Prolog路由計划器中的本地堆棧錯誤

Question

我正在嘗試編寫城鎮之間的Prolog路線規划器。 這是我的代碼：

road(meath,dublin,5). 
road(dublin,kildare,9).
road(kildare,wicklow,7).
road(wicklow,wexford,10).

/*Rules:*/
route(X,Y,[H|_ ],N) :-
   road(H,Y,_),
   routen(X,Y,N1),
   N is N1.
route(X,Y,[H|T],N) :-
   road(X,H,_ ),
   routen(X,Y,N1), 
   N is N1,
   route(H,Y,T,_),
   !.
route(X,Y,[],N) :-
   road(X,Y,N1),
   N is N1.

routen(X,Y,N) :-
   road(X,Y,N).
routen(X,Y,N) :-
   road(X,Z,N1),
   road(Z,Y,N2),
   N is N1+N2.
routen(X,Y,N) :-
   routen(X,Z,N1),
   routen(Z,Y,N2),
   N is N1+N2,
   !.

謂語road具有兩個城鎮及其之間的距離。 該規則route發現與城鎮的名單X和Y和routen發現兩個鎮之間的總距離。

當我運行route ，它有時可以工作，而有時我會收到ERROR: Out of local stack 。

例：

?- route(meath,wexford,[dublin,kildare,wicklow],31).
true. 

?- route(meath,wexford,[dublin,kildare,wicklow],30).
false.

?- route(meath,kerry,[dublin,kildare,wicklow],31).
ERROR: Out of local stack

最后一個應該返回false ，因為在meath和kerry之間的路由不存在。 有人知道我為什么會出錯嗎？

Answer 1

Prolog中的規則為左遞歸。 在上一條規則中，您執行了以下操作：

routen(X,Y,N) :- routen(X,Z,N1),routen(Z,Y,N2),N is N1+N2,!.

它使您的程序無限次嘗試規則routen（X，Z，N1） 。 這意味着堆棧將一度充滿。

這里發生了什么：

1. 找到一條從米斯到凱里的路線。

2. 它在城市之間不存在直接道路：嘗試尋找另一個中間城市。 它找到了都士都柏林。

3. 然后，嘗試都柏林凱利。 但是，同樣，它在城市之間不存在直接道路：嘗試尋找另一個中間城市。 它找到都柏林基爾代爾。 等等。

4. 最后到達米克洛-韋克斯福德。 因此，到目前為止找到的路線是：Meath-dublin-kildare-wicklow-wexford。

5. 現在，它首先嘗試為韋克斯福德-凱里

    route(X,Y,[H|_ ],N) :- road(H,Y,_),routen(X,Y,N1), N is N1. 

   它滿足第一個

    road(H,Y,_) 

   然后減少

    routen(X,Y,N1), N is N1. 

   5.1嘗試第一個規則

    routen(wexford,kerry,N) :- road(wexford,kerry,N). 

   失敗了，因為它們之間不存在直接的道路。 因此它調用：

    routen(wexford,kerry,N) :- road(wexford,Z,N1),road(Z,kerry,N2),N is N1+N2. 

   失敗導致無法滿足

    road(wexford,Z,N1). 

   最后，它嘗試使用最后一條規則

    routen(wexford,kerry,N) :- routen(wexford,Z,N1),routen(Z,kerry,N2),N is N1+N2,!. 

   所以它減少了

    routen(wexford,Z,N1),routen(Z,kerry,N2),N is N1+N2,!. 

6. 它試圖滿足第一個

    routen(wexford,Z,N1). 

   與

    routen(X,Y,N) :- road(X,Y,N). routen(X,Y,N) :- road(X,Z,N1),road(Z,Y,N2),N is N1+N2. routen(X,Y,N) :- routen(X,Z,N1),routen(Z,Y,N2),N is N1+N2,!. 

   分別與

    X=wexford Z=DG51_ % or something like that. That is, an not instantiated variable 

   並重復步驟5.1

如您所見，它將永遠找不到城市“克里”，並且陷入無限循環。

這里是新代碼：

road(meath,dublin,5). 
road(dublin,kildare,9).
road(kildare,wicklow,7).
road(wicklow,wexford,10).

/*Rules:*/

route(X,Y,[H|_ ],N) :- routen(X,Y,N),!.
%route(X,Y,[H|T],N) :- road(X,H,_ ),routen(X,Y,N1), N is N1, route(H,Y,T,_).
route(X,Y,[],N) :- road(X,Y,N1), N is N1.
routen(X,Y,N) :- road(X,Y,N).
%routen(X,Y,N) :- road(X,Z,N1),road(Z,Y,N2),N is N1+N2.
routen(X,Y,N) :- road(X,Z,N1),routen(Z,Y,N2),N is N1+N2.

請注意，我在最后一條規則中

road(X,Z,N1)

之前

routen(Z,Y,N2)

因此，如果該正文的第一個子句失敗，您將永遠不會陷入與第二個子句的循環中。