8.5. Фиксация ошибок
Если вы проследили за ходом выполнения программы и обнаружили, что она работает неверно, то вам захочется зафиксировать ошибку и запустить программу снова. Предположим, что ваша программа имеет разумные размеры, тогда она скорее всего уже хранится в файле на диске. Чтобы изменить эти файлы, вам придется использовать программу редактирования файлов. Здесь имеются две возможности:
• Ваша Пролог-система позволяет использовать редактор, а затем вернуться в Пролог с той же базой данных, что и прежде. Может быть, существует возможность сделать это прямо, с помощью соответствующего встроенного предиката. Возможен и другой вариант, когда Пролог позволяет вам сохранить текущее состояние базы данных в специальном файле, а позднее снова восстановить его. Тогда вы сохраняете ваше текущее состояние, выходите из Пролога, изменяете программу, запускаете Пролог снова и восстанавливаете предыдущее состояние базы данных. Вернувшись туда же, где вы были раньше, но с изменениями в одном или нескольких программных файлах, вам необходимо лишь выполнить предикат reconsult для этих файлов, чтобы заменить старые определения измененных программ новыми.
• Если ваша Пролог-система не позволяет вернуться к прежнему состоянию после использования редактора и изменения ваших программных файлов, то вам придется запустить Пролог и применить предикат consult ко всем вашим программным файлам, находящимся на внешней памяти.
Этот процесс можно упростить, если завести отдельный файл, состоящий из команд для Пролога, предписывающих применить предикат consult ко всем файлам вашей программы. Тогда для того, чтобы считать в память всю программу, достаточно предложить Прологу применить consult к этому отдельному файлу. Например, если вы предложите Прологу применить consult к файлу, содержащему:
?- [filel,file2,file3].
?- [file4,file5,fileб].
то в результате будут считаны в память все файлы file1, file2, file3, file4, file5, file6.
Иногда изменения в программе кажутся столь незначительными, что их можно ввести с терминала с помощью предикатов consult(user) или reconsult(user). Однако не следует пользоваться этим способом слишком часто. По невнимательности можно легко забыть какие-либо мелкие изменения, которые вносились таким способом, и при выполнении программы вновь столкнуться с теми же ошибками, которые встречались при прошлом запуске программы. Кроме того, поскольку в конечном итоге вы намерены внести исправления в ваши программные файлы, то нерационально повторять их прямой ввод с терминала. Итак, не поддавайтесь искушению вводить утверждения прямо с терминала в надежде поскорее заставить программу работать.
Ниже приводится небольшой пример того, как можно использовать предикаты consult и reconsult, чтобы внести изменения в программу с терминала. Этот сеанс работы начинается, когда в базе данных программиста нет ни одного утверждения.
?- присоединить([а,b,с,d],[е],Х).
нет
?- consult (user).
присоединить([А|В],С,[А|D]):- присоединить(А,С,D).
присоединить([],Х,Х).
обр([],[]).
обр([А|В],С):- o6p(B,D), присоединить(D,[А],С).
/* ввод литеры – признак конца файла */
да
?- обр([a,b,c,d,e],X).
нет
?- присоединить([а,b,с,d,е], [f],Х).
нет
?- присоединить([],[а,b,-],Х).
X = [а,b,с]
да
?- reconsult(user)
присоединить([А|В],С,[А|D]):- присоединить(В,С,D).
/* ввод литеры – признак конца файла */
да
?- oбp([a,b,c,d],X).
нет
?- consult (user).
присоединить([],Х,Х).
/* ввод литеры – признак конца файла */
да
?- oбp([a,b,c,d,e],X). X = [e,d,c,b,a].
