Vife(X) :– family( _ , X , _ ). % X – жена

child(X) :– family( _ , _ , Children ), % X – ребенок

member( X , Children ).

exist(X) :– husband( X ); vife( X ); child( X ). % X – любой член семьи

Этими процедурами можно воспользоваться, например, в следующих запросах к базе данных:

1) найти имена и фамилии всех людей из базы данных:

Goal: exist( mem( Nam, Fam, _ , _ )).

2) Найти всех работающих жен:

Goal: vife(mem( Nam, Fam, _ ,worker( _ , _ ))).

Другой способ извлечения информации из структурированной базы данных – через так называемый предикат-селектор. Селектор позволяет извлечь Общий вид такого предиката-селектора:

селектор(Структурный объект, Выбранная компонента).

Селектор позволяет извлечь отдельные компоненты структуры. Например, если хотим извлечь величину дохода отдельного члена семьи, следует записать селектор:

dohod(mem( _ , _ , _ , worker( _ , D)), D ). % D – доход работающего

dohod(mem( _ , _ , _ , notwork), 0 ). % 0 – доход неработающего

Ясно, что селектор требует конкретизированный первый аргумент, поэтому селектор всегда используется в правой части правила или в цели, предварительно конкретизирующей структуру. Тогда, чтобы найти людей, чей доход меньше чем 8000, можно записать цель:

Goal: exist(Man), dohod(Man, D), D < 8000.

Видно, что при использовании селектора структурный объект (переменная Man) задан как единое целое. Пролог прекрасно справляется с «расщеплением» структуры и извлечением из нее отдельных единиц информации. Использование отношений-селекторов позволяет забыть о деталях представления информации и облегчает написание и последующую модификацию программ.

3.6.2. Задача "Ханойская башня". Имеется три стержня А,В,С. На стержне А лежит N дисков пирамидой, сужающейся кверху. Надо переместить диски со стержня А на стержень C, используя промежуточный стержень B и соблюдая законы:

1) диски можно перемещать с одного стержня на другой по одному;

2) нельзя класть больший диск на меньший;

3) при переносе дисков с одного стержня на другой можно использовать промежуточный третий стержень, на котором диски должны находиться тоже только в виде пирамиды.

Если в программе использовать рекурсивную процедуру, то программа становится удивительно маленькой: два рекурсивных вызова процедуры и оператор вывода результатов перемещения дисков.

Собственно "перемещению" диска соответствует оператор вывода, указывающий, с какого стержня на какой переместить диск. Основным рабочим предикатом является рекурсивный предикат move. Базовое правило этой рекурсии: если диск один, то переместить его с левого стержня на правый. Иначе, переместить N-1 диск с левого диска на средний промежуточный, переместить один диск с левого стержня на правый и затем переместить N-1 диск со среднего стержня на правый, используя левый стержень как промежуточный.

Domains

loc = right; middle; left

predicates

hanoi(integer)

move(integer, loc, loc, loc)

inform(loc, loc)

clauses

hanoi(N) :– move(N, left, middle, right). % Запуск программы

move(1, A, _, C) :– inform(A, C), !. % Переместить один диск

move(N, A, B, C) :– % Переместить N дисков

N1=N-1, move(N1, A, C, B),

inform(A, C), move(N1, B, A, C).

inform(Loc1, Loc2) :– write("\nMove a disk from ", Loc1, " to ", Loc2).

Goal hanoi(10). % Перемещаем 10 дисков

3.6.3. Задача о перевозке через реку волка, козы и капусты. Предполагается, что вместе с человеком в лодке помещается только один объект и что человеку приходится охранять козу от волка и капусту от козы. Типичная задача, описываемая пространством состояний. Пространство состояний - это граф, вершины которого соответствуют ситуациям, встречающимся в задаче, а решение задачи сводится к поиску пути в этом графе между заданной начальной ситуацией (стартовой вершиной) и некоторой конечной ситуацией, называемой целевой вершиной.

Пространство состояний можно указывать явно в виде набора двухаргументных отношений. Такое отношение истинно, если существует разрешенный ход. Однако этот принцип оказывается непрактичным и нереальным, когда пространство состояний достаточно велико. Поэтому отношение следования обычно определяется неявно при помощи правил вычисления вершин-преемников некоторой заданной вершины. Использование структур дает возможность программировать пространство состояний, взамен полного перебора их описаний.

Каждый из четырех объектов (фермер, волк, коза и капуста) может находиться в одном из двух состояний LOC: east или west, в зависимости от того, на каком берегу (восточном или западном) они находятся. Общее состояние всех субъектов описывается структурой STATE. Понятно, что если в начальный момент все объекты находятся в состоянии east, то программа должна перевести их в состояние west, избегая запрещенных состояний. К запрещенным состояниям относятся следующие: фермер в одном состоянии, например east, а волк и коза – в состоянии west, т.е. при отсутствии фермера волк съест козу; к другим запрещенным состоянием относятся присутствие вместе козы и капусты в отсутствие фермера. Последовательность допустимых переходов структур STATE даст искомое решение.

DOMAINS

LOC = east ; west

STATE = state(LOC,LOC,LOC,LOC)

PATH = STATE*

PREDICATES

go(STATE,STATE) % запуск программы

path(STATE,STATE,PATH,PATH) % основной рабочий предикат

move(STATE,STATE) % одна перевозка

opposite(LOC,LOC) % переход в противоположное состояние

unsafe(STATE) % запрещенное состояние

member(STATE,PATH) % проверка принадлежности

write_path(PATH) % оформление вывода

GOAL

makewindow(4, 7, 0, "", 0, 0, 24, 80),

go(state(east, east, east, east), state(west, west, west, west)),

write("solved press any key to continue"),

readchar( _ ),

exit.

CLAUSES

go(S,G) :- path( S, G, [ S ], L ),

nl, write("A solution is:"), nl,

write_path( L ),

fail.

go( _ , _ ).

path( S, G, L, L1 ) :- move( S, S1 ),

not( unsafe( S1 ) ),

not( member( S1, L ) ),

path( S1, G, [ S1 | L ], L1 ), !.

path( G, G, T, T ):- !. % Базовое правило, последний

% аргумент фиксирует результат

move(state( X, X, G, C ), state( Y, Y, G, C )):-opposite( X, Y ). % фермер + волк

move(state( X, W, X, C ), state( Y, W, Y, C )):-opposite( X, Y ). % фермер + коза

move(state( X, W, G, X), state( Y, W, G, Y )):-opposite( X, Y ) . % фермер + капуста

move(state( X, W, G, C ), state( Y, W, G, C )):-opposite( X, Y ). % только фермер

opposite( east, west ).

opposite( west, east ):- !.

unsafe( state( F, X, X, _ ) ):- opposite( F, X ). /* волк съест козу */

unsafe( state( F, _ , X, X ) ):- opposite( F, X ). /* коза съест капусту */

member( X , [ X | _ ] ).

member( X, [ _ | L ] ):-member( X, L ).