Question

在（最好的）Prolog中解决任何问题的时间复杂性是否比天真的强力回溯实现更好？

我说Prolog语言一般......我想知道是否有一些众所周知的算法，例如做出Prolog＆＃39;在Scheme中使用call / cc回溯是一个糟糕的选择。

编辑：通过＆＃34;解决任何问题＆＃34;我的意思是所有Prolog程序。问题中的问题＆＃34;：我对语言设计感到疑惑：如果完全延续对部分延续具有任何实际效用（主要优点是Prolog-esque，但它们并不严重如果他们不能与Prolog竞争时间复杂度，并且如果另一种语言可以完全吸收Prolog，或者如果通过将程序限制为Prolog形式（类似于Fortran over C中的优化）可以实现优化。

编辑：按时间复杂度，我的意思是大O，即修剪不可能用一般语言天真地模仿Prolog。

Answer 1

当字面翻译成Prolog时，天真的暴力搜索将保持一个天真的暴力搜索。

没关系：Plain Prolog非常适合描述和运行强力搜索。尽管如此，你仍然可能无法用Prolog编写的强力搜索击败任何暴力搜索的手动优化低级版本。另一方面，Prolog的输入非常简单方便，您很快就可以通过一些原型设计找到更好的搜索策略，而这些其他策略通常会轻易击败任何蛮力实施余量。甚至在天真地翻译时，Prolog也非常擅长回溯，并且在一些（更小或更大，取决于您使用的Prolog实现）的低级代码因素中有效。

然而，在描述搜索问题时，Prolog对许多其他语言的主要优势是约束：由于所谓的约束传播，搜索空间通常可以是修剪显着和自动。您不需要特殊规定：约束求解器将为您完成。

约束的承诺，并且承诺在很大程度上变为现实，是（1）您陈述要求和（2）Prolog引擎为您找到解决方案。查看clpfd以了解此方案的一个非常重要的实例。

因此，我提出了一个问题：在任何语言中，将一个天真的强力搜索转换为更明智的搜索策略有多容易？毕竟，这就是真正重要的改进通常会变成的方式可能的。

在Prolog中，答案通常是：非常简单。在大多数其他语言中，并非如此。

Answer 2

鉴于你要求解决任何事情，Prolog肯定会在线性时间内解决问题。例如，以下append/3谓词：

append([H|A],B,[H|R]) :-
    append(A,B,R).
append([],L,L).

现在，因为在每个步骤中，只有一个候选谓词，所以没有分支，因此没有指数时间复杂度。谓词在第一个列表的长度上呈线性。

此外，可以在Prolog中允许 tabling ，这可能会导致某种动态编程，有时可以在快速算法中转换强力回溯算法。

Answer 3

你问题中的问题似乎是，如果我在Scheme中编写类似Prolog的代码，它会比我在Prolog中编写Prolog时表现更差吗？

没有直截了当的答案。事实上，你的问题中很好地映射到Prolog的部分可能会比Prolog中的表现更差。为什么？因为Prolog的内在函数都是用Prolog编写的，你的内在函数都是用Scheme编写的。正如@CommuSoft指出append/3，Prolog实现的内在函数能够利用Prolog的优势。你将要在这些部分进行艰苦的战斗。此外，我们所拥有的Prolog实现已经足够长，几十年来一直致力于提高统一性能，因为这是一个有趣的领域。

与此同时，大多数实质性的Prolog程序最终都会出现一些程序问题。这些位可能与C或Scheme没有竞争力，因为它们并不像优化那样有趣，而且无论是什么研究都要在Scheme和ML中进行。所以你将在这些领域获胜。

作为一个Scheme用户，我认为你会发现用Scheme风格编写程序更有利可图：功能性，带有一些宏来给它一个声明性的感觉。如果您遇到的问题对于Prolog来说非常好，那么您可以随时抛出miniKanren，但请将其与其他程序隔离开来。让您的语言成为您的语言。

我不同意@ahuemmer关于C与Prolog的看法，因为劳动是有限的，程序除了表现之外还有很多方面。 C的作者成本要高很多，因此您将更难以采用较差的策略，并且使用灵活性较低的代码。即使您将问题空间限制在小而且定义明确的地方，Prolog程序员也会有更多时间进行实验并发现更好的解决方案，可能会有更好的时间复杂性。如果我们谈论无限量的劳动力，C版本可能会超过第一个Prolog版本。但你必须考虑所有方面。

总的来说，我认为让程序员适应语言比解决问题的语言更重要。

Answer 4

Pure Prolog（没有＆＃34; cut＆＃34;操作员或命令性功能）在一个方面表现出色：对于某类问题，它是一个完整的反驳程序＆＃34;。如果问题没有解决方案，Prolog程序将终止并宣布没有解决方案。另一方面，如果问题确实有解决方案，程序可能找不到或部分或全部，并且无法终止。

如果你使用命令功能或削减，所有的赌注都会关闭。

如果答案具有正确的模式，Prolog有时可以处理无数答案的问题。

Answer 5

恕我直言，这取决于问题。如果它只能通过蛮力和回溯来解决，我认为（即使是理想化的“最佳”）Prolog也不会比e更快。 G。一个写得很好的C程序。

另一方面，如果你的解决方案有这样的问题，Prolog可以使用它的数据库和演绎方法（所以，不是必要的强力回溯），它可能比另一个强力回溯程序有更好的性能

最后，每种编程语言最终都会创建在CPU上运行的机器代码（希望）能够解决您的问题。相同的机器代码也可以由其他语言生成，或者由程序员或多或少直接生成。所以，Prolog是解决某些问题的好方法，但它不一定是最好/最快/唯一的选择。

Prolog的时间复杂性比天真的暴力更好吗？

5 个答案: