7. Иерархическая организация данных

В отличие от реляционных баз данных Пролог позволяет организовывать иерархическую структуру данных и делать к ней запросы без формирования нескольких связанных таблиц.

В основе иерархической организации данных лежат структуры. Структуры удобно изображать с помощью деревьев. На рис. 2 приведено графическое изображение трехуровневой структуры

«студент (номер_группы, фио(имя, фамилия), адрес(улица, дом, квартира))».

При анализе структур используют понятие функтора – названия узла дерева. Корень дерева называется главным функтором. В нашем случае главный функтор – «студент».

Структура рассматривается как целостный объект и может участвовать в операции сопоставления по общим правилам, изложенным в подразд. 2.1 Примеры сопоставления двухуровневой структуры «расстояние (точка(значение, значение), точка(значение, значение))» приведены в табл.1. Здесь же добавим, что структура может целиком конкретизировать переменную при выполнении предиката «=».

С= студент(а_98, фио(“Иван”, “Петров”),

адрес(“Александровская”,2, 23)).

Для описания структур в VIP используются составные домены. В составном домене тип аргумента структуры объявляется как структура.

В нашей структуре «студент» выберем в качестве доменов номер_группы, фио_студента, адрес _студента. Предикат будет выглядеть следующим образом:

студент (номер_группы, фио_студента, адрес_студента).

Домены опишем так, как они приведены в исходной структуре.

фио_студента=фио(имя, фамилия).

адрес_студента=адрес(улица, дом, квартира).

Имя, фамилию, улицу определим как string, дом и квартиру как integer, номер_группы как symbol.

Рис. 2

DOMAINS

фио_студента = фио(имя, фамилия)

адрес_студента=адрес(улица, дом, квартира)

номер_группы=symbol

имя, фамилия, улица =string

дом, квартира=integer

PREDICATES

студент (номер_группы, фио_студента, адрес_студента)

run

CLAUSES

студент(а_98, фио(“Иван”, “Петров”), адрес(“Александровская”,2, 23)).

студент(а_97, фио(“Владимир”, “Сидоров”), адрес(“Петровская”,16, 38)).

студент(а_98, фио(“Петр”, “Демов”), адрес(“Александровская ”,26, 2)).

run:-студент( X, Y, Z), write (X,Y,Z), fail.

GOAL

run.

При успехе доказательства переменные конкретизируются в соответствии с объявлением доменов следующими значениями:

X=а_98 Y = фио(“Иван”, “Петров”) Z= адрес(“Свердлова”,16,

223))

X=а_97 Y= фио(“Владимир”, “Сидоров” Y= ад

рес(“Петровская”,16, 38))

X=а_98, Y= фио(“Петр”, “Демов”)

Z=адрес(“Александровская ”,26, 2)

Использованием анонимных переменных в запросах позволяет существенно упростить их форму. Сформируем следующий запрос: кто из студентов живет на ул. Александровской?

run:-студент( _, Y, адрес(“Александровская”,_, _), write (X,Y), fail.

Y = фио(“Иван”, “Петров”)

Y= фио(“Петр”, “Демов”)

Структура составного домена может быть достаточно сложной.

Для составных доменов в Прологе имеется возможность формирования нескольких вариантов объявлений, которые перечисляются в разделе доменов через «;». Такой способ объявления доменов называется множественным или альтернативным.

К примеру, создадим БЗ для фактов следующего вида:

исследователь(имя, научные_труды).

Под научными трудами обычно понимают статьи или монографии. Для монографии будем указывать только название и год издания, для статьи еще и название журнала. Домен «научные_труды» получается составным с двумя вариантами описаний.

DOMAINS

научные_труды= монография(название, год);

статья(название, журнал, год)

название, журнал=string

год=integer

имя=string

PREDICATES

исследователь(имя, научные_труды)

CLAUSES

исследователь(“Иванов П.И.”, монография("Животные в лесах Амазонки" , 2001)).

исследователь(“Иванов П.И.”, статья (“Влияние повышенной влажности на развитие живых организмов" , “Природа”, 2004)).

исследователь(“Петров В.Н.”, статья ("Развитие микроорганизмов в щелочной среде", “Биология”, 2008)).

GOAL

исследователь (Иванов,Y),fail.

Y= монография("Животные в лесах Амазонки" , 2001))

Y= статья (“Влияние повышенной влажности на развитие живых организмов" , “Природа”, 2001)).

Множественные домены используются для представления в VIP списков, элементы которых принадлежат к разным типам. Предположим, что необходимо в программе использовать список

[ 2, 9, “ книга”, ‘a’, 123, [1,2,3]] ,

( В традиционном Прологе работа с такими списками затруднений не вызывает.)

Тогда в разделе доменов нужно сделать следующие объявления:

элемент = i(integer); c(char); s(string)

list=элемент*

элемент=l(list)

В соответствии с ними список в программе будет иметь вид

[i(2), i(9), s(“книга”), c(‘a’), i(123), l([i(1), i(2), i(3)])].