为什么 Prolog 在这个简单的例子中会崩溃？

Question

likes(tom,jerry).
likes(mary,john).
likes(mary,mary).
likes(tom,mouse).
likes(jerry,jerry).
likes(jerry,cheese).
likes(mary,fruit).
likes(john,book).
likes(mary,book).
likes(tom,john).

likes(john,X):-likes(X,john), X\=john.

您好，上面是一个非常简单的 prolog 文件，其中包含一些事实和一条规则：John 喜欢任何喜欢他的人。 但是在加载此文件并询问 Prolog 以下查询后：

likes(john,X).

程序崩溃。原因是 prolog 以某种方式卡在 likes(john,john)，即使规则声明 X\=john。

有什么建议吗？

Answer 1

具有讽刺意味的是，鉴于我们所在的网站，您会遇到堆栈溢出。

它这样做是因为 prolog 使用的执行顺序，它将在您的规则中的 likes(X,john) 处进入无限递归，它再次激活 规则 - 这不是事实 - 永远不会到达X\=john 位。

解决此问题的一种方法是将规则命名为与事实不同，如下所示：

kindoflikes(tom,jerry).
kindoflikes(mary,john).
kindoflikes(mary,mary).
kindoflikes(tom,mouse).
kindoflikes(jerry,jerry).
kindoflikes(jerry,cheese).
kindoflikes(mary,fruit).
kindoflikes(john,book).
kindoflikes(mary,book).
kindoflikes(tom,john).

likes(Y,X):- kindoflikes(X,Y), X\=Y.
likex(Y,X):- kindoflikes(Y,X), X\=Y.

注意两个规则定义中 kindoflikes 中 X 和 Y 的颠倒。 所以你得到：

?- likes(john,X).
X = mary ;
X = tom ;
X = book.

但你并不局限于寻找约翰喜欢的东西，你可以这样做：

?- likes(jerry,X).
X = tom ;
X = cheese.

Answer 2

您的第一个问题是程序崩溃的原因。我不确定您使用的是哪种 Prolog 系统，但许多系统会产生一个干净的“资源错误”，可以在 Prolog 中进行处理。

您的实际问题是您的程序不会因查询likes(john, X) 而终止。它会为您提供预期的答案，然后才会循环。

?- 喜欢（约翰，X）。 X = 书； X = 玛丽; X = 汤姆; 错误：超出本地堆栈

您很幸运能够如此迅速地发现该问题。想像更多的答案，你有耐心看完所有答案就不是那么明显了。但有一条捷径。改为询问：

?- 喜欢（约翰，X），假。

这个false 的目标永远不会是真的。所以它很容易阻止任何答案。充其量，以false 结尾的查询会终止。目前情况并非如此。考虑以下failure-slice（查看其他答案以获取更多详细信息）时，最能看出这种不终止的原因：

?- 喜欢（约翰，X），假。 likes(tom,jerry) :- false。 喜欢（玛丽，约翰）：- 假。 喜欢（玛丽，玛丽）：- 假。 likes(tom,mouse) :- false。 likes(jerry,jerry) :- false。 likes(jerry,cheese) :- false。 likes(mary,fruit) :- false。 likes(john,book) :- false。 likes(mary,book) :- false。 likes(tom,john) :- false。 喜欢（约翰，X）：- 喜欢（X，约翰），假， X\=约翰。

因此，正是程序的这一小部分导致了堆栈溢出。为了解决这个问题，我们必须在那个微小的部分做一些事情。这是一个：添加一个目标dif(X, john)，这样规则现在变为：

喜欢（约翰，X）：- 差异（X，约翰）， 喜欢（X，约翰）。

dif/2 可用于许多 Prolog 系统，例如：SICStus、SWI、YAP、B、IF。