Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

фибвперед( М, N, F1, F2, F)

Здесь F1 и F2 — (М – 1)-e и М-e числа, а F — N-e число Фибоначчи. Рис. 8.4 помогает понять отношение фибвперед. В соответствии с этим рисунком фибвпереднаходит последовательность преобразований для достижения конечной конфигурации (в которой М = N) из некоторой заданной начальной конфигурации. При запуске фибвпередвсе его аргументы, кроме F, должны быть конкретизированы, а М должно быть меньше или равно N. Вот эта программа:

фиб3( N, F) :-

фибвперед( 2, N, 1, 1, F).

% Первые два числа Фиб. равны 1

фибвперед( М, N, F1, F2, F2) :-

М >= N. % N-e число достигнуто

фибвперед( M, N, F1, F2, F) :-

M < N, % N-e число еще не достигнуто

СледМ is М + 1,

СледF2 is F1 + F2,

фибвперед( СледМ, N, F2, СледF2, F).

Рис. 8.4. Отношения в последовательности Фибоначчи. "Конфигурация" изображается здесь в виде большого круга и определяется тремя параметрами: индексом М и двумя последовательными числами f( M-1) и f( М).

8.1. Все показанные ниже процедуры подсп1, подсп2и подсп3реализуют отношение взятия подсписка. Отношение подсп1имеет в значительной мере процедурное определение, тогда как подсп2и подсп3написаны в декларативном стиле. Изучите поведение этих процедур на примерах нескольких списков, обращая внимание на эффективность работы. Две из них ведут себя одинаково и имеют одинаковую эффективность. Какие? Почему оставшаяся процедура менее эффективна?

подсп1( Спис, Подспис) :-

начало( Спис, Подспис).

подсп1( [ _ | Хвост], Подспис) :-

% Подспис - подсписок хвоста

подсп1( Хвост, Подспис).

начало( _, []).

начало( [X | Спис1], [X | Спис2] ) :-

начало( Спис1, Спис2).

подсп2( Спис, Подспис) :-

конк( Спис1, Спис2, Спис),

конк( Спис3, Подспис, Cпис1).

подсп3( Спис, Подспис) :-

конк( Спис1, Спис2, Спис),

конк( Подспис, _, Спис2).

8.2. Определите отношение

добавить_в_конец( Список, Элемент, НовыйСписок)

добавляющее Элементв конец списка Список; результат — НовыйСписок. Оба списка представляйте разностными парами.

8.3. Определите отношение

обратить( Список, ОбращенныйСписок)

где оба списка представлены разностными парами.

8.4. Перепишите процедуру собратьиз разд. 8.5.2, используя разностное представление списков, чтобы конкатенация выполнялась эффективнее.

• Для оценки качества программы существует несколько критериев:

правильность

эффективность

простота, читабельность

удобство модификации

документированность

• Принцип пошаговой детализации — хороший способ организации процесса разработки программ. Пошаговая детализация применима к отношениям, алгоритмам и структурам данных.

• Следующие методы часто помогают находить идеи для совершенствования программ на Прологе:

Применение рекурсии : выявить граничные и общие случаи рекурсивного определения.

Обобщение : рассмотреть такую более общую задачу, которую проще решить, чем исходную.

Использование рисунков : графическое представление помогает в выявлении важных отношений.

• Полезно следовать некоторым стилистическим соглашениям для уменьшения опасности внесения ошибок в программы и создания программ, легких для чтения, отладки и модификации.

• В пролог-системах обычно имеются средства отладки. Наиболее полезными являются средства трассировки программ.

• Существует много способов повышения эффективности программы. Наиболее простые способы включают в себя:

изменение порядка целей и предложений

управляемый перебор при помощи введения отсечений

запоминание (с помощью assert) решений, которые иначе пришлось бы перевычислять

Более тонкие и радикальные методы связаны с улучшением алгоритмов (особенно, в части повышения эффективности перебора) и с совершенствованием структур данных.