Програмиране на Пролог

Програмиране на ПрологПрограмиране на Пролог

доц. Светла БойчеваФакултет по математика и информатикаСУ “Св. Климент Охридски”

Работа с термовеРабота с термове

част 7

(де)композиция на терм(де)композиция на терм+Term =.. ?List ?Term =.. +List List е списък, чийто първи елемент е функтор на Term, а останалите елементи на List са аргументите на този терм Term, т.е.

| ?- product(0, n, n-1) =.. L.L = [product,0,n,n-1]

| ?- n-1 =.. L.L = [-,n,1]

| ?- product =.. L.L = [product]

| ?- X=..[functor,arg1,arg2,arg3,arg4].X = functor(arg1,arg2,arg3,arg4) ?

Вместо този предикат може да се използват arg/3 и functor/3.

Обработка на термовеОбработка на термовеarg(?Arg, +Term, ?Value)

functor(?Term, ?Functor, ?Arity)

1 ?- T=..[f,1,2].

T = f(1, 2) ;

No

2 ?- f(X,Y)=..[f,1,2].

X = 1

Y = 2

Yes

3 ?- f(X,Y)=..L.

L = [f, X, Y]

Yes

4 ?- f(X,g(Y))=..L.

L = [f, X, g(Y)]

Yes

5 ?- T=f(1,2,g(X)),arg(2,T,V).

T = f(1, 2, g(X))

V = 2 ;

No

6 ?- T=f(1,2,g(X)),arg(3,T,V).

T = f(1, 2, g(X))

V = g(X)

Yes

7 ?- T=f(1,2,g(X)),functor(T,F,N).

T = f(1, 2, g(X))

F = f

N = 3

Yes

8 ?- functor(T,f,3).

T = f(_G339, _G340, _G341)

Yes

Обработка на термовеОбработка на термовеterm_variables(+Term, -List)

Унифицира List със списък от променливи, всяка от които

съответства на една променлива от терма Term.

Пример:

?- term_variables(a(X, b(Y, X), Z), L).

L = [G367, G366, G371]

X = G367

Y = G366

Z = G371

?- term_variables(a(X, b(Y, X), Z), L).

L = [X, Y, Z]

Yes

10 ?- term_variables(a(X, b(Y, a), X), L).

L = [X, Y]

Yes

11 ?- term_variables(sin(X), L).

L = [X]

Yes

12 ?- term_variables(sin(90), L).

L = []

Yes

13 ?- term_variables(sin(log(X)), L).

L = [X]

Yes

Обработка на термовеОбработка на термовеsetarg(+Arg, +Term, +Value) - при

преудовлетворяване свързването на аргумента се освобождава

nb_setarg(+Arg, +Term, +Value)-- при преудовлетворяване свързването на аргумента НЕ се освобождава

f(1).

f(2).

f(3).

18 ?- T=g(X,Y,1),f(Z),setarg(1,T,Z).T = g(1, Y, 1)Z = 1 ;

T = g(2, Y, 1)Z = 2 ;

T = g(3, Y, 1)Z = 3 ;

No

14 ?- T=f(X,Y,1),setarg(1,T,5).

T = f(5, Y, 1)

Yes15 ?- T=f(X,X,1),setarg(1,T,5).

T = f(5, X, 1)

Yes16 ?- T=f(X,Y,1),setarg(1,T,5),setarg(2,T,2).

T = f(5, 2, 1)

Yes

Изпълнение на цел Изпълнение на цел GoalGoalTimes Times на брой пътина брой пъти !!! !!!

((има проблем)има проблем)succeeds_n_times(Goal, Times) :- Counter = counter(0), ( Goal, arg(1, Counter, N0), N is N0 + 1, nb_setarg(1, Counter, N), fail ; arg(1, Counter, Times) ).

Определяне вида на термОпределяне вида на терм

var(X). - удовлетворява се, ако X е свободна променлива

nonvar(X). - удовлетворява се, ако X е свързана променлива

7 ?- nonvar(X),X=5.

No

8 ?- X=5,nonvar(X).

X = 5

Yes

3 ?- X=5,var(X).

No

4 ?- var(14323).

No

5 ?- var(fdhhgdsj).

