【正文】 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 1 第 6章 PROLOG語言 PROLOG語言概述 PROLOG語言的結(jié)構(gòu) PROLOG語言的內(nèi)部謂詞 PROLOG語言的搜索策略 謂詞！的討論 PROLOG程序設(shè)計(jì) PROLOG語言與 C語言的連接 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 2 PROLOG語言概述 到目前為止， PROLOG語言是兩種主要的人工智能程序設(shè)計(jì)語言之一（另一個(gè)是 LISP）。本章對 PROLOG語言做一描述，并討論幾個(gè)例子，使大家了解 PROLOG語言及其特點(diǎn)，并能編寫簡單的 PROLOG程序。 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 3 PROLOG語言的發(fā)展 PROLOG(Programming in Logic)語言是一種以邏輯推理為基礎(chǔ)的邏輯型程序設(shè)計(jì)語言 。 它是陳述性語言而不是過程性的語言 。 PROLOG語言首先由法國馬塞大學(xué)的 Colmerauer和它的研究小組于 1972年研制成功 ， 后來在歐洲得到進(jìn)一步發(fā)展 。 特別是 1981年日本宣布要以 PROLOG作為他們正在研制的新一代計(jì)算機(jī) ——智能計(jì)算機(jī)的核心語言 ，更使 PROLOG舉世矚目 ， 迅速風(fēng)靡世界 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 4 Prolog是建立在邏輯學(xué)的理論基礎(chǔ)之上的， 最初是運(yùn)用于自然語言的研究領(lǐng)域。然而現(xiàn)在它被廣泛的應(yīng)用在人工智能的研究中，它可以用來建造專家系統(tǒng)、自然語言理解、智能知識庫等。 同時(shí)它對一些通常的應(yīng)用程序的編寫也很有幫助。使用它能夠比其他的語言更快速地開發(fā)程序，因?yàn)樗木幊谭椒ǜ笫鞘褂眠壿嫷恼Z言來描述程序。 從純理論的角度來講， Prolog是一種令人陶醉的編程語言，接近人的思維習(xí)慣。 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 5 早期 PROLOG版本都是解釋型的， 1986年美國的 Borland公司推出了編譯型 PROLOGTurboPROLOG，并很快成為 PC機(jī)上流行的 PROLOG。 現(xiàn)在運(yùn)行在 Windows環(huán)境下的可視化編程語言 Visual PROLOG也已面世。 但這些 PROLOG語言版本屬順序邏輯程序設(shè)計(jì)語言。 目前的常用 PROLOG環(huán)境有： Visual Prolog 、 Amzi! Prolog、 SWI Prolog、 Turbo Prolog、 B Prolog 、 Strawberry Prolog、 Sicstus Prolog、 EZY Prolog 等。 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 6 PROLOG語言的特點(diǎn) 作為一種程序設(shè)計(jì)語言 ， PROLOG語言它與一般的程序設(shè)計(jì)語言有很大的差別 。 用一般的程序設(shè)計(jì)語言 ， 像 Fortran C等等來解決問題的時(shí)候 ， 都要指明算法 。 即告訴計(jì)算機(jī) “ 如何做 ” 。 prolog是更加容易理解的語言 。 (1) PROLOG語言求解問題的時(shí)候 ， 只要求程序員描述所解問題中的對象和反映他們之間關(guān)系的某些已知事實(shí) ， 描述 ， 定義各個(gè)對象和他們之間關(guān)系的某些規(guī)則 。 它強(qiáng)調(diào)的是對象之間的邏輯關(guān)系 。 (2) PROLOG語言的數(shù)據(jù)和程序結(jié)構(gòu)統(tǒng)一 ， PROLOG提供了一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為 “ 項(xiàng) ” 。 所有的程序和數(shù)據(jù)都由項(xiàng)組成 (3) PROLOG可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)模式匹配和回溯 。 (4) 遞歸是 PROLOG語言的重要特點(diǎn)之一 語法簡明，只有三種句型 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 7 一個(gè)例子 ：比如一群年輕人正在戀愛，每個(gè)人都有自己心中所追求的對象： 張學(xué)友愛王菲 張學(xué)友愛周慧敏 王菲愛謝廷峰 周慧敏愛張學(xué)友 謝廷峰愛王菲 謝廷峰愛周慧敏 劉德華愛周慧敏 問題：我們說兩個(gè)年輕人要互相都喜愛，他們就算是一對情侶，那么上面的誰和誰是情侶呢？ 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 8 解答 ： 事實(shí)的表達(dá)：“ 張學(xué)友愛王菲 ” 是一條已知的事實(shí)，用 prolog語言來表達(dá)就是：愛 (張學(xué)友 ,王菲 ). 注意 1： prolog是不允許使用除了基本字符以外字符的，上面的句子必須寫成 love(zhangxueyou,wanfei).，電腦才能夠真正的理解。 注意 2：最末尾的 “ .”一定不能掉，它表示一個(gè)句子結(jié)束。 注意 3：上面詞匯對于電腦來說并沒有真正的含義，所以我們完全可以用 ai(zxy,wf).