Программирование на языке Пролог

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. МИКРО-ПРОЛОГ

В этом приложении рассматриваются некоторые возможности системы микро-Пролог, разработанной для микро-ЭВМ на базе микропроцессора Z-80, работающих под управлением операционной системы СР/М.

Все приводимые примеры соответствуют «базовому» синтаксису. При желании можно воспользоваться другими формами синтаксиса, включая тот, что совместим с Прологом для ЭВМ DECsystem-10.

Ниже приводится последовательность сообщений, которая может появиться на вашем терминале в ходе обычного сеанса работы с микро-Прологом. Прежде всего мы задаем для СР/М команду запуска Пролога.

A›PROLOG

Micro-Prolog 3.00 S/N

(С) 1982 Logic Programming Associates Ltd.

9999 Bytes Free

&.?((likes x y))

Clause error at (likes x y)

В микро-Прологе литеры «&» выдаются в качестве приглашения. Их появление означает, что система ожидает от нас ввода команды. Ввод литеры «?» означает, что мы хотим задать вопрос. Вслед за ним должна следовать последовательность целей, заключенная в круглые скобки (которую следует понимать как конъюнкцию этих целей). Каждая цель внутри скобок представляет собой последовательность из имени предиката и следующих за ним аргументов. Переменные обозначаются именами, начинающимися с х, у, z, X, Y, Z, за которыми могут следовать числа. В вопросе, приведенном выше, спрашивается о том, нравится ли кто-либо кому-либо. Но поскольку в базе данных нет утверждений для предиката likes (нравится), то микро-Пролог сообщает об ошибке.

&.LOAD TEST

Другая важная команда – это LOAD. Далее следует имя файла. Ввод этой команды приводит к чтению содержимого файла TEST.LOG и дополнению этим содержимым базы данных, подобно тому, как это делалось при consult. Теперь можно задавать вопросы:

&.?((likes john bertrand))

?

&.?((likes john alfred))

&.

Заметим, что отрицательный ответ на вопрос обозначается в микро-Прологе литерой «?», а положительный ответ – повторной выдачей приглашения. Чтобы узнать, какие утверждения имеются для предиката likes, мы задаем команду LIST. Можно запросить выдачу текста всей программы или выдачу утверждений для некоторого набора предикатов. Посмотрим, какие утверждения существуют для предиката likes:

&. LIST(likes)

((likes john alfred))

((likes alfred john))

((likes bertrand john))

((likes david bertrand))

((likes john x) (likes x bertrand))

В некоторых случаях для того, чтобы получить ответ на заданный вопрос, приходится прибегать к помощи встроенных предикатов. Предикат РР обеспечивает выдачу его аргументов на терминал, а предикат FAIL вызывает неудачное согласование целевого утверждения.

&.?((likes john х) (РР х) (FAIL))

alfred

david

?

Так мы получили два ответа на вопрос: «Кто нравится Джону?». Если мы хотим добавить к базе данных новые утверждения с терминала, нам не нужно прибегать к помощи специальных команд – мы можем просто ввести эти утверждения. Синтаксис утверждений микро-Пролога будет рассмотрен в следующем разделе.

&.((likes timothy bertrand))

&.?((likes john x) (PP x) (FAIL))

alfred

david

timothy

?

Чтобы выйти из микро-Пролога и вернуться в СР/М, достаточно задать команду QT, за которой следует поставить точку:

&. QT.

А›

Синтаксис микро-Пролога существенно отличается от синтаксиса, рассматриваемого в данной книге, однако освоить его можно довольно быстро. Основная идея заключается в том, что существует всего один вид терма – список. Если мы хотим построить терм с функтором f и четырьмя аргументами, то для этого используется список из пяти элементов, куда f входит в качестве головы, а остальные элементы соответствуют четырем аргументам в порядке их следования. Таким образом то, что в базовом синтаксисе было бы записано в виде:

f(a,g(2,3),c)

на микро-Прологе должно быть записано как:

(f a (g 2 3) с)

Здесь мы сталкиваемся также и с иным синтаксисом задания списков, где списки заключены в круглые скобки, а элементы списков разделяются пробелами.

Утверждения представляются как списки термов, где первый терм – это заголовок утверждения, а остальные термы – цели, которые, будучи взятыми в конъюнкции, образуют тело утверждения. Рассмотрим более сложное утверждение:

((alter (zl|z2) (x|y)) (change zl x) (alter z2 у)

Это – второе утверждение для предиката alter (преобразовать) из разд. 3.4. Заметим, что вертикальная черта имеет здесь то же значение, что и в базовом синтаксисе.

Микро-Пролог может обрабатывать числа с плавающей точкой с точностью до восьми значащих цифр и с порядком (по основанию 10) в диапазоне от -127 до 127. Имена атомов (называемые в микро-Прологе «константами») могут содержать до 60 литер, а терм не может содержать более 64 переменных. Эти ограничения на практике не вызывают трудностей.

Микро-Пролог предоставляет множество средств, помогающих при разработке программ за терминалом. Предикаты LOAD и SAVE позволяют, соответственно, читать и записывать программы в файлы на диске. Мощный строчный редактор и структурный редактор позволяют вносить изменения в тексты программ, не выходя из Пролог-системы. Выполнение микро-Пролог-программы может быть прервано путем ввода комбинации «CONTROL С».

Имена и назначение встроенных предикатов сильно отличаются от рассмотренных в данной книге. Ниже приводится краткое описание некоторых из предусмотренных средств.

Тип терма можно проверить с помощью предикатов NUM, CON, VAR, которые согласуются с базой данных, соответственно, в случае чисел, констант (атомов) и переменных. Кроме того, предикат SYS проверяет, является ли константа именем встроенного предиката, предикат 1NT обеспечивает проверку на целое число.

Для работы с базой данных используются предикаты: ADDCL (аналогичен assert), CL (аналогичен clause) и DELCL (аналогичен retract) В этих предикатах можно задавать дополнительный целочисленный аргумент N с тем, чтобы можно было обрабатывать N-e утверждение процедуры.

Поскольку единственным видом терма в микро-Прологе является список, то предикат вида ' =..' здесь не нужен. Предикат STRING позволяет программисту создавать новые атомы и осуществлять доступ к внутренней структуре имени атома аналогично тому, как это делается с помощью предиката name.

Составные цели в микро-Прологе можно конструировать с помощью встроенных предикатов OR, NOT и IF. Предикат FAIL вызывает немедленную неудачу в согласовании цели. Предусмотрено также и «отсечение», которое обозначается с помощью литеры '/'.

Арифметические действия реализуются посредством нескольких предикатов, вместо одного is. Арифметические предикаты максимально «обратимы», поэтому, например, цель

(SUM х у г)

вызывает сопоставление z с суммой х и у, если х и у конкретизированы. С другой стороны, если сначала конкретизированы у и r, а х – нет, то х будет конкретизирован разностью z-у.

Операции с файлами в микро-Прологе аналогичны тем, что имеются в базовом Прологе, с той лишь оговоркой, что здесь нет понятия текущего потока ввода или текущего потока вывода. Вместо этого вывод в файл и ввод из файла осуществляются, соответственно, через предикаты WRITE и READ с указанием каждый раз имени файла. Предусмотрены специальные предикаты, обеспечивающие удобства при вводе-выводе через терминал пользователя.

Микро-Пролог позволяет программисту разрабатывать программы по частям, которые называются модулями. Такая возможность сокращает вероятность случайных конфликтов имен в про-граммах и облегчает обмен программами между программистами.

В микро-Прологе предусмотрена возможность трассировки программы, однако средства трассировки должны быть предварительно загружены с помощью предиката LOAD. При трассировке выдается информация о процессе согласования всех целей, не содержащих встроенных предикатов. В моменты возникновения событий CALL, EXIT и FAIL, которые именуются, соответственно, как ENTER, FINISH и FAIL, выдаются соответствующие сообщения. Пользователю разрешается в момент события CALL вмешиваться в ход трассировки и задавать команды CONTINUE (продолжить выполнение с трассировкой), SKIP (прервать трассировку до завершения текущей цели), FINISH (немедленное согласование текущей цели) и FAIL (немедленная неудача в согласовании текущей цели).

Clark K.L., Mc-Cabe F.G. Micro-PROLOG: Programming in Logic, Prentice-Hall, 1984. [Русский перевод: Клар К., Маккейб Ф. Введение в логическое программирование на микро-Прологе.- М,; Радио и Связь, 1987.]