Ratones amaestrados: control de la búsqueda.

Transcripción

1 Ratones amaestrados: control de la búsqueda. 1 / 12 El predicado de corte! El predicado! (leído corte) proporciona control sobre el mecanismo de backtracking de Prolog: siempre tiene éxito pero tiene el efecto lateral de podar todas las elecciones alternativas en el nodo correspondiente en el árbol de búsqueda. Este es un predicado metalógico o extralógico: es un predicado que afecta al comportamiento operacional de Prolog. es en cierto sentido un predicado impuro (ajeno a la lógica) pero es un predicado muy útil... casi fundamental para el programador de Prolog 2 / 12

2 Cómo opera el corte? Cuando se resuelve un objetivo p con una cláusula de la forma: p : q 1,..., q n,!, r 1,..., r m Prolog intenta resolver los objetivos q 1,..., q n normalmente (haciendo backtraking sobre cada uno de ellos si es necesario); pero una vez que se alcanza el corte! se descartan automáticamente: las alternativas que quedasen por explorar para q 1,..., q n el resto de claúsulas para p que vengan a continuación de esta Sí que se puede hacer backtraking sobre r 1,..., r m 3 / 12 El corte en ejemplos (I) En la página?? definíamos un predicado para incrementar en 1 los enteros de una lista (dejando intactos los no enteros): inclst2([],[]). inclst2([x Xs],[Y Ys]):- integer(x),!,y is X+1,incLst2(Xs,Ys). inclst2([x Xs],[X Ys]):- inclst2(xs,ys). Con el objetivo inclst2([2,gato],l) obteníamos: L = [3,gato] pero también L = [2,gato]... por un backtraking indeseado Con el corte! adecuado se soluciona este problema: ahora solo muestra la respuesta L = [3,gato] (se poda el resto del árbol de búsqueda). 4 / 12

3 Más cortes Para filtrar los elementos positivos de una lista (página??) hacíamos: lstpos([],[]). lstpos([x Xs],[X Ys]):- X>0, lstpos(xs,ys). lstpos([x Xs],Ys):- X=<0, lstpos(xs,ys). Utilizando un corte tras la condición X > 0 de la segunda claúsula, no es necesario comprobar expĺıcitamente la condición en la última cláusula: lstpos([],[]). lstpos([x Xs],[X Ys]):- X>0,!, lstpos(xs,ys). lstpos([x Xs],Ys):- lstpos(xs,ys). Esto mismo puede hacerse en el predicado separa de la página?? y en parte en la pag.?? 5 / 12 Tabla de distribución de frecuencias Problema: dada una lista de enteros construir la tabla de frecuencias asociada, con los elementos ordenados. Por ejemplo, para la lista [3, 3, 2, 2, 1, 1, 2, 3, 2, 3, 3] la tabla de frecuencias podría escribirse como [(1, 2), (2, 4), (3, 5)] (el 1 aparece 2 veces, el 2 aparece 4 veces y el 3, 5 veces). Prolog distingue los predicados no solo por el nombre, sino por el número de argumentos, i.e., podemos utilizar el mismo nombre para el predicado auxiliar: frec(l,t):- frec(l,[],t). frec([],t,t). frec([n Ns],T1,T3):- inserta(n,t1,t2), frec(ns,t2,t3). inserta(n,[],[(n,1)]). inserta(n,[(n,k) Ns],[(N,K1) Ns]):-!, K1 is K+1. inserta(n,[(m,k) Ns],[(N,1),(M,K) Ns]):- N<M,!. inserta(n,[(m,k) Ns],[(M,K) Ns1]):- inserta(n,ns,ns1). 6 / 12

4 El predicado fail fail es un predicado built-in que siempre falla. es útil para forzar la la vueltra atrás (backtracking) si no existiese como buil-in siempre podríamos plantear un objetivo artificial que provocase el fallo como 0=1 o 0==1 La combinación de! y fail permite definir la negación como fallo finito 7 / 12 Negación como fallo finito En varios problemas ha aparecido la negación de forma natural. Por ejemplo, hemos definido el predicado esta (member), pero después, en otros predicados nos interesaba utilizar la negación: noesta (not(member)). En general, nos interesa un predicado como: not(g)::= tiene éxito si el objetivo G falla Nótese que este predicado actúa sobre sobre un objetivo G. Podemos definirlo como: not(g):- G,!, fail. not( ). O también (es esencialmente lo mismo): not(g):- call(g),!, fail. % call(g): resuelve el objetivo G not( ). 8 / 12

5 Cómo funciona esta negación? not(g):- G,!, fail. not( ). Para probar si G falla: Se invoca a G (primera cláusula): Si G tiene éxito, provoco el fallo (con fail), pero además antes da fallar se cierran las alternativas con un corte es decir, not(g) falla (sin posibilidad de utilizar otra cláusula). Si G no tiene éxito, entonces no se alcanza el corte de la primera cláusula y hay backtraking: se alcanza la segunda cláusula y automáticamente tiene éxito i.e., not(g) tiene éxito. 9 / 12 Cómo NO funciona esta negación? Esta negación es sólo una aproximación a la negación lógica y tiene restricciones de uso. En particular, el modo de uso es: not(+g)::= tiene éxito si el objetivo G falla; falla si G tiene (algún) éxito. Es decir, el objetivo G debe ser cerrado, sin variables. Si es así, funciona correctamente, pero si no, en general puede proporcionar respuestas incorrectas. Esta negación está predefinida en Prolog mediante el predicado built-in \+. 10 / 12

6 Disyunción ; Cuando dos o más cláusulas de un predicado tienen exactamente la misma cabeza, a menudo es cómodo agruparlas en una sola. Esto puede conseguirse utilizando el operador de disyunción ;. Ejemplo: fueraderango(+x,+inf,+sup)::= chequea si X [Inf..Sup] fueraderango(x,inf,sup):- X<Inf ; X>Sup. Ahora, usando la negación: enrango(+x,+inf,+sup)::= chequea si X [Inf..Sup] enrango(x,inf,sup):- \+ fueraderango(x,inf,sup). 11 / 12 Condicional if then else Utilizando corte definir el siguiente predicado: ifthenelse(+c,+p1,+p2)::= resuelve P1 si la condicion C se satisface; P2 en otro caso ifthenelse(c,p1, P2):- C,!, P1. ifthenelse(c, P1,P2):- P2. Este predicado está predefinido: ifthenelse(c,p1,p2) se escribe como C -> P1 ; P2 12 / 12