Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко

куб :-

 write( 'Следующее число, пожалуйста:'),

 read( X),

 обработать( X).

обработать( стоп) :- !.

обработать( N) :-

 С is N * N * N,

 write( 'Куб'), write( N), write( 'равен'),

 write( С), nl,

 куб.

Разговор с новой версией мог бы быть, например, таким:

?- куб.

Следующее число, пожалуйста: 5.

Куб 5 равен 125

Следующее число, пожалуйста: 12.

Куб 12 равен 1728

Следующее число, пожалуйста: стоп.

yes

В некоторых реализациях для того, чтобы приглашение появилось на экране перед чтением, необходимо выдать дополнительный запрос (такой, скажем, как ttyflush) после записи.

В последующих разделах мы увидим некоторые типичные примеры операций, в которых участвуют чтение и запись.

6.2.2. Вывод списков

Кроме стандартного прологовского формата для списков существуют несколько других естественных форм их внешнего представления, которые в некоторых ситуациях являются более предпочтительными. Следующая процедура

вывспис( L)

выводит список L так, что каждый его элемент занимает отдельную строку:

вывспис( []).

вывспис( [X | L) :-

 write( X), nl,

 вывспис( L).

Если у нас есть список списков, то одной из естественных форм его выводе является такая, при которой все элементы каждого списка записываются на отдельной строке. Для этого мы определим процедуру вывспис2. Вот пример ее использования:

?- вывспис2( [ [а, b, с], [d, e, f], [g, h, i] ] ).

а b с

d e f

g h i

Процедура, выполняющая эту работу, такова:

вывспис2( []).

вывспис2( [L | LL] ) :-

 строка( L), nl,

 вывспис1( LL).

строка( []).

строка( [X | L] ) :-

 write( X), tab( 1),

 строка( L).

Список целых чисел иногда удобно представить в виде диаграммы. Следующая процедура диагр выводит список в такой форме (предполагается, что числа списка заключены между 0 и 80). Пример ее использования:

?- диагр( [3, 4, 6, 5] ).

***

****

******

*****

Процедуру диагр можно определить так:

диагр( [N | L]) :-

 звездочки( N), nl,

 диагр( L).

звеэдочки( N) :-

 N > 0,

 write( *),

 N1 is N - 1,

 звездочки( N1).

звездочки( N) :-

 N =< 80.

6.2.3. Формирование термов

Предположим, наша программа имеет дело с семьями, которые представлены в виде термов так, как это сделано в гл. 4 (рис. 4.1). Тогда, если, переменная F конкретизирована термом, изображенный на рис. 4.1, то цель

write( F)

вызовет вывод этого терма в стандартной форме примерно так:

семья( членсемьи( том, фокс, дата( 7, май, 1950),

 работает( bbс, 15200)),

 членсемьи( энн, фокс, дата( 9, май, 1951),

  неработает),

 [членсемьи( пат, фокс, дата( 5, май, 1973),

   неработает),

  членсемьи( джим, фокс, дата( 5, май, 1973),

   неработает)])

родители

 том фокс, датарожд 7 май 1950, работает bbс,

  оклад 15200

 энн фокс, датарожд 9 май 1951, неработает

дети

 пат фокс, датарожд 5 май 1973, неработает

 джим фокс, датарожд 5 май 1973, неработает

Рис. 6.2. Улучшенный формат вывода термов, представляющих семью.

Здесь содержится полная информация, однако форма представления легко может запутать, поскольку трудно проследить, какие ее части образуют самостоятельные семантические единицы. Поэтому обычно предпочитают выводить такую информацию в каком-либо формате, например так, как показано на рис. 6.2. Процедура

вывсемью( F)

с помощью которой это достигается, приведена на рис. 6.3.

вывсемью( семья ( Муж, Жена, Дети) :-

 nl, write( родители), nl, nl,

 вывчленсемьи( Муж), nl,

 вывчленсемьи( Жена), nl, nl,

 write( дети), nl, nl,

 вывчленсемьи( Дети).

