if_answer(Id)),
      Then_0
   ;  retract(no_if_answer(Id)) ->
      Else_0
   ).

效率低下的主要原因是对于确定的条件If_0，仍然有一个选择点。 ~~可以想象~~ 几乎无法想象，一旦 retractall(no_if_answer(Id)) 执行后，实施可以得出 retract(no_if_answer(Id)) 将永远失败的结论，但我怀疑实施者是否会投资于此类优化。编辑：这看起来极不可能的原因是实施必须保证断言的数字总是上升。

请注意，软剪辑会以与剪辑相同的方式产生不完整。考虑：

| ?- if(X = a, T = equal, T = not_equal).

X = a
T = equal;

no

这显然漏掉了答案！要了解原因，请取 X = b:

| ?- X = b, if(X = a, T = equal, T = not_equal).

X = b
T = not_equal;

no
| ?- if(X = a, T = equal, T = not_equal), X = b.

no % bad!!

合取应该是可交换的（取模不终止、错误、副作用）。

如果您对声明性合理的条件句感兴趣，这些条件句也非常有效并且通常比不纯的条件句更快，请考虑 if_/3. See library(reif) 的 SICStus，它给出了所有正确答案：

| ?- if_(X = a, T = equal, T = not_equal).
X = a,
T = equal ? ;
T = not_equal,
prolog:dif(X,a) ? ;
no

Answer 3

好吧，让我们发挥创意...您基本上需要一种方法来记住（通过回溯）If 条件至少有一个解决方案。动态谓词对我来说是禁忌，但还有其他选择吗？好吧，ISO-Prolog 定义了一种匿名对象，stream-term，它可以（ab）用于以这种相当优雅的方式实现不可回溯标志：

if(If, Then, Else) :-
    open(., read, S),
    (
        If,
        close(S, [force(true)]),
        Then
    ;
        catch(close(S), error(existence_error(stream,_),_), fail),   % fail if already closed
        Else
    ).

我们关闭流以表明 If 有一个解决方案，然后通过 else 分支中的关闭尝试检测到。这在像 ECLiPSe 这样的系统中完美且无泄漏。然而，许多系统（包括 XSB）重复使用封闭流的标识符（ISO 并未禁止），使得该解决方案不可移植。

但是等等，流有一个 position 属性，可以设置，并且在回溯过程中保留其值！使用这个技巧，以下适用于 XSB:

if(If, Then, Else) :-
    % open('ReadableAndNonemptyFile', read, S),      % general ISO
    open(atom(a), read, S),                          % XSB (needs no file)
    stream_property(S, position(Zero)),
    get_char(S, _),
    (
        catch(If, Ball, (close(S),throw(Ball))),
        set_stream_position(S, Zero),
        Then

    ; stream_property(S, position(Zero)) ->
        close(S),
        fail
    ;
        close(S),
        Else
    ).

遗憾的是，open(atom(...),...) 功能是 XSB 特定的，对于严格的 ISO-Prolog，您需要一个虚拟文件...

Answer 4

问题是，软剪辑应该相当聪明，但不应该当其参数不留下选择点时留下选择点。

SWI-Prolog 中没有选择点：

   Welcome to SWI-Prolog (threaded, 64 bits, version 8.1.4)

   ?- X=1 *-> Y=1; true.
   X = Y, Y = 1.
   ?-

Jekejeke Prolog 中没有选择点：

   Jekejeke Prolog 3, Runtime Library 1.3.6

   ?- X=1 *-> Y=1; true.
   X = 1,
   Y = 1
   ?-

到目前为止 none 公认的创造性解决方案已在此处归档，因此其中 none 可以有效地替换本机实现。

Jekejeke Prolog 执行 determinism check，然后删除分离选择点。否则，它标志着分离选择点。来自模块 "logic":

:- set_predicate_property(;/2, sys_nobarrier).
A *-> B; C :- sys_local_cut, sys_soft_cond(A, B, C).

:- set_predicate_property(sys_soft_cond/3, sys_nobarrier).
sys_soft_cond(A, B, _) :- sys_safe(A), sys_soft_local_cut, B.                        
sys_soft_cond(_, _, C) :- C.

如何在 Prolog 中模拟软剪辑？

How can I simulate a soft cut in Prolog?

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