Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко

assert( сказано( мери передает документы друзьям, правда) ).

В ситуации, когда имеется несколько решений, предложенных пользователем для одной и той же цели, в память относительно нее будет записано несколько фактов. Здесь возникает одно осложнение. Допустим, что в нескольких местах программы встречаются различные варианты некоторой цели (отличающиеся именованием переменных). Например:

( X имеет Y) и   % Первый вариант - Цель1

...

( X1 имеет Y1) и % Второй вариант - Цель2

...

Допустим также, что пользователя просят (через механизм возвратов) предложить несколько решений для Цель1. Затем процесс рассуждений продвигается вплоть до Цель2. Так как у нас уже есть несколько решений для Цель1, мы захотим, чтобы система автоматически применила их и к Цель2 (поскольку очевидно, что они удовлетворяют Цель2). Теперь предположим, что система пытается применить эти решения к Цель2, но ни одно из них не удовлетворяет некоторой другой цели, расположенной ниже. Система делает возврат к Цель2 и просит пользователя предложить новые решения. Если пользователь введет еще несколько решений, то их также придется запомнить. И если система в дальнейшем сделает возврат к Цель1, то эти новые решения надо будет применить к Цель1.

Для того, чтобы правильным образом использовать информацию, вводимую пользователем по запросам из разных точек программы, мы будем снабжать каждую такую информацию специальным индексом. Таким образом, факты, запоминаемые системой, будут иметь вид

сказано( Цель, Истинность, Индекс)

где Индекс — это значение счетчика, ответов пользователя. Процедура

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

теперь должна будет отслеживать число решений, уже порожденных механизмом возвратов к моменту обращения к этой процедуре. Это можно сделать при помощи другого варианта процедуры ответпольз с четырьмя аргументами:

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ, N)

где N — некоторое целое число. Такое обращение к ответпольз должно порождать решения для Цель с индексами, начиная с N и далее. Обращение

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

соответствует получению всех решений, индексируемых, начиная с 1, поэтому мы имеем следующее соотношение:

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ) :-

 ответпольз( Цель, Трасса, Ответ, 1).

Принцип работы процедуры

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ, N)

таков: сначала получить решения для Цель, отыскивая в памяти все уже известные решения с индексами, начиная с N и далее. Когда все старые решения исчерпаются, начать задавать вопросы пользователю относительно утверждения Цель, записывая полученные таким образом новые решения в память при помощи assert и индексируя их должным образом при помощи целых чисел. Когда пользователь сообщит, что больше нет решений, записать в память факт

конец_ответов( Цель)

Если пользователь с самого начала скажет, что решений нет вообще, то записать факт

сказано( Цель, ложь, Индекс)

Находя в памяти те или иные решения, процедура ответпольз должна правильно интерпретировать подобную информацию.

Однако существует еще одна трудность. Пользователь может, оставляя некоторые переменные неконкретизированными, указывать общие решения. Если найдено положительное решение, более общее, чем Цель, или столь же общее, как Цель, то нет смысла продолжать задавать вопросы об утверждении Цель, поскольку мы уже имеем более общее решение. Аналогичным образом следует поступить, если обнаружен факт

сказано( Цель, ложь, _ )

Программа ответпольз, показанная на рис. 14.11, учитывает все вышеприведенные соображения. В нее введен новый аргумент Копия (копия утверждения Цель), который используется в нескольких случаях сопоставлений вместо Цель, с тем чтобы оставить в неприкосновенности переменные утверждения Цель. Эта программа использует также два вспомогательных отношения. Одно из них

конкретный( Терм)

истинно, если Терм не содержит переменных. Другое

конкретизация( Терм, Терм1)

означает, что Терм1 есть некоторая конкретизация (частный случай) терма Терм, т.е. Терм — это утверждение не менее общее, чем Терм1. Например:

конкретизация( X передает информацию Y,

 мэри передает информацию Z)

Обе процедуры основаны на еще одной процедуре:

нумпер( Терм, N, М)

Эта процедура "нумерует" переменные, содержащиеся в Терм, заменяя каждую из них на некоторый специальный новый терм таким образом, чтобы эти "нумерующие" термы соответствовали числам от N до M–1, Например, пусть эти термы имеют вид

пер/0, пер/1, пер/2, ...

