为什么这个简单的Prolog示例会导致堆栈溢出？

Question

我正在学习Prolog。我写了几个简单的事实和规则：

heavier(X,Y) :- lighter(Y,X).
heavier(horse,mouse).
lighter(X,Y) :- heavier(Y,X).

然后我问了这个问题：

lighter(mouse,horse).

我得到了以下错误：

Fatal Error: local stack overflow (size: 16384 Kb, reached: 16383 Kb, environment variable used: LOCALSZ)

这个程序有什么问题？

Answer 1

我已在此处复制您的条款，为方便起见编号：

heavier(X,Y) :- lighter(Y,X).  %1
heavier(horse,mouse).          %2
lighter(X,Y) :- heavier(Y,X).  %3

因此，让我们弄清楚口译员将要做什么。

1. 你问lighter(mouse,horse).匹配3，X = mouse和Y = horse。
2. 现在需要知道heavier(horse, mouse)是否属实。匹配 1 ，X = horse和Y = mouse。
3. 现在需要知道lighter(mouse,horse)是否属实。匹配3，X = mouse和Y = horse。 嘿，等一下！

由于解释器从顶部开始，在评估heavier/2时，它总是从第一个子句开始，这使得它想要评估lighter/2，这使得它想要评估heavier/2 }，从第一个子句开始......你可能会看到它的前进方向。

但它不仅仅是无限循环。你看，当解释器决定使用第一个子句时，知道还有另一个匹配的子句。每次它决定评估第一个条款时，它都记得其他选项。堆栈的未使用选项会增长，增长和增长......直到堆栈流过。

所以直接问题是第1和第2条的顺序。如果你切换它们，它首先会尝试评估成功的事实 heavier(horse, mouse).，所以你的查询{{1 }}返回lighter(mouse,horse).。太好了！

但那只是它的一半。让我们对这些条款重新排序，并询问是否true

需要一段时间，不是吗？那是因为无限循环仍在发生。现在事实永远不会匹配，因为它涉及老鼠而不是鸟类，并且解释器只是循环通过你的循环定义。它没有任何记忆选项，因此堆栈永远不会溢出（或者至少没有那么快），但我们仍然没有得到答案。

解决这个问题的方法是将你的事实与你的定义分开。

lighter(bird, horse).

这应该可以解决问题。

Answer 2

您可以使用trace/0检查程序的工作方式，而且您会知道，heavier(X,Y) :- lighter(Y,X).规则就在heavier(horse,mouse).之前，因此永远不会达到第二条规则，这就是为什么您的程序是只是无限循环