23、定位和解释非终止逻辑程序的原因

定位和解释非终止逻辑程序的原因

引言

理解逻辑程序的终止行为相当困难，这是因为其执行机制复杂。两种相互交织的控制流（AND 和 OR）会产生复杂的执行跟踪，难以据此理解程序终止或非终止的真正原因。常用的用于调试的过程盒模型会产生大量详细跟踪信息，但与实际终止行为并无关联。同样，证明树的概念也无法简洁地解释非终止现象。

当前逻辑程序终止分析的研究主要集中在构建终止证明上。要么验证给定查询类以保证终止，要么更普遍地推断此类查询。但在这两种情况下，该类查询只是充分终止条件，且通常小于实际终止查询的类别，并且这个类别是用与逻辑程序不同的形式化方法描述的，对于特定查询不终止的原因并不直观。

本文提出了一种互补的方法，利用基于失败切片（failure - slices）概念的新切片技术，能够定位和解释非终止的原因。失败切片能揭示程序中可能导致非终止的部分，在某些条件下，还能证明非终止性。

逻辑程序的终止概念

与大多数其他编程范式不同，逻辑程序有两种不同的终止概念：存在性终止和普遍终止。
- 存在性终止 ：如果能找到一个（或没有）解决方案，则查询存在性终止。这种终止容易观察，但难以进行推理。
- 普遍终止 ：要求完整的 SLD 树是有限的。虽然难以观察，但在形式上更容易处理，并且对程序开发过程中常见的程序更改更具鲁棒性。普遍终止仅对计算规则敏感，而对子句选择不敏感。大多数终止研究都集中在普遍终止上，本文也将考虑使用最左计算规则的普遍终止，就像 Prolog 程序那样。

示例说明

以下是一个包含错误数据库的示例，导