Prolog if-then-else 构造：-> vs *-> vs. if_/3

Question

正如我似乎再也找不到的另一个 Whosebug 答案中指出的那样，这种模式经常出现在实际的 Prolog 代码中：

pred(X) :-
    guard(X),
    ...
pred(X) :-
    \+ guard(X),
    ...

许多人试图将其浓缩为

pred(X) :-
    (guard(X) ->
    ...
    ;
    ...).

然而众所周知，箭头结构破坏了选择点，不符合逻辑。

在 Ulrich Neumerkel 和 Stefan Kral 的 Indexing dif/2 中，提出了一个叫做 if_/3 的谓词，它是单调的和合乎逻辑的，但是在论文中他们提到了另一个引起我注意的结构：*->.

*-> 构造函数与上面的无糖保护子句示例完全相同，因此它似乎非常适合我的使用，因为我不想有 if_/3 要求的具体化条件而且我不太关心额外的选择点。如果我没有弄错（编辑：我是），它提供与 if_/3 相同的语义，但不需要将 "reification" 添加到条件谓词。

但是在它的 SWI 文档中，它声称 "this construct is rarely used," 这对我来说似乎很奇怪。 *-> 在我看来，当您尝试进行纯逻辑编程时，它绝对比 -> 好。是否有任何理由避免这种结构，或者是否有更好的替代整个保护子句/否定保护子句模式？

Answer 1

通常命名为 soft-cut 的控制结构在多个 Prolog 系统中可用。 CxProlog、ECLiPSe、JIProlog、SWI-Prolog 和 YAP 将其作为 *->/2 谓词和中缀运算符提供。 Ciao Prolog、SICStus Prolog 和 YAP 提供了具有相同语义的 if/3 谓词。

我对这个soft-cut控制构造的主要用途是在Logtalk的coinduction实现中，它起到了关键作用.除了这种情况，我很少使用它。

->/2，另一方面，它被广泛使用。 if 部分中的隐式切割对于构造而言是局部的，并且它的使用避免了，如您的示例中那样，试图两次证明守卫，这在计算上可能很昂贵。它可能不是纯粹的，但是，与剪辑一样，只要您完全了解它的优缺点，它就是一个有用的控制结构。

P.S。 Logtalk 为 https://github.com/LogtalkDotOrg/logtalk3/tree/master/tests/prolog/control/soft_cut_2_3 and for the if/3 variant at https://github.com/LogtalkDotOrg/logtalk3/tree/master/tests/prolog/control/if_3

处的 *->/2 变体提供了此控制结构的单元测试

Answer 2

我们来试试吧！你给的模式是：

pred(X) :-
    (    guard(X) ->
         ...
    ;    ...
    ).

我现在用的是(*->)/2，“...”填写如下：

pred(X) :-
        (   guard(X) *->
            false
        ;   true
        ).

此外，作为guard/1，我定义了明显的纯谓词：

guard(a).

现在，让我们问pred/1 最一般的查询：有没有解决方案？

?- pred(X).
false.

因此，根据谓词，没有项 X 使得 pred(X) 为真。

但那是错误的，因为实际上有这样一个词：

?- pred(b).
true.

事实上，pred/1有无限多个解。在这种情况下，谓词声明 none 是否可以接受？当然可以，因为答案的计算非常高效，不是吗？

我们得出结论，(*->)/2 与 (->)/2 有一个重要的缺点：它可能 不正确地 提交到其中一个分支 different 如果仅进一步实例化条件中出现的变量，则分支将适用。以这种方式依赖于其参数的 实例化 的谓词永远不可能是纯粹的，因为它抵消了我们期望适用于纯逻辑程序的单调推理。特别地，从逻辑的角度来看，由于pred(b)成立，我们期望pred(X)，这是pred(b)、[=46=的泛化 ]一定不能失败。一旦这个属性中断，您将无法再应用声明式调试和其他重要方法，这些方法可以让您更轻松地理解、推理和管理 Prolog 程序，而这些首先构成了声明式编程的主要吸引力。

你提的问题大概是.

Prolog if-then-else 构造：-> vs *-> vs. if_/3

Prolog if-then-else constructs: -> vs *-> vs. if_/3

if-statement

prolog

control-structure

implication

logical-purity