中断在Prolog的运用
上一节我们学习了中断是什么。但是在实际编程时如何使用，为什么这个机制会有作用呢？第一个例子，让我们定义一个没有中断的谓词max/3，其中所有的参数都是整数，并且当第三个参数为前两个参数中较大的一个时，谓词为真。比如，查询：
?- max(2, 3, 3).
true
?- max(3, 2, 3).
true
?- max(3, 3, 3).
true
以上都是为真的查询，如果查询：
?- max(2, 3, 2).
false
?- max(2, 3, 5).
false
都是为假的查询。当然，我们希望这个谓词在第三个参数为变量的情况下去使用，即我们能够找到前两个参数的最大值：
?- max(2, 3, Max).
Max = 3
true
?- max(2, 1, Max).
Max = 2
true
现在，可以很容易地实现这个谓词。如下是第一个尝试：
max(X, Y, Y) :- X =< Y.
max(X, Y, X) :- X > Y.
这是一个完美的程序，我们可能到此为止了。但是，我们不应该这样，因为它还不够好。
问题是什么？这里存在潜在的性能问题。假设这个谓词会被一个更大型的程序使用，max(3, 4, Y)会被调用。这个谓词会正确地得出结果：Y = 4。但是思考一下如果强制的回溯会导致什么？这个谓词将会使用第二个子句重新进行满足。但是这是没有意义的：3和4的最大值就是4，而且只能是4。没有第二个解决方案了。换种说法：在上面谓词中的两个子句是排他的：如果第一个为真，那么第二个就为假，反之亦然。所以进行回溯尝试完全是浪费时间。
cut可以修正这个问题。我们应当坚持Prolog不要尝试所有的子句，所以下面的代码可以做到：
max(X, Y, Y) :- X =< Y, !.
max(X, Y, X) :- X > Y.
注意这是如何起作用的。如果max(X, Y, Y)被调用并且X =< Y时，Prolog会达到中断。在这种情况下，第二个参数就是最大值，而且就只有这种解决方案了，中断将这个选择进行提交。在另一方面，如果X =< Y 失败了，那时Prolog会使用第二个子句进行尝试。
注意这个中断没有改变程序的含义。新的代码能够得到和旧代码完全一致的结果，但是更加高效。事实上，除了中断，这个程序和之前的版本完全一致，这就是中断有意义的使用场景。像这样不改变程序含义的中断，有一个特殊的名称：绿色中断。
但是有一些读者可能不喜欢这样的代码。毕竟，第二个子句是不是有所冗余？如果我们不得不使用这个子句，那么我们已经知道第一个参数比第二个参数要大了。我们能否在中断的帮助下，优化我们的代码呢？让我们进行一下尝试，这里是第一次（注：错误的尝试）尝试：
max(X, Y, Y) :- X =< Y, !.
max(X, Y, X).
注意这个版本除了移除了第二个子句的>测试外，其他都是和之前绿色中断的版本一致的。这个版本如何？对于一些查询而言，是正确的。特别是当第三个参数是变量时，得出的结果是正确的，比如：
?- max(100, 101, X).
X = 101
true
?- max(3, 2, X).
X = 3
true
然而，和绿色中断版本不同的是：新的max/3不能正确的工作。思考在三个参数都有值时会发生什么，例如，如果查询：
?- max(2, 3, 2).
显然这个查询是为假的。但是在我们新的版本中，返回结果为真。为什么？因为查询由于不能和第一个子句合一，所以直接使用了第二个子句。这个查询将会和第二个子句合一，所以查询为真。所以移除第二个子句的>测试，并不是一个明智的做法。
但是这里存在另外一种方式。新版本代码的问题简单地说是由于在到达中断前执行了变量合一。假设我们将变量处理得更加智能（使用三个变量代替两个），并且在中断后显式地进行合一：
max(X, Y, Z) :- X =< Y, !, Y = Z.
max(X, Y, X).
通过验证，这个版本的程序能够正常工作，并且（正如我们的期望）它避免了之前绿色中断版本中第二个子句的显式比较。
但是这个新的版本和之前绿色中断版本之间有一个重要的区别：新版本中的中断是被称为红色中断的典型例子。技术上来说，此类中断存在潜在的危险。为什么？因为如果我们去掉此类中断，我们不能达到完全一致的程序。即，如果我们移除中断，程序将无法得出两个参数中的最大值。从另外一个角度理解，这个中断的存在对于程序的正确性是不可或缺的。（这和绿色中断不同——绿色中断都是提高性能）因为红色中断是不可或缺中断，它们的存在意味着包含它们的程序没有完全的声明性。现在，红色中断在某些情况下是有用的，但是要小心。使用它们可能导致潜在的错误，或者导致代码难以调试。
那么，应该如何做呢？建议如下：尝试并且获得清晰的，没有中断的程序，同时只是通过中断提高其性能。如果可能，尽量使用绿色中断。红色中断只有在十分必要时才使用，同时在红色中断处显式地给出注释。通过这种方式，将最大化地平衡代码的清晰的声明性和高效的程序性。