No6 ?- nonvar(X).

No

numbervars(?Term,+N,?M)

Унифицира всяка от променливите на терма

Term със специален терм, така че write(Term)

(или writeq(Term)) отпечатват тези променливи като

(A + (i mod 26))(i//26)

където i се изменя от N до M-1. Именуването

на променливите става отляво надясно.

N трябва да бъде свързано с цяло число.

Ако N=0 се получават имената на променливи

A, B, ..., Z, A1, B1, и т.н.

ПримерПример 1 1

| ?- numbervars(term(X,Y,Z),28,M).

M = 31,

X = C1,

Y = D1,

Z = E1 ?

ПримерПример 1a 1a

| ?- X=5, numbervars(term(X,Y,Z),28,M).

M = 30,

X = 5,

Y = C1,

Z = D1 ?

yes

ПримерПример 1b 1b

|?- X=5,numbervars(term(X,Y,Z),0,M).

M = 2,

X = 5,

Y = A,

Z = B ?

yes

ПримерПример 1c 1c

|?- X=5,Y=7,Z=2,numbervars(term(X,Y,Z),0,M).

M = 0,

X = 5,

Y = 7,

Z = 2?

yes

КоментариКоментари

numbervars(Term,0,M). Може да се използва за преброяване на свободните(несвързани) променливи в Term.

numbervars(Term,0,0). Може да се използва за проверка дали всички променливи в Term са свързани променливи.

Приложение на езика Приложение на езика ПрологПролог

(семантични мрежи)(семантични мрежи)

Семантична мрежаСемантична мрежаanimal

flybirddaylight

albatross kiwi brown

walk

night

Kimblack_&_white

Albert

Ross

isaactive_at moving_method

isa isa

isa

isa isa

moving_method

active_at

colour

colour

isa(bird,animal).isa(albatross,bird).isa(kiwi,bird).isa(ross,albatross).isa(albert,albatross).isa(kim,kiwi).moving_method(bird,fly).moving_method(kiwi,walk).active_at(bird,daylight).active_at(kiwi,night).colour(albatross,black_&_white).colour(kiwi,brown).

moving_method(X,Method):-isa(X,SuperX),moving_method(SuperX,Method).

fact(Fact):-call(Fact),!.

fact(Fact):-Fact=..[Rel,Arg1,Arg2],isa(Arg1,SuperArg),SuperFact=..[Rel,SuperArg,Arg2],fact(SuperFact).

| ?- fact(moving_method(kim,Method)).| ?- fact(moving_method(kim,Method)).Method = walk ? Method = walk ?

| ?- fact(moving_method(albert,Method)).| ?- fact(moving_method(albert,Method)).Method = fly ? Method = fly ?

ОператориОператори

част 8

ОператориОператори

:- op(:- op(PrecedencePrecedence,,TypeType,,NameName).).

Precedence: 1 - 1200Precedence: 1 - 1200 TypeType (ляво/дясно асоциативни): (ляво/дясно асоциативни):

постфиксни:постфиксни: xf, yf xf, yf префиксни:префиксни: fx, fy fx, fy инфиксни:инфиксни: xfx, xfy, yfx xfx, xfy, yfx

Name (Name (име на оператор или списък от име на оператор или списък от имена на оператори)имена на оператори)

ОператориОператори

:- op(900,fx,if).:- op(900,fx,if).

:- op(890,xfy,then).:- op(890,xfy,then).

:- op(880,xfy,or).:- op(880,xfy,or).

:- op(870,xfy,and).:- op(870,xfy,and).

:- op(860,fx,not).:- op(860,fx,not).

ПравилаПравила

if if gives_milk(X)gives_milk(X) then then mammal(X).mammal(X).

if if has_feathers(X)has_feathers(X) and and lays_eggs(X)lays_eggs(X) then then bird(X).bird(X).

if if has_gills(X)has_gills(X) and and lays_eggs(X)lays_eggs(X) then then fish(X).fish(X).

if if bird(X)bird(X) and not and not penguin(X)penguin(X) then then flies(X).flies(X).

if if fish(X)fish(X) then then lives(X,sea).lives(X,sea).

if if mammal(X)mammal(X) or or fish(X)fish(X) or or bird(X)bird(X) then then

homeothermic(X).homeothermic(X).

if if mammal(X)mammal(X) and and can_speak(X)can_speak(X) then then human(X).human(X).

if if bird(X)bird(X) and and can_speak(X)can_speak(X) then then parrot(X).parrot(X).

