Программирование на языке пролог

Клоксин У.

Имеется встроенный (стандартный) файл, называемый user. Чтение этого файла вызывает ввод данных с клавиатуры терминала, а запись в этот файл приводит к тому, что литеры печатаются на дисплее. Такой режим работы считается стандартным. При вводе с клавиатуры терминала признак конца файла генерируется при вводе управляющей литеры с кодом ASCII 26. Это окажет на выполнение get0и readтакое же воздействие, как если бы встретился конец файла.

5.4.1. Запись в файлы

Для записи в файлы термов и литер могут быть использованы в точности те же самые предикаты, что обсуждались ранее Единственное различие состоит в том, что когда мы хотим записать данные в файл, то нам надо сменить текущий выходной поток данныхтак, чтобы им являлся файл, в который мы будем записывать данные, а не дисплей терминала. Текущий выходной поток данных изменяется с помощью

предиката tell.Если Xконкретизирована именем файла, которое должно быть атомом, то целевое утверждение tell(X)переключает текущий выходной поток данных таким образом, что любая операция записи (выполняемая с помощью write, putи других подобных предикатов) будет производиться в этот файл, а не на дисплей терминала. Целевое утверждение tell(X)можно согласовать лишь один раз. Точно так же при выполнении Прологом возврата за целевое утверждение tellне происходит восстановления прежнего текущего выходного потока данных. Наряду со сменой текущего выходного потока данных предикат tellв зависимости от ситуации выполняет также другие операции. В первый раз, когда программа обращается к tellс конкретным именем файла X, Пролог считает, что необходимо завести новый файл с этим именем. Поэтому если Xконкретизирована некоторым именем файла и файл с таким именем уже существует, то все литеры, уже содержащиеся в этом файле, удаляются. Напротив, если файла с именем, являющимся значением X, не существует, то файл с таким именем будет создан. В обоих случаях файл считается открытым (для записи в него). Это значит, что каждая последующая запись в этот файл будет добавлять литеры в конец файла до тех пор, пока не появится явное указание, что запись в файл полностью завершена (пока файл не будет закрыт). С данного момента если будет сделана новая попытка записи в этот файл, то Пролог, как и прежде, будет считать, что необходимо писать новую версию этого файла. При попытке выполнить tell(X),когда переменная Xне имеет конкретного значения или ее значение не является именем файла, возникает ошибка. Реакция Пролог-системы на возникающие ошибки зависит от конкретной реализации.

Предикат tellingиспользуется для определения имени файла, служащего текущим выходным потоком данных. Целевое утверждение telling(X)считается согласованным, если Xимеет своим значением имя файла текущего выходного потока данных. Как вы, наверное, догадываетесь, если X неконкретизировано, то tellingконкретизирует Xатомом (именем файла), делающим это целевое утверждение верным.

Когда запись в файл полностью завершена, то выполнение предиката toldоформит конец файла и закроет его (для вывода). Кроме того, в результате его выполнения текущим выходным потоком данных снова станет дисплей терминала. Таким образом, типичная последовательность целевых утверждений для записи в файл некоторой совокупности литер имеет вид

… tеll(фред), write(X), told,…

Если текущий выходной поток данных переключается на другой файл без использования told,то прежний файл не будет закрыт и останется доступным для записи в него. Это позволяет делать записи в файл с перерывами, как в следующем примере;

…tell (X), write(A), tell(user),write(B), tell(X), write(C), told.

5.4.2. Чтение файлов

Предикаты, которые предоставляет Пролог для переключения текущего входного потока данных, аналогичны предикатам, обсуждавшимся выше. Целевое утверждение see(X)переключает текущий входной поток данных на файл с указанным именем. Так же как и tell,это целевое утверждение не может быть доказано вновь, и выполненное предикатом изменение входного потока не переделывается при возврате. При первом выполнении see(X)для некоторого файла Xэтот файл становится открытым (для чтения), при этом чтение начинается с начала файла. Последующая операция чтения продолжает читать данные с того места, где закончила предыдущая операция. И так до тех пор, пока не будет сделано явного закрытия файла. С этого момента новая попытка читать из файла приведет к тому, что файл будет открыт и чтение начнется с начала файла, как и прежде. Текущий входной поток данных может быть определен в результате выполнения seeing(X),и текущий входной поток данных может быть переключен обратно на ввод с терминала в результате выполнения целевого утверждения seen, которое также закрывает файл.

