(9) EXIT: потомок(исаак,исав)
(1) EXIT: потомок(авраам,исав)
(11) CALL: fail
(11) FAIL: fail
(1) REDO: потомок(исаак,исав)
(9) REDO: потомок(исаак,исав)
Это дает окончательное решение исходного вопроса, однако fail вновь вынуждает включиться механизм возврата, поэтому мы возвращаемся назад по событиям REDO:
(10) REDO: отпрыск(исаак,исав)
(10) EXIT: отпрыск(исаак,иаков)
(9) EXIT: потомок(исаак,иаков)
(1) EXIT: потомок(авраам,иаков)
Для подцели отпрыск найдено другое сопоставление, которое порождает другой результат для исходной цели потомок. Уже сейчас можно заметить, что это последний потомок Авраама, однако еще остается выполнить определенный объем работы. Проследим далее за последовательностью событий по мере того, как механизм возврата заставляет нас отступать к началу.
(12) CALL: fail
(12) FAIL: fail
(1) REDO: потомок(авраам,иаков)
(9) REDO: потомок(исаак,иаков)
(10) REDO: отпрыск(исаак,иаков)
(10) FAIL: отпрыск(исаак,Ответ)
(13) CALL: отпрыск(исаак,YЗ)
Теперь мы пытаемся применить второе утверждение процедуры потомок.
(13) EXIT: отпрыск(исаак,исав)
(14) CALL; потомок(исав, Ответ)
Еще одна рекурсия
(15) CALL: отпрыск(исав,Ответ)
(15) FAIL: отпрыск(исав,Ответ)
(16) CALL: отпрыск(исав,Y4)
(16) FAIL: отпрыск(исав,Y4)
(14) FAIL: потомок(исав,Ответ)
(13) REDO: отпрыск(исаак,исав)
(13) EXIT: отпрыск(исаак,иаков)
(17) CALL: потомок(иаков,Ответ)
Пытаемся использовать Иакова.
(18) CALL: отпрыск (иаков,Ответ)
(18) FAIL: отпрыск (иаков, Ответ)
(19) CALL: отпрыск(иаков,Y5)
(19) FAIL: отпрыск (иаков, Y5)
(17) FAIL: потомок(иаков,Ответ)
(13) REDO: отпрыск(исаак,иаков)
(13) FAIL: отпрыск(исаак,YЗ)
(9) FAIL: потомок(исаак,Ответ)
(1) FAIL: потомок(авраам,Ответ) нет
Наконец мы закончили. Надеемся, что этот утомительный пример дал вам возможность понять последовательность событий, происходящих при выполнении Пролог-программы. Вы, вероятно, уже заметили, что для любой цели всегда бывает только один ВЫЗОВ (событие CALL) и одна НЕУДАЧА (событие FAIL), хотя может быть сколько угодно ПЕРЕДЕЛОК (событие REDO) и соответствующих ВЫХОДов (событие EXIT). В следующем разделе мы рассмотрим процесс трассировки для более сложного примера – предиката присоединить.
Упражнение 8.1. В приведенной выше модели ничего не говорится о том, как обрабатывается цель – отсечение '!'. Расширьте эту модель, включив туда учет действия отсечения.
8.4. Трассировка и контрольные точки
Обнаружив, что программа не работает (порождает сообщения об ошибках, просто отвечает 'нет' или выдает неверный ответ) вы, наверное, захотите побыстрее найти ошибки с тем, чтобы исправить их. В этом разделе описывается набор встроенных предикатов, позволяющих «проследить» за выполнением программы. С их помощью вы можете вновь запустить программу на той же задаче и проследить за ее выполнением, чтобы найти место, с которого она начинает работать неверно. При этом вы увидите, когда происходят разные события трассировочной модели, подобно тому, как это было в предыдущем разделе, где мы наблюдали за процедурой потомок. Точный набор возможностей, предоставляемых предикатами отладки, зависит от конкретной реализации Пролога, однако то, что мы собираемся сообщить вам, даст представление об имеющихся средствах, так что вы сможете разобраться в том, что предлагает вам ваша система. В любом случае мы настоятельно советуем ознакомиться с документацией по вашей Пролог-системе, прежде чем начать использование средств отладки.
Основное назначение трассировки и контрольных точек состоит в том, чтобы программист получил информацию о попытках согласования определенных целей, возникающих в ходе выполнения его программы. Программист может принять решения относительно интересующих его целей и относительно уровня своего вмешательства в процесс их согласования. Первое решение сводится к выбору определенной комбинации полной трассировки и трассировки по контрольным точкам. Вообще говоря, полная трассировка означает выдачу информации обо всех целях, а контрольные точки позволяют программисту получить информацию лишь о тех предикатах, которые он задал. Однако эти возможности могут различными способами комбинироваться. Используемые при этом встроенные предикаты рассмотрены в разд. 6.13. Контрольная точка для какого-либо предиката устанавливается с помощью предиката spy (отмена контрольной точки выполняется предикатом nospy). Установка режима полной трассировки осуществляется предикатом trace (а ее отмена – предикатом notrace).