:-op(800,xfy,loves).:-op(900,xfy,hates).

john loves mary.peter loves ann.mary loves paul.john loves susan.ann loves john.mary loves peter.

ann hates mary.peter hates paul.mary hates susan.

X hates Y :- Y loves X, \+ X loves Y.

Работа с динамичната Работа с динамичната база от даннибаза от данни

част 9

listing listing(term).

:- dynamic <fact1>/n1 ,<fact2>/n2, assert(<fact> ). assertz(<fact> ). asserta(<fact> ). retract(<fact>). retractall(<fact>)

:-dynamic st/1.

st(0).

my_statistics:- write('This program is executed '), st(N),write(N),write(' times.'),nl.

program(X):- write('Value '), write(X),nl, st(N), M is N+1, retract(st(N)), assert(st(M)).

Приложение на езика Приложение на езика ПрологПролог

(експертна система)(експертна система)

БазаБаза от фактиот факти

:- dynamic fact/1.:- dynamic fact/1.

fact(fact(has_feathers(tweety)has_feathers(tweety)))..

fact(fact(lays_eggs(tweety)lays_eggs(tweety)).).

fact(fact(gives_milk(milka)gives_milk(milka)).).

fact(fact(mammal(john)mammal(john)))..

fact(fact(can_speak(john)can_speak(john)).).

Прав извод (Прав извод (fforward orward chainingchaining))

ПравилаПравила

if gives_milk(X) then mammal(X).if gives_milk(X) then mammal(X).

if has_feathers(X) and if has_feathers(X) and

lays_eggs(X)then bird(X).lays_eggs(X)then bird(X).

if has_gills(X) and lays_eggs(X) if has_gills(X) and lays_eggs(X)

then fish(X).then fish(X).

if bird(X) and not penguin(X)if bird(X) and not penguin(X)

then then flies(X).flies(X).

......

fact(fact(gives_milk(X)gives_milk(X)))

ФактиФактиfact(has_feathers(tweety)).fact(has_feathers(tweety)).fact(lays_eggs(tweety)).fact(lays_eggs(tweety)).fact(gives_milk(milka)).fact(gives_milk(milka)).......

Прав извод (Прав извод (fforward orward chainingchaining))

ПравилаПравила

if gives_milk(X) then mammal(X).if gives_milk(X) then mammal(X).

if has_feathers(X) and if has_feathers(X) and

lays_eggs(X)then bird(X).lays_eggs(X)then bird(X).

if has_gills(X) and lays_eggs(X) if has_gills(X) and lays_eggs(X)

then fish(X).then fish(X).

if bird(X) and not penguin(X)if bird(X) and not penguin(X)

then then flies(X).flies(X).

......

fact(fact(gives_milk(gives_milk(milkamilka))))

ФактиФактиfact(has_feathers(tweety)).fact(has_feathers(tweety)).fact(lays_eggs(tweety)).fact(lays_eggs(tweety)).fact(gives_milk(milka)).fact(gives_milk(milka)).......

fact(fact(mmammalammal((milkamilka))))

Прав извод (Прав извод (fforward orward chainingchaining))

derive :-derive :-

derive_fact(P),derive_fact(P),

write('Derived: '),write('Derived: '),

write(P), nl,write(P), nl,

derive.derive.

derive.derive.

Прав извод (Прав извод (fforward orward chainingchaining))

derive_fact(P) :-derive_fact(P) :-

if Condition then P,if Condition then P,

ok(Condition), ok(Condition), \+\+ fact(P), fact(P),

assertz(fact(P)).assertz(fact(P)).

Прав извод (Прав извод (fforward orward chainingchaining))

ok(P) :-ok(P) :- fact(P).fact(P).

ok(P and Q) :-ok(P and Q) :- ok(P),ok(P), ok(Q).ok(Q).

ok(P or Q) :-ok(P or Q) :- ok(P);ok(P); ok(Q).ok(Q).

