У Клоксин - ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ПРОЛОГ

Хотя основные средства механизма выполнения программ в большинстве Пролог-систем действуют одинаково, специальные встроенные предикаты могут все-таки различаться. Иногда это выражается в том, что для тех возможностей, которые легко обеспечить на данной ЭВМ, вводятся дополнительные предикаты. Иногда одни и те же основные возможности реализуются с помощью предикатов, которые дают несколько отличающиеся результаты. Например, для любой Пролог-системы было бы достаточно располагать предикатами functor и arg или предикатом '=..'. Действительно, первые два могут быть выражены через третий и обратно. Вам, возможно, придется приспособиться к использованию имеющихся средств с тем, чтобы имитировать действие тех средств, к которым вы привыкли. Некоторые Пролог-системы могут предоставлять библиотеки полезных программ, обеспечивающих дополнительные возможности сверх тех, что дают встроенные предикаты. Например, грамматические правила могут быть предоставлены как часть базовой системы или может иметься возможность загрузить из библиотеки Пролог-программу, обеспечивающую такие возможности.

Вопрос о том, какие средства отладки лучше всего подходят для Пролога, окончательно еще не решен. Тем временем разные системы предлагают свои подходы к выбору необходимых средств отладки. Остается надеяться, что общее введение в этот вопрос, приведенное в гл. 8, вооружит читателя всем необходимым для работы с любыми подобными средствами.

В этом приложении кратко описывается Пролог-система для ЭВМ DECsystem-10[18], которую реализовали Дейвид Уоррен, Фернандо Перейра и Льюис Перейра. Эта реализация стала фактическим стандартом, и реализации, сделанные по этому образцу, имеются теперь на многих других ЭВМ от микро-ЭВМ 2-80 до ЭВМ семейства VAX фирмы DEC. Описанный в этой книге «базовый» Пролог также в основном совпадает с Прологом-10. В данном приложении рассматриваются только те его особенности, которые существенно отличаются от базового Пролога. В начале мы покажем, как выглядит сеанс работы с Прологом-10, а затем перейдем к более подробному изучению отличий этой системы от нашего базового Пролога. В конце приводится список Пролог-систем, сделанных по образцу Пролога-10, которые можно использовать на других ЭВМ.

Здесь приводится пример сеанса работы с Прологом-10. В нем в точности воспроизводится все, что происходит на терминале во время такого сеанса. Кроме того, здесь даются пояснения к тому, что происходит.

Сначала мы находимся на уровне монитора операционной системы TOPS-10 и просим запустить Пролог.

.r prolog

Prolog-10 version 3.3

Copyright (С) 1981 by D. Warren, F. Pereira and L. Byrd

|?- likes(X,Y).

no

Содержимое заголовка, конечно, может несколько меняться от одной версии системы к другой. Литеры «|?-» выданы Прологом как «приглашение». Тем самым он сообщает нам, что ждет вопроса. Мы задали вопрос и получили ответ no (нет). Это неудивительно, поскольку сейчас в базе данных еще нет никаких фактов. Теперь мы полагаем, что существует файл, test.pl, и мы заполняем базу данных его содержимым.

|?- ['test.pl'].

test.pl consulted 58 words 0.01 sec.

yes

Чтобы заставить Пролог считывать утверждения из файла, мы задаем вопрос, состоящий из имени файла, заключенного (в виде атома Пролога) в квадратные скобки. В данном случае это файл, состоящий из утверждений об отношении «нравится» (likes) между людьми.

|?- likes(john,bertrand).

no

|?- likes(john,albert).

no

Это просто ряд вопросов о том, кто кому нравится. Пролог не может найти в базе данных сопоставимых фактов.

|?- listing(likes).

likes(john,alfred).

likes(alfred,john).

likes(bertrand,john).

likes(david,bertrand).

likes(john,_l):- likes(_l,bertrand).

yes

Чтобы узнать, какие утверждения с заданным предикатом имеются в базе данных, мы задаем вопрос с помощью специального встроенного предиката listing. Этот специальный вопрос заставляет Пролог выдать все утверждения, содержащие предикат likes. Заметим, что неконкретизированные переменные Пролог выводит в виде литеры подчеркивания, за которой следует число. Последнее утверждение в базе данных было записано в файле в виде:

likes(john,X):- likes(X,bertrand).

Продолжим наш пример:

|?- likes(john,X).