來表達(dá)這個(gè)關(guān)系 。 注意 4：張學(xué)友和王菲的順序也沒有特別的規(guī)定，你完全可以把他們換個(gè)位置：愛 (王菲 ,張學(xué)友 ). 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 9 規(guī)則的表達(dá)：即， 那么情侶的概念怎么定義呢？ 情侶 (某人甲 ,某人乙 ):愛 (某人甲 ,某人乙 ),愛 (某人乙 ,某人甲 ). :在 prolog中表示 “ 如果 ” 的意思 。 規(guī)則： lovers(X,Y):love(X,Y),love(Y,X). 如果把上面的程序調(diào)入 prolog解釋器然后就可以對以上的程序進(jìn)行詢問。 prolog解釋器的提示符號為 “ ?”，你只需要在在這個(gè)提示符后面輸入自己的句子就可以了。 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 10 完整的可運(yùn)行的 prolog程序如下： love(zhangxueyou,wanfei). love(zhangxueyou,zouhuimin). love(wanfei,xietinfen). love(zouhuimin,zhangxueyou). love(xietinfen,wanfei). love(xietinfen,zouhuimin). love(liudehua,zouhuimin). lovers(X,Y):love(X,Y),love(Y,X). 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 11 詢問 ： 1） ?love(zhangxueyou,wanfei). yes. 2） ?love(zhangxueyou,X). X=wanfei； X=zouhuimin； no. 用戶輸入 “ ； ” ，解釋器將繼續(xù)尋找其他的答案 。 解釋器又找不到其他的答案了，于是輸出 。 3） ?love(X,zouhuimin). 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 12 在上面的詢問中，我們只涉及到對事實(shí)的查詢，下面我們來看規(guī)則的用法。 1） ? lovers(X,Y). X = zhangxueyou Y = zouhuimin 。 X = wanfei Y = xietinfen 。 X = zouhuimin Y = zhangxueyou 。 X = xietinfen Y = wanfei 。 no 2) ? lovers(wanfei,Y). 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 13 編寫一個(gè)尋找情敵的規(guī)則 : rival_in_love(X,Y):love(X,Z),not(love(Z,X)),love(Z,Y). ? rival_in_love(X,Y). X = zhangxueyou Y = xietinfen 。 X = xietinfen Y = zhangxueyou 。 X = liudehua Y = zhangxueyou 。 no 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 14 和其他的語言進(jìn)行比較 prolog的特點(diǎn) : 1. prolog程序沒有特定的運(yùn)行順序，其運(yùn)行順序是由電腦決定的，而不是編程序的人。 2. prolog程序中沒有 if、 when、 case、 for這樣的控制流程語句。程序的運(yùn)行方式有電腦自己決定 。 3. prolog程序和數(shù)據(jù)高度統(tǒng)一。在 prolog程序中，是很難分清楚哪些是程序，哪些是數(shù)據(jù)的。 4. prolog程序?qū)嶋H上是一個(gè)智能數(shù)據(jù)庫。 prolog的原理就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，它是建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上的。 5. 強(qiáng)大的遞歸功能。在 prolog中，遞歸的功能得到了充分的體現(xiàn) 。 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 15 PROLOG語言的結(jié)構(gòu) PROLOG語言和其他任何一種計(jì)算機(jī)高級語言一樣 ， 有其定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 1. 常量 PROLOG的常量有整數(shù) 、 實(shí)數(shù) 、 字符 、 串 、 符號 、 結(jié)構(gòu) 、 表和文件這八種數(shù)據(jù)類型 。 如： 123(整數(shù) )， abC21（ 標(biāo)識符 ） , ?、 － 、 ＝ （ 符號 ） ， abc、01 、 $(字符集 )。 2. 變量 同理 ， PROLOG的變量也就有這八種取值 。 另外 ， 變量名要求必須是以大寫字母或下劃線開頭的字母 、 數(shù)字和下劃線序列 ， 或者只有一個(gè)下劃線(_)。 最后一種變量稱為無名變量 (匿名變量 )。 比如想知道是否有人喜歡跳舞 ， 但是不需要知道這個(gè)人的名字的時(shí)候 ， 就可以用匿名變量 第 6章 PROLOG語言 2021/11/10 16 3. 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)也稱復(fù)合對象 ， 它是 PRO