Прав изводПрав извод

| ?- derive. | ?- derive.

Derived: mammal(milka)Derived: mammal(milka)

Derived: bird(tweety)Derived: bird(tweety)

Derived: homeothermic(john)Derived: homeothermic(john)

Derived: homeothermic(milka)Derived: homeothermic(milka)

Derived: homeothermic(tweety)Derived: homeothermic(tweety)

Derived: human(john)Derived: human(john)

yesyes

БазаБаза от факти - черна от факти - черна дъскадъска

fact(has_feathers(tweety)).fact(has_feathers(tweety)).

fact(lays_eggs(tweety)).fact(lays_eggs(tweety)).

fact(gives_milk(milka)).fact(gives_milk(milka)).

fact(mammal(john)).fact(mammal(john)).

fact(can_speak(john)).fact(can_speak(john)).

fact(mammal(milka)).fact(mammal(milka)).

fact(bird(tweety)).fact(bird(tweety)).

fact(homeothermic(john)).fact(homeothermic(john)).

fact(homeothermic(milka)).fact(homeothermic(milka)).

fact(homeothermic(tweety)).fact(homeothermic(tweety)).

fact(human(john)).fact(human(john)).

Вход и изходВход и изход

част 10

Работа с файловеРабота с файлове

Предикатите за обработка на входни/изходни данни се изпълняват по подразбиране за текущия входно/изходен поток (I/O Stream).

Ето защо повечето такива предикати имат две версии: една, при която се работи с текущия поток друга, при която има допълнителен аргумент за

указване на потока с който се работи

Работа с файловеРабота с файлове

read(?Term)

read(+Stream,?Term)

Прочита от Stream следващия терм, който завършва с точка и го унифицира с Term. Синтаксисът на терма трябва да съответства на стандартните декларации. При достигане до края на Stream при read(Stream, Term) Term ще се унифицира с end_of_file. Следващите обръщения към read/2 за същия поток предизвикват грешка, освен в случаите когато потока е свързан с терминала.

Работа с файловеРабота с файлове

write(?Term) [ISO]

write(+Stream,?Term) [ISO]

Записва Term в потока Stream в съответствие с текущите декларации на оператора.

Работа с файловеРабота с файлове

writeq(?Term) [ISO]

writeq(+Stream,?Term) [ISO]

Подобно на write(Stream,Term), но имената на атомите и функторите се цитират, където е необходимо, за да може резултата да бъде приемлив като вход за read/2.

?- X=5, write(X).

5

?- X=5, write(x=X).

x=5

?- write('Hello World!').

Hello World!

?- X=5,Y=10, write(x=X),nl,write(y=Y).

x=5

y=10

Yes

?- read(Z).

|: 34.67.

Z = 34.67

Yes

?- read(Z).

|: Hello.

Yes

?- read(Z).

|: 'Hello!'.

Z = 'Hello!'

Yes

?- read(Z).

|: hello.

Z = hello

Yes

?- read(Z).

|: 1+2.

Z = 1+2

Yes

?- X=5,Y=10,write(X+Y).

5+10

X = 5

Y = 10

summa:-

read(X),read(Y),

Z is X+Y,

write(summa=Z).

get_char(Stream,Char) format(Text), format(Text,List). nl nl(Stream)

3 ?- format('This is a ~w ~w',[bad, boy]).This is a bad boy

Yes 4 ?- format('This is a ~w ~w',[good, girl]).This is a good girl

Yes 5 ?- format('This is a ~w ~w',[good, student]).This is a good student

Yes

open(Filename, read/write/append , Stream) current_input(Stream) current_output(Stream) set_input(Stream) set_output(Stream) close(Stream)

end_of_file

?-open(‘d:/temp/proba.txt’, read, S), set_input(S).?-open(‘d:/temp/proba.txt’, read, S), set_input(S).?-open(‘d:/temp/proba.txt’, write, S), set_output(S).?-open(‘d:/temp/proba.txt’, write, S), set_output(S).?-open(‘d:/temp/proba.txt’, append, S), set_output(S).?-open(‘d:/temp/proba.txt’, append, S), set_output(S).?-current_output(S), close(S).?-current_output(S), close(S).?-current_input(S), close(S).?-current_input(S), close(S).

read_text(Filename):-

open(Filename,read,S),

set_input(S),

display_file(S),

close(S).

display_file(S):-

read(S,X),

( X = end_of_file -> nl ;

write(X),nl,

display_file(S)).

read_text(Filename,Text):-

open(Filename,read,S),

set_input(S),

read_string(S,Text),

close(S).

read_string(S,Text):-

get_char(S,Char),

( Char = end_of_file -> Text = '' ;

name(Char,[CCode]),

read_string(S,RestText),

name(RestText,TCode),

name(Text, [CCode|TCode])).

write_text(Filename,Text):-

open(Filename, write, S),

set_output(S),

write(S,Text),

close(S).

ЗадачаЗадача

Да се напише предикат, който от зададен текстов файл да намира всички думи, които се съдържат в него и да ги записва в друг файл без повторения, като всяка дума се изписва на отделен ред.

write_list([ ]).

write_list([ X | L]):-

write(X), nl,

write_list(L).

write_text_lines(Filename,L):-

open(Filename, write, S),

set_output(S),

write_list(L),

close(S).

file_words(Input_file, Output_file):-

read_text(Input_file, Text),

tag_words(Text,WordsList),

compress(WordsList, OutList),

write_text_lines(Output_file,OutList).

ЗадачаЗадача

Да се напише предикат, който от зададен текстов файл да намира всички думи, които се съдържат в него и да ги записва в друг файл без повторения, като всяка дума се изписва на отделен ред и за нея се изписва броя на срещанията й.

count([ ],_,0).

count([X|L],X,N):-

count(L,X,K),

N is K+1.

count([Y|L],X,N):-

Y \= X,

count(L,X,N).

count_words([],[]).

count_words([X|Words],[ X/N |CW]):-

count([X|Words],X,N),

del_all(X,Words,W1),

count_words(W1,CW).

file_words_st(Input_file, Output_file):-

read_text(Input_file, Text),

tag_words(Text,WordsList),

count_words(WordsList, ResList),

sort(ResList, OutList),

write_text_lines(Output_file,OutList).

% сортирани по азбучен ред

count_words1([],[]).

count_words1([X|Words],[ N/X |CW]):-

count([X|Words],X,N),

del_all(X,Words,W1),

count_words1(W1,CW).

file_words_st(Input_file, Output_file):-

read_text(Input_file, Text),

tag_words(Text,WordsList),

count_words1(WordsList, ResList),

sort(ResList, OutList),

write_text_lines(Output_file,OutList).

% сортирани по брой срещания

Задачи•Даден е файл, който съдържа текст. Да се напише програма, която да заменя всички срещания на дадена дума от текста с друга дадена дума. Резултатът от изпълнението на програмата да се съдържа в дадения файл.

split(L,T,P,Res):- append(Prev,L2,L), append(T,Next,L2), append(P,Next,Res1), append(Prev,Res1,Res).

replace(Text,Old,New,Res):- split(Text,Old,New,TempRes),!, replace(TempRes,Old,New,Res).replace(Text,Old,New,Text).

read_string(S,Text):- get_char(S,Char), ( Char = end_of_file -> Text = '' ; name(Char,[CCode]), read_string(S,RestText), name(RestText,TCode), name(Text, [CCode|TCode])).

exchange_words(File,OldWord,NewWord):- open(File,read,S), set_input(S), read_string(S,Text), close(S), name(Text,Code), name(OldWord,COW), name(NewWord,CNW), replace(Code,COW,CNW,Res), name(NewText,Res), open(File,write,S1), set_output(S1), write(NewText), close(S1).

Задача•Даден е текстов файл, който съдържа числа (на всеки ред по едно число). Да се напише програма, която да заменя най-голямото число от файла с най-малкото. Резултатът от изпълнението на програмата да се съдържа в дадения файл.

Задачи•Даден е файл, който съдържа текст. Да се напише програма, която да изтрива всички срещания на дадена дума от текста. Резултатът от изпълнението на програмата да се съдържа в дадения файл.•Даден е файл, който съдържа текст. Да се напише програма, която по зададено естествено число K да намира всички K буквени думи от текста и да ги записва в друг файл.