X = alfred;

X = david;

no

Здесь, с помощью нажатия клавиш «;» и «RETURN» мы запрашиваем альтернативные ответы на заданный вопрос. Было выдано два возможных ответа; больше Пролог ничего не смог найти.

|?- likes(X,Y).

X = john,

Y = alfred;

X = alfred,

Y = john;

X = bertrand,

Y = john;

X = david,

Y = bertrand;

X = john,

Y = david;

no

На этот раз ответ системы состоит из значений, которыми конкретизированы обе переменные. И опять для получения альтернативных ответов мы вводим «;» и «RETURN» до тех пор, пока новых ответов не окажется.

|?- [user].

Теперь мы просим Пролог читать утверждения из файла user. Это означает, что утверждения следует читать с терминала. Прочитанные утверждения будут дописаны в конец базы данных. Перед вводом утверждений (в отличие от ввода вопросов) в качестве приглашения Пролог выдает символ «|» вместо «|?-».

[likes(timothy,bertrand).

|

user consulted 10 words 0.03 sec.

yes

После ввода первого утверждения мы сообщаем Прологу, что хотим прекратить чтение утверждений. Это делается путем одновременного нажатия клавиш «CONTROL» и «Z». При этом перед вводом комбинации «CONTROL Z» мы могли бы ввести не один, а несколько фактов и правил. Теперь Пролог завершил обработку предыдущего вопроса и ждет ввода нового.

|?- likes(john,X).

X = alfred;

X = david;

X = timothy;

no

Здесь мы снова просим выдать альтернативные ответы. Заметим, что ввод нового утверждения привел к появлению нового ответа, который ранее при том же вопросе не выдавался.

|?- likes(bertrand,Y).

Y = john

yes

Здесь показан другой способ работы с альтернативами. После первого ответа мы ввели «RETURN». Это привело к тому, что весь вопрос завершился успешно, и Пролог перешел к ожиданию следующего вопроса.

|?- core 36864 (7680 lo-seg + 29184 hi-seg)

heap 2560 = 1573 in use + 987 free

global 1177 = 16 in use + 1161 free

local 1024 = 16 in use + 1008 free

trail 511 = 0 in use + 511 free

0.36 sec. runtime

В ответ на последнее приглашение «|?-» мы ввели комбинацию «CONTROL Z», чтобы показать, что мы закончили работу с системой. В ответ Пролог выдал нам некоторую статистическую информацию, и мы снова вернулись в монитор TOPS-10. Полный протокол этого сеанса работы был записан в файл prolog.log.

Синтаксис Пролога-10 в основном совпадает с нашим описанием, Правда, он несколько менее строг в отношении того, что считать правильными атомами и переменными, чем те правила, которые приведены в книге. Каждый пример из этой книги удовлетворяет требованиям синтаксиса Пролога-10. Приведем одно важное замечание относительно операторов с высоким приоритетом: поскольку ',' является оператором, то настоятельно рекомендуется во избежание двусмысленности заключать в скобки все термы, записанные с использованием операторов одинакового или более высокого приоритета. Это гарантирует, например, что конструкция

foo(a,b,c)

может быть истолкована только как структура с функтором too от трех аргументов, а не, например, что-нибудь типа

foo(a,','(b,c))

или

foo(','(a,','(b,c)))

Если бы мы хотели записать именно этот последний терм, то это следовало бы сделать так

foo((a,b,c))

Правило относительно операторов высокого приоритета касается только нескольких операторов, таких как ':-' и ';'. Оно означает, что запись вида:

?- retract(parent(A,B):- father(A,B)).

является синтаксически неправильной в смысле Пролога-10. Чтобы сделать ее правильной, нужно добавить пару скобок.

В том случае, если вы работаете с терминалом или с операционной системой, в которых не предусмотрено одновременного использования прописных и строчных букв, можно использовать имеющийся в Прологе-10 альтернативный вариант синтаксиса. В этом синтаксисе отличие переменных от атомов состоит в том, что имена переменных начинаются с литеры подчеркивания «_». Для перехода на этот вариант синтаксиса предусмотрен встроенный предикат nolc (нет строчных букв). Другой встроенный предикат, lс (строчные буквы), позволяет снова переключиться на нормальный синтаксис.

И еще одно маленькое замечание. Функтор '.' (с двумя аргументами) в Прологе-10 не является заранее определенным оператором. При желании вы можете определить его сами, хотя в этом нет необходимости, если при работе со списками вы всегда пользуетесь специальным способом задания списков.