Программирование на языке пролог
Шрифт:
Пролог-программы состоят из термов.Терм – это либо константа,либо переменная,либо структура.Каждый из этих термов фигурировал в предыдущей главе, но не назывался там таким именем. Терм записывается как последовательность литер.Литеры делятся на четыре категории:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abсdefghijklmnopqrstuvwxyz
0123456789
+-*/\^<>~:.?@#$&
Первая строка состоит из прописных букв.Вторая строка – из строчных букв.В третьей строке – цифры.В четвертой строке перечислены специальные литеры (спецзнаки).В действительности спецзнаков больше, чем показано в четвертой строке, но остальные используются только в особых случаях, обсуждаемых ниже [5] . Для термов каждого типа, таких как константа, переменная, структура, имеются свои правила образования имен термов из литер. Ниже вкратце обсуждаются каждый из типов термов.
5
В книге ничего не говорится о буквах русского алфавита. Мы будем считать, что в набор допустимых литер Пролога входят русские буквы – строчные и прописные.
– Прим. ред.
2.1.1. Константы
Константами являются поименованные конкретные объектыили конкретные отношения.Существует два вида констант: атомыи целые числа.Примерами атомов являются имена, приводившиеся в предыдущей главе:
нравится мэри джон книга вино имеет драгоценности может_украсть
Специальные символы, используемые Прологом для обозначения вопросов '?-' и правил ':-', также являются атомами. Есть два вида атомов: составленные из букв и цифр и составленные из спецзнаков. Первые, как мы видели в предыдущей главе, должны обычно начинаться со строчной буквы. Атомы, составленные из спецзнаков, как правило, состоят толькоиз спецзнаков. Иногда возникает необходимость иметь атом, начинающийся с прописной буквы или цифры. Если атом заключается в одиночные кавычки, то его имя может содержать любыелитеры. И наконец, для простоты чтения внутрь атома можно включать специальную литеру – подчеркивание '_'. Ниже приведено несколько атомов:
а
свободный
=
'джордж-смит'
– -›
джордж_смит
ieh2304
Следующие объекты не являются атомами:
2304ieh
джордж-смит
Пустой
_ альфа
Другой вид констант, целые числа, используется для представления числовых данных, что позволяет выполнять над ними арифметические операции. В предыдущей главе не обсуждались способы выполнения арифметических операций в Прологе, такие средства будут определены ниже. Целые числа состоят только из цифр и не могут содержать десятичной запятой. В этой книге будут использоваться сравнительно небольшие положительные числа, такие как
0 1 999 512 8192 14765 6224
Пролог реализован на различных ЭВМ и в зависимости от того, на какой именно ЭВМ работает программист, ему может быть разрешено или не разрешено использовать большие или отрицательные числа. Однако в данной книге приводятся только примеры, допустимые для любой из существующих версий Пролога. Можно утверждать, что всегда разрешается использовать числа из диапазона от 0 до 16 383. Возможно, что на доступной читателю ЭВМ допустимы и другие числа (превышающие 16 383 или отрицательные), однако дальнейшее изложение этого не учитывает. Может быть, это покажется удивительным, однако в задачах, в которых оказался полезным Пролог, как правило, не нужны средства для работы с очень большими, дробными или отрицательными числами. Тем не менее, поскольку Пролог является расширяемым языком, программист, обладающий соответствующими ресурсами, может без особого труда добавить к системе предикаты, определяющие такие возможности. Например, некоторые Пролог-системы предоставляют пользователям библиотечные программы, определяющие операции над рациональными числами и числами произвольной точности.
2.1.2. Переменные
Второй разновидностью термов в Прологе являются переменные. Переменные внешне похожи на атомы, за исключением того, что они начинаются с прописной буквы или знака подчеркивания '_'. Переменная служит для представления объекта, на который нельзя сослаться по имени. Здесь можно провести аналогию с использованием местоимений в естественном языке. В приведенных выше примерах фигурировали переменные с такими именами как X, Yи Z. Однако имена могут быть сколь угодно длинными, например:
Ответ
Ввод
Большая_Выплата
_3_слепые_мыши
Иногда возникает необходимость в использовании переменной, имя которой не будет нигде употребляться. Например, если необходимо определить, нравится ли кому-нибудь Джон, и при этом не важно, кому именно он нравится, можно использовать анонимную переменную.
Анонимная переменная – это одиночный знак подчеркивания '_'. Наш пример с Джоном записывается на Прологе следующим образом:
?- нравится(_,джон).
Если в одно утверждение входят несколько анонимных переменных, их можно интерпретировать неоднозначно. Это характерная особенность, присущая только анонимной переменной. Она позволяет избавить программиста от необходимости придумывать разные имена переменным в тех случаях, когда эти имена в утверждении нигде больше не употребляются.
2.1.3. Структуры
Третьим видом терма, присутствующим в Пролог-программах, является структура. Структура – это единый объект, состоящий из совокупности других объектов, называемых компонентами. Компоненты группируются в структуру для удобства их использования.
В реальной жизни одним из примеров структур является карточка-указатель для библиотечной книги. Карточка-указатель содержит несколько компонент: сведения об авторе, название книги, дату издания, место, где книга хранится в библиотеке, и т. д. Некоторые из компонент в свою очередь тоже можно разбить на компоненты. Например, сведения об авторе состоят из фамилии и инициалов.
Структуры служат средством организации данных в программе, поскольку они позволяют рассматривать как единый объект (карточку-указатель) группу отдельных элементов данных. Способ, которым осуществляется разложение данных на компоненты, зависит от решаемой задачи, В книге будут приведены некоторые рекомендации на этот счет.
Структуры полезны также в тех случаях, когда имеется общий тип и может существовать много конкретных экземпляров объектов этого типа. Например, книги. В главе 1 приводился факт
имеет(джон, книга).
обозначающий, что у Джона есть некоторая конкретная книга. Если затем будет сформулирован факт
имеет(мэри, книга).
то это означает, что у Мэри есть тот же самый объект, что и у Джона, поскольку в обоих фактах фигурирует одно и то же имя. Не существует другого способа указания факта, что объекты различны, кроме присвоения им различных имен. Можно было бы уточнить приведенные факты: