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我写了一个谓词 fib/2 来计算 Prolog 中的斐波那契数。虽然它有效,但它总是说“超出本地堆栈”,错误看起来像:

?- fib(10, F).
F = 55 ;
ERROR: Out of local stack

我的谓词如下:

fib(0, 0).
fib(1, 1).
fib(N, NF) :-
    A is N - 1, 
    B is N - 2,
    fib(A, AF), 
    fib(B, BF),
    NF is AF + BF.

任何人都知道这是为什么以及如何解决它以获得以下内容::

% or the search might stop immediately, without pressing space.
?- fib2(10, F).
F = 55 ;
false. 

提前致谢!

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5 回答 5

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out of local stack错误意味着程序使用了过多的内存并超出了分配的空间;当程序陷入无限循环时,通常会发生这种情况。在您的情况下,这是跟踪:

[trace] 2 ?- fib(2,M).
   Call: (6) fib(2, _G671) ? creep
^  Call: (7) _G746 is 2+ -1 ? creep
^  Exit: (7) 1 is 2+ -1 ? creep
^  Call: (7) _G749 is 2+ -2 ? creep
^  Exit: (7) 0 is 2+ -2 ? creep
   Call: (7) fib(1, _G747) ? creep
   Exit: (7) fib(1, 1) ? creep
   Call: (7) fib(0, _G747) ? creep
   Exit: (7) fib(0, 0) ? creep
^  Call: (7) _G671 is 1+0 ? creep
^  Exit: (7) 1 is 1+0 ? creep
   Exit: (6) fib(2, 1) ? creep
M = 1 ;
   Redo: (7) fib(0, _G747) ? creep
^  Call: (8) _G752 is 0+ -1 ? creep
^  Exit: (8) -1 is 0+ -1 ? creep
^  Call: (8) _G755 is 0+ -2 ? creep
^  Exit: (8) -2 is 0+ -2 ? creep
   Call: (8) fib(-1, _G753) ? creep
^  Call: (9) _G758 is -1+ -1 ? creep
^  Exit: (9) -2 is -1+ -1 ? creep
^  Call: (9) _G761 is -1+ -2 ? creep
^  Exit: (9) -3 is -1+ -2 ? creep
   Call: (9) fib(-2, _G759) ? creep
^  Call: (10) _G764 is -2+ -1 ? creep
^  Exit: (10) -3 is -2+ -1 ? creep
...

如您所见,在发现第二个斐波那契为 1(根据您的定义)后,您要求第二个解决方案;因为您没有指定第三个子句只能在 N>1 prolog 尝试通过计算 fib(-1)、fib(-2)、fib(-3) 等来找到第二个解决方案时使用。

要修复它,您必须N>1在第三个子句中添加或类似的规则

于 2012-07-31T23:49:28.833 回答
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您可能会解决的一个问题是对斐波那契值进行不必要的重新计算。以下是您的代码的一个小改动,以解决此缺陷:

:- dynamic db_fib/2.

init_fib :-
    assertz( db_fib(0, 0) ),
    assertz( db_fib(1, 1) ).

fib(N, NF) :-
    A is N - 1,
    B is N - 2,
    get_fib(A, AF),
    get_fib(B, BF),
    NF is AF + BF.

get_fib(A, F) :-
    db_fib(A, F),
    !.

get_fib(A, F) :-
    fib(A, F),
    assertz( db_fib(A, F) ).

例如,在 SWI Prolog 中,可以计算

?- init_fib, fib(1000,F).

非常快,没有烟囱排气。

?- init_fib.
true.

?- fib(10,A).
A = 55.

?- fib(100,A).
A = 354224848179261915075.

?- fib(1000,A).
A = 43466557686937456435688527675040625802564660517371780402481729089536555417949051890403879840079255169295922593080322634775209689623239873322471161642996440906533187938298969649928516003704476137795166849228875.
于 2012-08-01T01:15:24.737 回答
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您的代码不是tail-recursive。适当的尾递归结构意味着可以应用 TRO(尾递归优化)。通过重用递归调用的现有堆栈帧,这实质上将您的递归转换为迭代。应用 TRO 后,每个递归调用都会在调用堆栈上推送一个新的堆栈帧。您应该像这样构建您的谓词(请注意,我还没有实际测试过这段代码,但它应该可以完成这项工作):

% ------------------------------------------------------
% the public interface predicate
% ------------------------------------------------------
fib(1,1).          % first  element in the sequence is 1
fib(2,1).          % second element in the sequence is 1
fib(N,X) :-        % subsequent elements
  N > 2 ,          %   where N > 2
  fib(1,1,3,N,X)   %   are computed
  .

% --------------------------------------
% the private worker predicate for N > 2
% this predicate maintains a sliding 'window' on the fibonacci sequence
% as it computes it
% --------------------------------------
fib( V1 , V2 , N , N , X ) :- % compute the element at position N
  N > 2 ,                     % ensure N > 2
  X is V1 + V2                % value is the sum of the 2 prior elements
  .
fib( V1 , V2 , T , N , X ) :- % on backtracking, slide the window to the right:
  T > 2         ,             %  ensure N > 2
  T1 is T  + 1  ,             %  increment N
  V3 is V1 + V2 ,             %  compute the next value (V1+V2)
  fib(V2,V3,T1,N,X)           %  recurse
  .
于 2012-08-01T18:03:54.630 回答
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程序不终止的原因可以通过只考虑程序的一个片段来最好地看到,称为,可以通过false在程序中添加目标来获得。

fib(0, 0) :-的。
fib(1, 1) :-的。
纤维(N,NF):-
    A 是 N - 1,
    B 是 N - 2,
    fib(A, AF), false ,
     fib(B, BF) ,
     NF 是 AF + BF

您的程序的所有删除部分对终止没有任何影响。它们可能会产生其他影响,例如您的程序何时成功或失败,但在终止时没有。

要使程序终止,必须更改可见部分中的某些内容。显然,第一个参数是无限减少的。

但是故障片也意味着许多其他程序实际上将具有相同的故障片。例如,将事实放在最后(如@RicardoMojica 所建议的那样)。可以以相同的方式删除这些事实,false从而产生相同的程序。因此:

更改子句的顺序对(通用)终止没有影响。


有限保修
所有这些声明仅适用于纯单调程序。不纯的非单调特征和副作用会破坏这些特性。

于 2014-12-01T20:09:55.123 回答
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如果这样写,最有可能是订单(谁是先有鸡还是先有蛋):

fib(N, NF) :- 
  A is N - 1, 
  B is N - 2,
  fib(A, AF), 
  fib(B, BF),
  NF is AF + BF.
fib(1, 1).
fib(0, 0).

问题将得到解决。

于 2014-12-01T18:42:24.797 回答