- •У.Клоксин, к.Меллиш программирование на языке пролог Для программистов и пользователей эвм. Предисловие редакторов перевода
- •Предисловие ко второму изданию
- •Предисловие к первому изданию
- •Глава 1 введение
- •1.1. Факты
- •1.2. Вопросы
- •1.3. Переменные
- •1.4. Конъюнкции
- •1.5. Правила
- •1.6. Заключение и упражнения
- •Глава 2 более детальное описание
- •2.1. Синтаксические правила
- •2.1.1. Константы
- •2.1.2. Переменные
- •2.1.3. Структуры
- •2.2. Литеры
- •2.3. Операторы
- •2.4. Равенство и установление соответствия
- •2.5. Арифметика
- •2.6. Общая схема согласования целевых утверждений
- •2.6.1. Успешное доказательство конъюнкции целевых утверждений
- •2.6.2. Рассмотрение целевых утверждений при использовании механизма возврата
- •2.6.3. Установление соответствия
- •Глава 3. Использование структур данных
- •3.1. Структуры и деревья
- •3.2. Списки
- •3.3. Принадлежность элементов списку
- •3.4. Пример: преобразование предложений
- •3.5. Пример: упорядочение по алфавиту
- •3.6. Использование предиката присоединить и спецификация деталей
- •Глава 4. Возврат и отсечение
- •4.1. Порождение множественных решений
- •4.2. Отсечение
- •4.3. Общие случаи использования отсечения
- •4.3.1. Подтверждение правильности выбора правила
- •4.3.2. Комбинация «отсечение-fail»
- •4.4. Проблемы, связанные с использованием отсечения
- •Глава 5 ввод и вывод
- •5.1. Ввод и вывод термов
- •5.1.1. Вывод термов
- •5.1.2. Ввод термов
- •5.2. Ввод и вывод литер
- •5.2.1. Вывод литер
- •5.2.2. Ввод литер
- •5.3. Ввод предложений
- •5.4. Чтение файлов и запись в файлы
- •5.4.1. Запись в файлы
- •5.4.2. Чтение файлов
- •5.4.3. Ввод программ
- •5.5. Объявление операторов
- •Глава 6. Встроенные предикаты
- •6.1. Ввод новых утверждений
- •Списковая форма записи
- •6.2. Выполнение и невыполнение целевого утверждения
- •6.3. Классификация термов
- •6.4. Работа с утверждениями как с термами
- •6.5. Создание структур и работа с компонентами структур
- •6.6. Воздействие на процесс возврата
- •Отсечение
- •6.7. Формирование составных целевых утверждений
- •Конъюнкция целей
- •Дизъюнкция целей
- •6.8. Равенство
- •6.9. Ввод и вывод данных
- •6.10. Обработка файлов
- •6.11. Вычисление арифметических выражений
- •6.12. Сравнение чисел
- •6.13. Наблюдение за выполнением программы на Прологе
- •Глава 7. Еще несколько примеров программ
- •7.1. Словарь в виде упорядоченного дерева
- •7.2. Поиск в лабиринте
- •7.3. Ханойские башни
- •7.4. Справочник комплектующих деталей
- •7.5. Обработка списков
- •7.6. Представление и обработка множеств
- •7.7. Сортировка
- •7.8. Использование базы данных: random, генатом, найтивсе
- •Генератор случайных чисел (random)
- •Генератор имен (генатом)
- •Генератор списков структур (найтивсе)
- •7.9. Поиск по графу
- •7.10. Просеивай Двойки, Просеивай Тройки
- •7.11. Символьное дифференцирование
- •7.12. Отображение структур и преобразование деревьев
- •7.13. Применение предикатов clause и retract
- •Глава 8. Отладка пролог-программ
- •8.1. Расположение текстов программ
- •8.2. Типичные ошибки
- •8.3. Модель трассировки
- •8.4. Трассировка и контрольные точки
- •Выдача информации о цели
- •Выдача информации о предшественниках
- •Изменение уровня трассировки
- •Вмешательство в процесс согласования цели
- •Другие команды
- •Заключение
- •8.5. Фиксация ошибок
- •Глава 9. Использование грамматических правил в прологе
- •9.1. Проблема синтаксического анализа
- •9.2. Описание синтаксического анализа на языке Пролог
- •9.3. Запись грамматических правил в Прологе
- •9.4. Присоединение дополнительных аргументов
- •9.5. Введение дополнительных условий
- •9.6. Заключение
- •Глава 10. Пролог и математическая логика
- •10.1. Краткое введение в исчисление предикатов
- •10.2. Приведение формул к стандартной форме
- •Этап 1 - исключение импликаций и зквивалентностей
- •Этап 2 - перенос отрицания внутрь формулы
- •Этап 3 - сколемизация
- •Этап 4 - вынесение кванторов общности в начало формулы
- •Этап 5 - использование дистрибутивных законов для & и #
- •Этап 6 - выделение множества дизъюнктов
- •10.3. Форма записи дизъюнктов
- •10.4. Принцип резолюций и доказательство теорем
- •10.5. Хорновские дизъюнкты
- •10.6. Пролог
- •10.7. Пролог и логическое программирование
- •Глава 11. Программные проекты на прологе
- •11.1. Простые проекты
- •11.2. Более сложные проекты
- •Приложение а. Ответы к некоторым упражнениям
- •Приложение в. Программа приведения формул исчисления предикатов к стандартной форме
- •Этап 1 - исключение импликаций
- •Этап 2 - перенос отрицания внутрь формулы
- •Этап 3 - сколемизация
- •Этап 4 - вынесение кванторов общности в начало формулы
- •Этап 5 - использование дистрибутивных законов для. & и #
- •Этап 6 - выделение множества дизъюнктов
- •Печать утверждений
- •Приложение с. Различные версии языка пролог
- •Синтаксис
- •Различные ограничения
- •Возможности окружения
- •Компиляция
- •Специальные встроенные предикаты
- •Средства отладки
- •Приложение d. Пролог для эвм dec system-10
