Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко

?- plural( table, X).

X  =  tables

6.6. Напишите процедуру

поиск( Ключслово, Предложение)

которая при каждом вызове находит в текущем входном файле предложение, содержащее заданное ключевое слово Ключслово. Предложение в своей исходной форме должно быть представлено в виде последовательности символов или в виде атома (процедуру читпредложение из данного раздела можно соответственно модифицировать).

6.5. Ввод программ: consult, reconsult

Передавать программы пролог-системе можно при помощи двух встроенных предикатов: consult и reconsult. Чтобы система считала программу из файла F, нужно поставить цель

?- consult( F).

В результате все предложения программы, содержащейся в F, будут использованы пролог-системой при ответе на дальнейшие вопросы пользователя. Если позже в том же сеансе произойдет "консультация" с другим файлом, предложения этого нового файла будут просто добавлены в конец текущего множества предложений.

Для того, чтобы запустить программу, не обязательно записывать ее в файл, а затем "консультироваться" с ним. Вместо чтения файла система может принимать программу прямо с терминала, который соответствует псевдофайлу user. Добиться этого можно так:

?- consult( user).

После этого система будет ожидать ввода предложений программы с терминала.

В некоторых пролог-системах применяется сокращенная запись для чтения программ из файлов. Файлы, из которых предстоит чтение, просто помещаются в список и этот список используется в качестве цели. Например:

?- [файл1, файл2, файл3].

Это в точности эквивалентно следующим трем целям:

?-  соnsult( файл1), соnsult( файл2), соnsult( файл3).

Встроенный предикат reconsult аналогичен consult. Цель

?- reconsult( F).

даст тот же эффект, что и consult( F) с одним исключением. Если в F есть предложения, касающиеся отношений, которые уже были определены ранее, старые определения заменяются на новые из F. Разница между consult и reconsult в том, что consult всегда добавляет новые предложения, в то время как reconsult переопределяет ранее введенные определения. Однако reconsult не произведет никакого эффекта на те отношения, о которых в F ничего не сказано.

Следует еще раз заметить, что детали "консультирования" с файлами зависят от конкретной реализации Пролога. Это замечание касается и большинства остальных встроенных процедур.

Резюме

• Ввод и вывод (отличный от связанного с вопросами к программе) осуществляется посредством встроенных процедур. В данной главе описан простой и практичный набор таких процедур, имеющихся во многих реализациях Пролога.

• Файлы являются последовательными. Существуют текущие входной и выходной потоки. Пользовательский терминал рассматривается как файл с именем user.

• Переключение между потоками осуществляется с помощью процедур:

sее( Файл)

 Файл становится текущим входным потоком

tell( Файл)

 Файл становится текущим выходным потоком

seen

 закрывается текущий входной поток

told

 закрывается текущий выходной поток

• Файлы читаются и записываются двумя способами:

  как последовательности символов

  как последовательности термов

Встроенные процедуры для чтения и записи символов и термов таковы:

rеad( Терм)

  вводит следующий терм

write( Терм)

  выводит Терм

put( КодСимвола)

  выводит символ с заданным ASCII-кодом

get0( КодСимвола)

  вводит следующий символ

gеt( КодСимвола) 

  вводит ближайший следующий "печатаемый" символ

• Две процедуры облегчают форматирование:

nl      начинает новую строку

tab( N) выводит N пробелов

• Процедура nаmе( Атом, СписокКодов) осуществляет синтез и декомпозицию атомов. СписокКодов — список ASCII кодов символов, образующих Атом. 

Глава 7

Другие встроенные процедуры

В данной главе мы изучим некоторые другие, не упоминавшиеся ранее встроенные процедуры, предназначенные для более серьезного программирования на Прологе. Эта новые процедуры дают возможность запрограммировать операции, которые известными нам средствами запрограммировать невозможно. Один набор таких процедур касается обработки термов: эти процедуры проверяют, была ли некоторая переменная конкретизирована целым числом, они разбирают термы на части, конструируют новые термы и т.д. Другой полезный набор процедур работает с "базой данных": процедуры из этого набора добавляют новые отношения в программу или удаляют из нее существующие.

Множество встроенных процедур сильно зависит от конкретной реализации Пролога. Однако процедуры, обсуждаемые в данной главе, имеются во многих реализациях. Различные реализации могут иметь свои наборы дополнительных средств.

7.1. Проверка типов термов 

7.1.1. Предикаты var, nоnvar, atom, integer, atomic

Термы бывают разных типов: переменные, целые числа, атомы и т.д. Если терм — переменная, то в некоторый момент выполнения программы он может оказаться конкретизированным или не конкретизированным. Далее, если он конкретизирован, то его значение может быть атомом, структурой и т.п. Иногда бывает полезно узнать, каков тип этого значения. Например, пусть мы хотим сложить значения двух переменных X и Y:

Z is X + Y

Перед вычислением этой цели необходимо, чтобы X и Y были конкретизированы целыми числами. Если у нас нет уверенности в том, что X и Y действительно конкретизированы целыми числами, то перед выполнением арифметического действия нужно проверить это программно.

Для этого следует воспользоваться встроенным предикатом integer (целое). Предикат integer( X) принимает значение истина, если X — целое или если X — переменная, имеющая целое значение. Будем говорить в этом случае, что X "обозначает" целое. Цель для сложения X и Y можно тогда "защитить" такой проверкой переменных X и Y:

..., integer( X), integer( Y), Z is X + Y, ...

Если неверно, что X и Y оба являются целыми, то система и не будет пытаться их сложить. Таким образом, цели integer "охраняют" цель Z is X + Y от бессмысленного вычисления.

Встроенные предикаты этого типа таковы: var (переменная), nonvar (непеременная), atom (атом), integer (целое), atomic (атомарный). Они имеют следующий смысл:

var( X)

Эта цель успешна, если X в текущий момент — не конкретизированная переменная.

nonvar( X)

Эта цель успешна, если X — терм, отличный от переменной, или если X — уже конкретизированная переменная.

atom( X)

Эта цель истинна, если X обозначает атом.

integer( X)

Цель истинна, если X обозначает целое.

atomic( X)

Цель истинна, если X обозначает целое или атом.

Следующие примеры вопросов к пролог-системе иллюстрируют применение этих встроенных предикатов:

?- var( Z), Z = 2.

Z = 2

?- Z = 2, var( Z).

no

?- integer( Z), Z = 2.

no

?- Z = 2, integer( Z), nonvar( Z).

Z = 2

?- atom( 22).

no

?- atomic( 22).

yes

?- atom( ==>).

yes

?- atom( p( 1) ).

no

Необходимость в предикате atom продемонстрируем на следующем примере. Пусть мы хотим подсчитать, сколько раз заданный атом встречается в некоторой списке объектов. Для этого мы определим процедуру

счетчик( А, L, N)

где А — атом, L — список и N — количество вхождений этого атома. В качестве первой попытки можно было бы определить счетчик так:

счетчик( _, [], 0).

счетчик( A, [A | L], N) :- !,

 счетчик( A, L, N1),

  % N1 - число вхождений атома в хвост

 N is N1 + 1.

счетчик( А, [ _ | L], N) :-

 счетчик( A, L, N).

Теперь на нескольких примерах посмотрим, как эта процедура работает:

?- счетчик( а, [а, b, а, а], N).

N = 3

?- счетчик( a, [a, b, X, Y], Na).

Na = 3

...

?- счетчик( b, [a, b, X, Y], Nb).

Nb = 3

...

?- L=[a, b, X, Y], счетчик( а, L, Na), счетчик( b, L, Nb).