5.4.3. Ввод программ

Чтение данных из файлов и запись данных в файлы наиболее полезны тогда, когда объем данных, с которыми работает наша программа и которые мы хотим поместить в базу данных, превосходит тот объем, который мы можем вводить вручную при каждом сеансе работы с ЭВМ. В Прологе файлы используются главным образом для хранения

программ. Если текст Пролог-программы содержится в некотором файле, то мы можем прочитать все утверждения, содержащиеся в файле, и поместить их в базу данных, воспользовавшись для этого предикатом consult.Если значением Xявляется имя файла, то цель consult(X)прочитает утверждения (факты и правила) и целевые утверждения из этого файла. Большинство реализаций Пролога имеют специальную форму записи для предиката consult,позволяющую прочитать последовательно один за другим список файлов. Если вопрос к Пролог-системе имеет вид списка атомов, то Пролог-система прочитает каждый файл из этого списка. В качестве примера использования такой формы записи приведем следующий вопрос:

?- файл1, отображение, эксперт.

Этот вопрос обрабатывается таким образом, как если бы Пролог выполнял целевое утверждение consultall(X),где X– это список, заданный в вопросе, а предикат consultallопределен следующим образом:

consultall([]).

consultall(H|T]):- consult(H), consultall(T).

Однако короткая списковая запись более экономична, а это особенно важно, если принять во внимание, что самое первое действие, которое выполняет работающий с Прологом программист,- это чтение из файлов своих предикатов. Предикат consultавтоматически прекращает чтение утверждений, когда встречается конец файла. В разд. 6.1 предикат consultописывается более подробно.

5.5. Объявление операторов

Причина, по которой операторы рассматриваются в главе, посвященной вводу-выводу, состоит в том, что операторы предоставляют некоторые синтаксические удобства при чтении и записи термов. Никаких других причин для введения операторов нет. Для начала коротко напомним сказанное в разд. 2.3, а затем расскажем о том, как объявляются операторы.

Синтаксис языка разрешает использование операторов, обладающих следующими тремя свойствами: позицией, приоритетом и ассоциативностью. По занимаемой позиции операторы могут быть инфиксными, постфиксными или префиксными (оператор, имеющий два аргумента, может располагаться между аргументами; оператор с одним аргументом может находиться либо после аргумента, либо перед ним). Приоритет оператора – это некоторое целое число, диапазон изменения которого зависит от конкретной реализации Пролога. Предположим, что оно находится в диапазоне от 1до 255. Приоритет используется для того, чтобы придать однозначную интерпретацию выражениям в тех случаях, когда синтаксис термов не задан явно с помощью скобок. Ассоциативность необходима для придания однозначной интерпретации выражениям, в которых имеются два оператора с одинаковыми приоритетами. Оператору в языке Пролог соответствует специальный атом, который специфицирует позицию и ассоциативность оператора. Для инфиксных операторов возможны следующие спецификации:

xfx xfy yfx yfy

Чтобы понять смысл этих спецификаций, их полезно рассматривать как «образцы» возможного использования операторов. В приведенных образцах буква fпредставляет оператор, а хи у– аргументы. Таким образом, во всех приведенных выше образцах оператор должен находиться междудвумя аргументами, т. е. он является инфиксным оператором. В соответствии с этим соглашением

fx fy

есть две спецификации для префиксных операторов (оператор записывается перед его единственным аргументом). Точно так же

xf yf

представляют возможные спецификации для постфиксных операторов. Может вызвать недоумение использование двух букв для обозначения аргументов. Использование букв хи ув той или иной позиции позволяет выразить информацию об ассоциативности оператора. В предположении, что выражение не содержит скобок, буква у указывает, что соответствующий ей аргумент может содержать операторы с приоритетом, равным приоритету данного оператора или с более низким приоритетом. Напротив, буква хуказывает, что каждый оператор в соответствующем ей аргументе должен иметь строго более низкий приоритет по сравнению с приоритетом данного оператора. Рассмотрим, что это значит для оператора +, объявленного как yfx. Если имеется выражение

а + b + с

то для него возможны две следующие интерпретации:

(а + b) + с а + (b + с)

Вторая интерпретация исключается, так как при этом аргумент, стоящий после первого вхождения +, содержит оператор с тем же самым приоритетом (второй оператор +). Это противоречит тому, что в спецификации оператора + после fстоит х.

Оператор, имеющий спецификацию yfx, является левоассоциативным. Аналогично оператор со спецификацией xfyявляется правоассоциативным. Если мы знаем необходимую ассоциативность объявляемого инфиксного оператора, то это значит, что однозначно определяется соответствующая оператору спецификация.