Второе решение заключается в выборе уровня управления процессом трассировки. При неуправляемой трассировке информация о целях выдается на терминал и программа продолжает выполнение. При управляемой трассировке, выдав информацию о цели, система каждый раз спрашивает у программиста, что бы он хотел сделать. Он может изменить уровень трассировки, изменить нормальный ход выполнения программы и дать ряд других указаний. Ваша Пролог-система может обеспечивать раздельный выбор уровня управления трассировкой для каждого из четырех видов событий:
• Когда впервые делается попытка согласовать некоторую цель с базой данных, когда данная цель встречается впервые (событие CALL);
• Когда цель успешно согласована (событие EXIT);
• Когда готовится попытка повторного согласования цели (событие REDO), и
• Когда устанавливается несогласуемость цели с базой данных, поскольку все попытки вновь согласовать ее оказались безуспешными (событие FAIL).
Например, разумным представляется такой выбор: задать трассировку событий CALL и REDO как управляемую, а трассировку событий EXIT и FAIL – как неуправляемую. Более подробное описание этих четырех событий, происходящих при согласовании целей с базой данных, приведено в разд. 8.3,
Рассмотрим теперь, что за информация выдается пользователю, когда происходит некоторое событие с интересующей его целью. Прежде всего выдается название цели с указанием вида произошедшего события и, возможно, номера обращения. Если для данного события задана неуправляемая трассировка, то это все. Если же задана управляемая трассировка, то Пролог потребует указаний относительно того, что ему делать дальше. Протокол полной неуправляемой трассировки мог бы выглядеть следующим образом:
?- [user].
присоединить([],Y,Y).
присоединить([А|В],С,[А|D]):- присоединить(В,С,D).
/* введите здесь литеру – признак конца файла */
да
?- присоединить ([а][b],Х).
CALL присоединить([a],[b],_43)
CALL присоединить([],[b],_103)
EXIT присоединить([],[b],[b])
EXIT присоединить([a],[b],[a,b])
X = [a,b];
REDO присоединить([a],[b],[a,b])
REDO присоединить([],[b],[b])
FAIL присоединить([],[b],_103)
FAIL присоединить ([a], [b],_43)
нет
?- присоединить(Х,Y,[а])
CALL присоединить(_37,_38,[а])
EXIT присоединить([],[а],[а])
X = [], Y = [a];
REDO присоединить([],[a],[a])
CALL присоединить(_93,_38,[])
EXIT присоединить([],[],[])
EXIT присоединить([а],[],[a])
X = [a], Y = [];
REDO присоединить([a],[],[a])
REDO присоединить([],[],[])
FAIL присоединить (_93,_38,[])
FAIL присоединить(_37,_38,[])
нет
Здесь на терминал выведены сведения обо всех четырех событиях для всех целей. Однако программист не может приостановить выполнение программы в какой-либо точке, изменить по ходу выполнения объем трассировочной информации, или как-либо еще повлиять на ход выполнения трассировки. Эти возможности предоставляются при управляемой трассировке.
Прежде чем перейти к рассмотрению управляемой трассировки, следует сделать несколько замечаний о том, как Пролог выдает сведения о целях во время трассировки. На самом деле, способ выдачи сведений о целях средствами трассировки не обязательно совпадает с тем, который используется предикатом write. Это происходит потому, что для выдачи сведений о целях пользователю разрешается задавать свои собственные определения. Вы можете воспользоваться этой возможностью для того, чтобы вывести какие-либо общие структуры, используемые в вашей программе, особым способом, который обеспечивает большую наглядность и выразительность, чем обычный вывод с помощью предиката write. Эта возможность осуществляется следующим образом. Стандартный способ выдачи сведений о целях опирается на использование встроенного предиката print с единственным аргументом. Предикат print действует, как если бы он был определён следующим образом:
print(X):- portray(X),!.
print(X):- write(X).
Предикат portray уже не является встроенным, поэтому вы можете сами задать утверждения для его определения. Если эти утверждения таковы, что они позволяют согласовать с базой данных цель portray(X) для одной из ваших целей Х,то считается, что выдачу всех необходимых сведений сделают эти утверждения. В противном же случае данные об этой цели X будут выданы с помощью предиката write. Например, если по каким-то причинам вы не хотите выдавать значение третьего аргумента цели присоединить, то это может быть обеспечено с помощью следующего утверждения:
