Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

Братко Иван

Подытожим:

• Наглядность программы часто можно улучшить, использовав операторную нотацию. Операторы бывают инфиксные, префиксные и постфиксные.

• В принципе, с оператором не связываются никакие действия над данными, за исключением особых случаев. Определение оператора не содержит описания каких-либо действий, оно лишь вводит новый способ записи. Операторы, как и функторы, лишь связывают компоненты в единую структуру.

• Программист может вводить свои собственные операторы. Каждый оператор определяется своим именем, приоритетом и типом.

• Номер приоритета — это целое число из некоторого диапазона, скажем,

между 1 и 1200. Оператор с самым больший номером приоритета соответствует главному функтору выражения, в котором этот оператор встретился. Операторы с меньшими номерами приоритетов связывают свои аргументы сильнее других операторов.

• Тип оператора зависит от двух условий: (1) его расположения относительно своих аргументов, (2) приоритета его аргументов по сравнению с его собственным. В спецификаторах, таких, как

xfy

, 

x

 обозначает аргумент, чей номер приоритета строго меньше номера приоритета оператора; 

y

 — аргумент с номером приоритета, меньшим или равным номеру приоритета оператора.

Упражнения

3.12. Если принять такие определения

:- op( 300, xfy, играет_в).

:- op( 200, xfy, и).

то два следующих терма представляют собой синтаксически правильные объекты:

Tepм1 = джимми играет_в футбол и сквош

Терм1 = сьюзан играет_в теннис и баскетбол и волейбол

Как эти термы интерпретируются пролог-системой? Каковы их главные функторы и какова их структура?

3.13. Предложите подходящее определение операторов ("

работает

", "

в

", "

нашем

"), чтобы можно было писать предложения типа:

диана работает секретарем в нашем отделе.

а затем спрашивать:

?- Кто работает секретарем в нашем отделе.

Кто = диана

?- диана работает Кем.

Кем = секретарем в нашем отдела

3.14. Рассмотрим программу:

t( 0+1, 1+0).

t( X+0+1, X+1+0).

t( X+1+1, Z) :-

 t( X+1, X1),

 t( X1+1, Z).

Как данная программа будет отвечать на ниже перечисленные вопросы, если '

+

' — это (как обычно) инфиксный оператор типа

yfx

?

(a) 

?- t( 0+1, А).

(b) 

?- t( 0+1+1, В).

(с) 

?- t( 1+0+1+1+1, С).

(d) 

?- t( D, 1+1+1+0).

3.15. В предыдущем разделе отношения между списка ми мы записывали так:

принадлежит( Элемент, Список),

 конк( Список1, Список2, Список3),

 удалить( Элемент, Список, НовыйСписок), ...

Предположим,

что более предпочтительной для нас является следующая форма записи:

Элемент входит_в Список,

 конкатенация_списков Список1 и Список2

дает Список3,

 удаление_элемента Элемент из_списка Список

дает НовыйСписок, ...

Определите операторы "

входит_в

", "

конкатенация_списков

", "

и

" и т.д. таким образом, чтобы обеспечить эту возможность. Переопределите также и соответствующие процедуры.

3.4. Арифметические действия

Пролог рассчитан главным образом на обработку символьной информации, при которой потребность в арифметических вычислениях относительно мала. Поэтому и средства для таких вычислений довольно просты. Для осуществления основных арифметических действий можно воспользоваться несколькими предопределенными операторами.

+

 сложение

–

 вычитание

*

 умножение

/

 деление

mod

модуль, остаток от целочисленного деления

Заметьте, что это как раз тот исключительный случай. когда оператор может и в самом деле произвести некоторую операцию. Но даже и в этом случае требуется дополнительное указание на выполнение действия. Пролог-система знает, как выполнять вычисления, предписываемые такими операторами, но этого недостаточно для их непосредственного использования. Следующий вопрос - наивная попытка произвести арифметическое действие:

?- X = 1 + 2.

Пролог-система "спокойно" ответит

X = 1 + 2

а не 

X = 3

, как, возможно, ожидалось. Причина этого проста: выражение 

1 + 2

 обозначает лишь прологовский терм, в котором

+

 является функтором, а 1 и 2 — его аргументами. В вышеприведенной цели нет ничего, что могло бы заставить систему выполнить операцию сложения. Для этого в Прологе существует специальный оператор

is

 (есть). Этот оператор заставит систему выполнить вычисление. Таким образом, чтобы правильно активизировать арифметическую операцию, надо написать:

?- X is 1 + 2.

Вот теперь ответ будет

X = 3

Сложение здесь выполняется специальной процедурой, связанной с оператором 

+

. Мы будем называть такие процедуры встроенными.

В Прологе не существует общепринятой нотации для записи арифметических действий, поэтому в разных реализациях она может слегка различаться. Например, оператор '

/

' может в одних реализациях обозначать целочисленное деление, а в других — вещественное. В данной книге под '

/

' мы подразумеваем вещественное деление, для целочисленного же будем использовать оператор

div

. В соответствии с этим, на вопрос