да
В приведенном сеансе работы наш беспечный программист начинает с ввода через терминал утверждений для предикатов присоединить и обр. Конечно, он мог бы сначала ввести их в файл, а затем предложить Прологу применить к этому файлу предикат consult. Впрочем, для такого маленького примера этого, может быть, и не стоило делать. К несчастью, в первом утверждении для присоединить допущена ошибка – в цели задано А, хотя на этом месте должно быть В. Эта ошибка обнаруживается, когда система не может ответить на вопросы, содержащие присоединить и обр. Каким-то образом программист догадывается, что его определение присоединить неверно (в реальном сеансе для этого, вероятно, потребовалось бы использовать средства отладки). Так или иначе, он решает заменить имеющееся определение новым, используя для этого предикат reconsult. К сожалению, в своем новом определении он забывает задать граничное условие (случай []). Поэтому программа по-прежнему не работает. К этому моменту исходное определение для присоединить, состоящее из двух утверждений, заменено новым определением из одного утверждения, которое оказалось неполным. Наш программист замечает, что он допустил ошибку и что ситуацию можно исправить, просто добавив к уже имеющемуся определению одно утверждение. Это делается также с помощью предиката consult. На этот раз программа заработала.
В заключение дадим еще один совет: при внесении изменений в программу ответьте на те же контрольные вопросы, на которые вы отвечали при написании первоначальной версии программы. Убедитесь, что ваши добавления согласуются с вашим прежним замыслом о том, какие переменные должны быть конкретизированы, когда и какие аргументы используются и для каких целей. Наконец, попытайтесь взглянуть еще раз на программу в целом – в ней могут быть и какие-либо другие ошибки.
ГЛАВА 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАММАТИЧЕСКИХ ПРАВИЛ В ПРОЛОГЕ
9.1. Проблема синтаксического анализа
Предложения на естественном языке, таком как английский представляют собой нечто большее, чем просто произвольные последовательности слов. Мы не можем соединить вместе произвольное множество слов и получить при этом предложение, имеющее смысл. По крайней мере результат должен соответствовать тому, что мы называем грамматически правильным предложением.
Грамматика языка – это множество правил, позволяющих определить, какие последовательности слов приемлемы в качестве предложений этого языка. Она определяет, как из слов образуются словосочетания и какие последовательности этих словосочетаний допустимы. Если задана грамматика некоторого языка, то для любой последовательности слов мы можем сказать, является ли она допустимым предложением. И в случае, когда это предложение действительно является допустимым, в результате проверки мы определим, какие естественные группы слов имеются и как они связаны друг с другом. То есть будет определена внутренняя структура предложения.
Очень простой класс грамматик составляют так называемые контекстно-свободные грамматики. Вместо того, чтобы давать формальное определение понятия контекстно-свободной грамматики, мы проиллюстрируем его на одном простом примере. Приведенные ниже правила можно рассматривать как начальную часть грамматики предложений английского языка:
предложение--› группа_существительного, группа_глагола.
группа_существительного--› определитель, существительное.
группа_глагола--› глагол, группа_существительного.
группа_глагола--› глагол.
определитель--› [the].
существительное--› [apple].
существительное--› [man].
глагол--› [eats].
глагол--› [sings].
Рис. 9.1.
Эта грамматика состоит из множества правил, каждое из которых записано в отдельной строке. Каждое правило определяет форму словосочетания определенного вида. Первое правило показывает, что предложение состоит из словосочетания, называемого группа_существительного, за которым следует словосочетание, называемое группа_глагола. Эти два словосочетания есть не что иное, как подлежащее и сказуемое предложения (см. рис. 9.1).
Чтобы представлять, что значит правило в контекстно-свободной грамматике, их следует читать следующим образом: X--›Y как «X может иметь вид Y», а 'X, Y' как «X, за которым следует Y». Так первое правило может быть прочитано:
предложение может иметь вид: группа_существительного, за которой следует группа_ глагола.
Все это очень хорошо, но что представляют собой группа_существительного и группа_глагола? Как мы должны распознавать подобные объекты и как узнать их грамматическую структуру? Ответы на эти вопросы следуют из второго, третьего и четвертого правил грамматики. Например,