- •Пример сеанса работы
- •Синтаксис
- •Различные ограничения
- •Возможности окружения
- •Компиляция
- •Различия во встроенных предикатах
- •Дополнительные встроенные предикаты
- •Средства отладки
- •Литература
- •Приложение е. Микро-пролог
- •Пример сеанса работы
- •Синтаксис
- •Различные ограничения
- •Возможности окружения
- •Специальные встроенные предикаты
- •Средства отладки
- •Литература
- •Приложение f. Система мпролог[19]
- •Пример сеанса работы
- •Синтаксис
- •Модульность
- •Компоненты системы мПролог
- •Различные ограничения
- •Дополнительные встроенные предикаты
- •Средства отладки
- •Литература
- •Примечания
Приложение с. Различные версии языка пролог
В настоящее время существует много различных версий Пролога, которые можно встретить во многих организациях. Разнообразие версий отчасти объясняется разнообразием имеющихся ЭВМ. Нет двух ЭВМ, для которых с одинаковой легкостью писались бы все возможные программы. Это нашло отражение в том, что различные реализации Пролога отличаются друг от друга по своим возможностям. Но даже две ЭВМ одного и того же типа могут работать с разными операционными системами. Операционная система – это программа, осуществляющая общее управление работой ЭВМ, в том числе контроль за эффективным распределением ресурсов между пользователями ЭВМ. Одни операционные системы разрешают программисту использовать широкий набор возможностей, обеспечиваемых ЭВМ. Набор допустимых средств других более скромен. Отсюда и различия между Пролог-системами. Наконец, создатели Пролог-систем часто расходятся в представлениях о том, какие возможности являются лишь эстетически приятными, а какие действительно необходимы. В результате никакие две Пролог-системы не совпадают полностью по возможностям, и не похоже, что эта ситуация вскоре изменится, поскольку относительно реализаций Пролога постоянно возникают новые идеи и усовершенствования.
В этой книге описана версия Пролога, которая не соответствует в точности никакой существующей системе. Скорее наоборот, она была задумана как описание «базового» Пролога, который похож на все системы сразу. Если вы усвоили идеи, изложенные в этой книге, то вам не составит большого труда приспособиться к какой-либо конкретной Пролог-системе, с которой вам придется работать. Синтаксис языка и некоторые встроенные предикаты могут отличаться, но в остальном это будет все тот же базовый Пролог, который описан здесь.
Лучший способ изучения Пролог-системы, которой вы располагаете,- это чтение руководства пользователя, входящего в комплект ее документации. Правда, изложение там может быть сжатым, однако, имея общее представление о языке, вы без особого труда сможете разобраться, чем данная система отличается от того, с чем вы знакомы. В данном приложении отмечается несколько моментов, на которые стоит обратить внимание, а также сообщаются подробные сведения о двух конкретных Пролог-системах, которые довольно широко распространены. При этом мы хотели бы еще раз подчеркнуть, что многие существующие Пролог-системы постепенно меняются, и поэтому ничто не заменит вам изучения свежей версии руководства по Пролог-системе для вашей ЭВМ. Ниже рассматриваются характеристики Пролог-систем, различия в которых наиболее вероятны для разных реализаций Пролога.
Синтаксис
У каждого имеются свои представления о том, какая форма синтаксиса наиболее естественна и наглядна. К счастью, синтаксис Пролога довольно прост и не дает большого простора для вариаций. Один из спорных вопросов – как следует отличать переменные от атомов. Здесь для обозначения переменных используются имена, начинающиеся с прописной буквы, а для обозначения атомов – со строчной. Кроме того, мы допускаем атомы, составленные из последовательностей знаков, таких как '*', '.' и '='. Некоторые Пролог-системы придерживаются в отношении использования прописных и строчных букв обратного соглашения (когда имена переменных начинаются со строчной буквы). Другие различают имена переменных за счет того, что начинают их со специальной литеры, как, например, '_PERSON' или '*PERSON'. Это удобно для систем, где прописные и строчные буквы не различаются. Другим моментом, где возможны расхождения, является способ записи утверждений – как заголовок утверждения отделяется от тела, как разделяются отдельные цели в теле и как обозначаются вопросы к системе. Для этого вполне могут употребляться атомы, отличные от ':-', '.' и '?-', или использоваться более сложные методы. В одной из ранних систем заголовок и цели утверждения размещались одно за другим, причем перед заголовком утверждения ставили знак '+', а перед каждой из подцелей – знак '-'. Короче говоря, вам могут встретиться способы записи утверждений, приведенные ниже, а также и отличные от них.
uncle(X,Z):- parent(X,Y), brother(Y,Z).
Uncle(x,z) ‹- Parent(x,y) & Brother(y,z).
UNCLE(_X,_Z):- PARENT(_X,_Y), BROTHER(_Y,_Z).
+UNCLE(*X,*Z) -PARENT(*X,*Y) -BROTHER(*Y,*Z).
((UNCLE X1 ХЗ) (PARENT X1 Х2) (BROTHER X2 ХЗ))
uncle(X,Z): parent(X,Y); brother(Y,Z).
