Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта




Глава 8 5 3 Повышение эффективности конкатенации списков за счет совершенствования структуры данных



8. 5. 3.    Повышение эффективности конкатенации списков за счет совершенствования структуры данных

До сих пор в наших программах конкатенация была определена так:

        конк( [ ], L, L).

        конк( [X | L1], L2, [X | L3] ) :-
                конк( L1, L2, L3 ).

Эта процедура неэффективна, если первый список - длинный. Следующий пример объясняет, почему это так:

        ?-  конк( [а, b, с], [d, e], L).

Этот вопрос порождает следующую последовательность целей:

        конк( [а, b, с], [d, e], L)

            конк( [b, с], [d, e], L')                 где L = [a | L']

                конк( [с], [d, e], L")                    где L' = [b | L"]

                    конк( [ ], [d, e], L'")                   где L" = [c | L''']

                        true             (истина)                   где L'" = [d, е]

Ясно, что программа фактически сканирует весь первый список, пока не обнаружит его конец.

А нельзя ли было бы проскочить весь первый список за один шаг и сразу подсоединить к нему второй список, вместо того, чтобы постепенно продвигаться вдоль него? Но для этого необходимо знать, где расположен конец списка, а следовательно, мы нуждаемся в другом его представлении. Один из вариантов - представлять список парой списков. Например, список

        [а, b, с]

можно представить следующими двумя списками:

        L1 = [a, b, c, d, e]
        L2 = [d, e]

Подобная пара списков, записанная для краткости как L1-L2, представляет собой "разность" между L1 и L2. Это представление работает только при том условии, что L2 - "конечный участок" списка L1. Заметим, что один и тот же список может быть представлен несколькими "разностными парами". Поэтому список [а, b, с] можно представить как

        [а, b, с]-[ ]
или
        [a, b, c, d, e]-[d, e]
или
        [a, b, c, d, e | T]-[d, e | T]
или
        [а, b, с | Т]-Т

где Т - произвольный список, и т.п. Пустой список представляется любой парой L-L.

Поскольку второй член пары указывает на конец списка, этот конец доступен сразу. Это можно использовать для эффективной реализации конкатенации. Метод показан на Рисунок 8.1. Соответствующее отношение конкатенации записывается на Прологе в виде факта

        конкат( A1-Z1, Z1-Z2, A1-Z2).

Давайте используем конкат для конкатенации двух списков: списка [а, b, с], представленного парой [а, b, с | Т1]-Т1, и списка [d, e], представленного парой [d, e |  Т2]-Т2 :

        ?-  конкат( [а, b, с | Т1]-T1, [d, е | Т2]-Т2, L ).

Оказывается, что для выполнения конкатенации достаточно простого сопоставления этой цели с предложением конкат. Результат сопоставления:

        T1 = [d, e | Т2]
        L = [a, b, c, d, e | T2]-T2



Содержание Назад Вперед