тогда в результате обращения к системе

?- Терм = f( X, t( a,Y, X) ), нумпер( Терм, 5, М).

мы получим

Терм = f( пер/5, t( а, пер/6, пер/5) )

М = 7

% Процедура

%

% ответпольз( Цель, Трасса, Ответ)

%

% порождает, используя механизм возвратов, все решения

% для целевого утверждения Цель, которые указал пользователь.

% Трасса - это цепочка целей-предков и правил,

% используемая для объяснения типа "почему".

ответпольз( Цель, Трасса, Ответ) :-

 можно_спросить( Цель, _ ), % Можно спросить?

 копия( Цель, Копия),       % Переименование переменных

 ответпольз( Цель, Копия, Трасса, Ответ, 1).

% Не спрашивать второй раз относительно конкретизированной цели

ответпольз( Цель, _, _, _, N) :-

 N > 1,                     % Повторный вопрос?

 конкретный( Цель),  !,     % Больше не спрашивать

 fail.

% Известен ли ответ для всех конкретизации утверждения Цель?

ответпольз( Цель, Копия, _, Ответ, _ ) :-

 сказано( Копия, Ответ, _ ),

 конкретизация( Копия, Цель), !. % Ответ известен

% Найти все известные решения для Цель с индексами, начиная с N

ответпольз( Цель, _, _, правда, N) :-

 сказано( Цель, правда, М),

 М >= N.

% Все уже сказано об утверждении Цель?

ответпольз( Цель, Копия, _, Ответ, _) :-

 конец_ответов( Копия),

 конкретизация( Копия, Цель), !, % Уже все сказано

 fail.

% Попросить пользователя дать (еще) решения

ответпольз( Цель, _, Трасса, Ответ, N) :-

 спросить_польз( Цель, Трасса, Ответ, N).

спросить_польз( Цель, Трасса, Ответ, N) :-

 можно спросить( Цель, ВнешФормат),

 формат( Цель, ВнешФормат, Вопрос, [], Перем),

  % Получить формат вопроса

 спросить( Цель, Вопрос, Перем, Трасса, Ответ, N).

спросить( Цель, Вопрос, Перем, Трасса, Ответ, N) :-

 nl,

 ( Перем = [], !,                % Сформулировать вопрос

 write( 'Это правда: ');

 write( 'Есть (еще) решения для :' )),

 write( Вопрос), write( '?'),

 принять( Ответ1), !,            % Ответ1 - да/нет/почему

 обработать( Ответ1, Цель, Вопрос, Перем,

             Трасса, Ответ, N).

обработать( почему, Цель, Вопрос, Перем,

 Трасса, Ответ, N):-

 выд_трассу( Трасса),

 спросить( Цель, Вопрос, Перем, Трасса, Ответ, N).

обработать( да, Цель,_, Перем, Трасса, правда, N) :-

 след_индекс( Инд),

  % Получить новый индекс для "сказано"

 Инд1 is Инд + 1,

 ( запрос_перем( Перем),

   assertz( сказано( Цель, правда, Инд) );

    % Запись решения

 копия( Цель, Копия),            % Копирование цели

 ответпольз( Цель, Копия, Трасса, Ответ, Инд1) ).

  % Есть еще решения?

обработать( нет, Цель, _, _, _, ложь, N) :-

 копия( Цель, Копия),

 сказано( Копия, правда, _), !,

  % 'нет' означает, больше нет решений

 assertz( конец_ответов( Цель) ),

  % Отметить конец ответов

 fail;

 след_индекс( Инд),

  % Следующий свободный индекс для "сказано"

 assertz( сказано( Цель, ложь, Инд) ).

  % 'нет' означает нет ни одного решения