вывчленсемьи( членсемьи( Имя, Фамилия, дата( Д, М, Г), Работа) ) :-

 tab(4), write( Имя),

 tab(1), write( Фамилия),

 write( ', дата рождения'),

 write( Д), tab( 1),

 write( M), tab( 1),

 write( Г), write( ','),

 вывработу( Работа).

вывсписчлсемьи( []).

вывсписчлсемьи( [P | L]) :-

 вывчленсемьи( P), nl,

 вывсписчлсемьи( L).

вывработу( неработает) :-

 write( неработает).

вывработу( работает Место, Оклад) ) :-

 write(' работает '), write( Место),

 write( ', оклад '), write( Оклад).

Рис. 6.3.  Программа, обеспечивающая вывод в формате, представленном на рис. 6.2.

6.2.4. Обработка произвольного файла термов

Типичная последовательность целей для обработки файла F от начала до конца будет выглядеть примерно так:

... , see( F), обработкафайла, sеe( user), ...

Здесь обработкафайла — процедура, которая читает и обрабатывает последовательно каждый терм файла F один за другим до тех пор, пока не встретится конец файла. Приведем типичную схему для процедуры обработкафайла:

обработкафайла :-

 read( Терм),

 обработка( Терм).

обработка( end_of_file) :- !.

 % Все сделано

обработка( Терм) :-

 обраб( Терм),

  % Обработать текущий элемент

 обработкафайла.

  % Обработать оставшуюся часть файла

Здесь обраб( Терм) представляет процедуру обработки отдельного терма. В качестве примера такой обработки рассмотрим процедуру, которая выдает на терминал каждый терм вместе с его порядковым номером. Назовем эту процедуру показфайла. У нее должен быть дополнительный аргумент для подсчета прочитанных термов:

показфайла( N) :-

 read( Терм),

 показ( Терм, N).

показ( Терм, N) :- !

 write( N), tab( 2), write( Терм),

 N1 is N + 1,

 показфайла( N1).

Вот другой пример программы обработки файлов, построенной по подобной схеме. Пусть есть файл с именем файл1, термы которого имеют форму

изделие( НомерИзд, Описание, Цена, ИмяПоставщика)

Каждый терм описывает одну строку каталога изделий. Нужно построить новый файл. содержащий только те изделия, которые выпускаются каким-то конкретным поставщиком. Поскольку поставщик в этом новом файле у всех изделий будет одинаков, его имя нужно записать только один раз в самом начале и убрать из всех остальных термов. Процедура будет называться

создатьфайл( Поставщик)

Например, если исходный каталог хранится в файле файл1, а мы хотим создать специальный каталог в файле файл2, содержащий всю информацию о том, что поставляет Гаррисон, тогда мы применим процедуру создатьфайл следующим образом:

?- seе( файл1), tеll( файл2), создатьфайл( гаррисон),

 see( user), tell( user).

Процедуру создатьфайл можно определить так:

создатьфайл( Поставщик) :-

 write( Поставщик), write( '.'), nl,

 создатьостальное( Поставщик).

создатьостальное( Поставщик) :-

 read( Изделие),

 обработать( Изделие, Поставщик).

обработать( end_ot_file) :- !.

обработать( Изделие( Ном, Опис, Цена, Поставщик),

 Поставщик) :- !,

 write( Изделие( Ном, Опис, Цена) ),

 write( '.'), nl,

 создатьостальное( Поставщик).

обработать ( _, Поставщик) :-

 создатьостальное( Поставщик).

Обратите внимание на то, что обработать вписывает точки между термами, чтобы впоследствии файл мог быть прочитан процедурой read.

6.1. Пусть f — файл термов. Определите процедуру

найтитерм( Терм)

которая выводит на терминал новый терм из f, сопоставимый с Терм'ом.

6.2. Пусть f — файл термов. Напишите процедуру

найтивсетермы( Терм)

которая выводит на экран все термы из f, сопоставимые с Tepм'ом. Обеспечьте при этом, чтобы во время поиска Терм не конкретизировался (это могло бы помешать ему сопоставиться с другими термами дальше по файлу).