什么是PL-Unit中的“带有选择点的测试成功”警告，以及如何修复它？

Question

我正在编写一个prolog程序，以检查变量是否为整数。我“返回”结果的方式很奇怪，但我不认为这对回答我的问题很重要。

测验

我已经为这种行为写过了通过单元测试；它们在这里…

foo_test.pl

:- begin_tests('foo').
:- consult('foo').

test('that_1_is_recognised_as_int') :-
    count_ints(1, 1).

test('that_atom_is_not_recognised_as_int') :-
    count_ints(arbitrary, 0).

:- end_tests('foo').
:- run_tests.

“守则”

这是通过测试的代码..。

foo.pl

count_ints(X, Answer) :-
  integer(X),
  Answer is 1.

count_ints(X, Answer) :-
  \+ integer(X),
  Answer is 0.

输出量

测试正在通过，这是很好的，但是当我运行它们时，我正在收到警告。这是运行测试时的输出。

?- ['foo_test'].
%  foo compiled into plunit_foo 0.00 sec, 3 clauses
% PL-Unit: foo 
Warning: /home/brandon/projects/sillybin/prolog/foo_test.pl:11:
        /home/brandon/projects/sillybin/prolog/foo_test.pl:4:
        PL-Unit: Test that_1_is_recognised_as_int: Test succeeded with choicepoint
. done
% All 2 tests passed
% foo_test compiled 0.03 sec, 1,848 clauses
true.

• 我使用SWI(多线程，64位，版本6.6.6)
• 我尝试将两个count_ints谓词组合为一个，使用;，但仍然会产生相同的警告。
• 我正在使用Debian 8(我怀疑这会有什么不同)。

问题

• 这个警告是什么意思？还有..。
• 我该怎么预防呢？

Answer 1

首先要做的是：SWI-Prolog Prolog单元测试包的文档相当不错。在第2.2款.编写测试体中解释了不同的模式。2.2.1中的相关句子是：

确定性谓词是必须成功一次的谓词，对于行为良好的谓词，不留下选择点。重点雷

什么是选择点？

在过程编程中，当调用一个函数时，它可以返回一个值或一组值；它可以修改状态(本地或全局)；不管它做什么，它都会精确地执行一次。

在Prolog中，当计算谓词时，将搜索证明树以寻找解决方案。有可能有一个以上的解决方案！假设您像这样使用between/3：

对于x= 1，x是0，1，2吗？

?- between(0, 2, 1).
true.

但你也可以问：

枚举所有x，使x在0、1、2中。

?- between(0, 2, X).
X = 0 ;
X = 1 ;
X = 2.

获得第一个解决方案后，X = 0、Prolog停止并等待；这意味着：

查询between(0, 2, X)至少有一个解决方案，X = 0。它可能有更多的解决方案；按;和Prolog将搜索下一个解决方案的验证树。

选择点是Prolog在找到解决方案后在搜索树中放置的标记。它将从这个标记恢复寻找下一个解决方案。

警告"Test with choicepoint“的意思是：

Prolog找到的解决方案正是测试所期望的解决方案；但是，它留下了一个选择点，因此它不是“良好的行为”。

选择点是个问题吗？

选择点，你没有故意放在那里可能是个问题。如果不详细说明，它们可以防止某些优化，并造成效率低下。这是可以的，但有时只有第一个解决方案是您(程序员)想要的解决方案，下一个解决方案可能会误导或错误。或者，著名的是，在给出一个有用的答案之后，Prolog可以进入一个无限循环。

同样，如果您知道的话，这也很好:在计算这个谓词时，您永远不会要求一个以上的解决方案。您可以将其包装在once/1中，如下所示：

?- once( between(0, 2, X) ).

或

?- once( count_ints(X, Answer) ).

如果其他人使用您的代码，尽管所有的赌注都取消了。通过选择点成功意味着任何东西，从“有其他有用的解决方案”到“不再有解决方案，这将失败”到“其他解决方案，但不是您想要的解决方案”，到“现在进入无限循环！”

摆脱选择点

对于特定的例子:您有一个内置的integer/1，它将成功或失败，而不会留下选择点。因此，您最初定义的count_ints/2中的这两个子句对于(任何值的X )都是相互排斥的。

count_ints(X, Answer) :-
  integer(X), ...

count_ints(X, Answer) :-
  \+ integer(X), ...

然而，Prolog并不知道这一点。它只看条款的标题，这两个是相同的：

count_ints(X, Answer) :- ...

count_ints(X, Answer) :- ...

这两个参数是相同的，Prolog没有进一步判断子句头是否值得尝试，所以它尝试第二个子句，即使第一个参数确实是一个整数(这是警告中的“选择点”)，而总是失败。

因为您知道这两个子句是相互排斥的，所以可以让Prolog忘记另一个子句。您可以使用once/1，如上面所示。当第一个参数确实是整数时，还可以剪切验证树的其余部分：

count_ints(X, 1) :- integer(X), !.
count_ints(_, 0).

完全相同的操作语义，但Prolog编译器可能更容易优化：

count_ints(X, Answer) :-
    (   integer(X)
    ->  Answer = 1
    ;   Answer = 0
    ).

..。就像垫子上的答案一样。至于使用模式匹配，这很好，但是如果X来自其他地方，而不是来自您自己编写的代码，那么您仍然需要在某个时候进行检查。你最后的下场是：

variable_tagged(X, T) :-
    (   integer(X) -> T = i(X)
    ;   float(X)   -> T = f(X)
    ;   atom(X)    -> T = a(X)
    ;   var(X)     -> T = v(X)
    % and so on
    ;   T = other(X)
    ).

这时，您可以按照mat的建议编写您的count_ints/2，而Prolog通过查看子句头就知道您的两个子句是相互排斥的。

我的曾经问过一个问题归结为相同的Prolog行为以及如何处理它。mat的回答推荐了同样的方法。mat对我下面的评论的评论和答案本身一样重要(如果你正在编写真正的程序)。