У Клоксин - ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ПРОЛОГ

Функция программы генатомсостоит в том, чтобы порождать новые атомы от заданных корней (таких как студенти преподаватель).Для каждого корня программа запоминает, какой номер был использован в последний раз. Поэтому, когда в следующий раз от нее требуется породить атом с данным корнем можно гарантировать, что он будет отличаться от тех, что были порождены ранее. Так, когда вопрос

?- генатом(студент,X).

задан впервые, ответом будет

X = студент1

В следующий же раз ответом будет

X = студент2

и т. д.

Заметим, что эти различающиеся решения при возвратном ходе не порождаются ( генатом(Х, Y)нельзя согласовать вновь), они порождаются последующими целями, включающими этот предикат.

В определении генатомиспользуется вспомогательный предикат тек_номер. Контроль за тем, какой номер использовать следующим для данного корня, осуществляется программой генатомпутем записи в базу данных фактов вида тек_номери удаления фактов, которые стали ненужными. Факт тек_номер (Корень, Номер)означает, что последний номер, использованный с корнем Корень,был Номер.Иными словами, последний атом, порожденный для этого корня, состоял из литер, взятых из Корень,за которыми был приформирован номер, взятый из Номер.Когда Пролог пытается доказать согласованность цели генатом, обычно делается следующее: последний факт тек_номердля заданного корня удаляется из базы данных, к его номеру прибавляется 1, и новый факт тек_номерзапоминается в базе данных, заменяя исключенный факт. С этого момента новый номер может быть использован как основа для порождения нового атома. Хранить информацию о текущем номере в базе данных очень удобно. В противном случае каждый предикат, прямо или косвенно участвующий в выполнении генатом, должен был бы пересылать информацию о текущих номерах через дополнительные аргументы.

Последние несколько утверждений этой программы определяют предикат целое_имя,который используется для преобразования целого числа в последовательность литер-цифр. Атомы, порождаемые генатом,формируются с помощью встроенного предиката name,который формирует атом из литер корня, за которыми следуют цифры номера. В некоторых реализациях Пролога используется версия предиката name,которая выполняет также функции предиката целое_имя,однако весьма поучительно посмотреть, как его можно определить на Прологе. В этом определении неявно используется тот факт, что коды ASCII для цифр 0, 1, 2 и т. д. равны соответственно 48, 49, 50 и т. д. Поэтому, чтобы преобразовать число меньшее 10 в код ASCII соответствующей цифры, достаточно прибавить к этому числу 48. Перевести в последовательность литер число, большее 9, сложнее. Последнюю цифру такого числа получить легко, поскольку это просто остаток от деления на 10 (число mod 10).Таким образом, цифры числа легче формировать в обратном порядке. Мы просто циклически повторяем следующие операции: получение последней цифры, вычисление остальной части числа (результат его целого деления на 10). Определение этого на Прологе выглядит следующим образом:

цифры_наоборот(N,[С]):- N‹10,!, С is N+48.

цифры_наоборот(М,[С|Сs]):-С is (N mod 10) + 48,N1 is N/10,цифры_нaoбopот(N1,Cs).

Чтобы получить цифры в правильном порядке, применим трюк: в этот предикат добавим дополнительный аргумент – список «уже сформированных» цифр, С помощью этого аргумента мы можем получать цифры по одной в обратном порядке, но в итоговый список вставлять их в прямом порядке. Это делается следующим образом. Пусть у нас есть число 123. В начале список «уже сформированных» цифр есть []. Первым получаем число 3, которое преобразуется в литеру с кодом 51. Затем мы рекурсивно вызываем целое_имя,чтобы найти цифры числа 12. Список «уже сформированных» цифр, который передается в это целевое утверждение, содержит литеру, вставленную в исходный список «уже сформированных» цифр – это список [51]. Вторая цель целое_имявыдает код 50 (для цифры 2) и снова вызывает целое_имя,на этот раз с числом 1 и со списком «уже сформированных» цифр [50, 51]. Эта последняя цель успешно выполняется и, поскольку число было меньше 10, дает ответ [49,50,51]. Этот ответ передается через аргументы разных целей целое_имяи дает ответ на исходный вопрос – какие цифры соответствуют числу 123?

Приведем теперь всю программу полностью.

/* Породить новый атом, начинающийся с заданного корня, и оканчивающийся уникальным числом. */

генатом (Корень,Атом),выдать_номер(Корень,Номер), name(Корень,Имя1), целое_имя(Номер,Имя2), присоединить(Имя1,Имя2,Имя), name(Атом,Имя).

выдать_номер(Корень, Номер):-retract(тeк_номер(Корень, Номер1)),!,Номер is Номер 1 + 1, asserta(тек_номер(Корень, Номер)).

выдать_номер(Корень,1):- asserta(тек_номep(Kopeнь,l)).

/* Преобразовать целое в список цифр */

целое_имя(Цел,Итогспи):- целое_имя (Цел, [], Итогспи).

целое_имя(I,Текспи,[С|Текспи]:- I ‹10,!, С is I+48.

целое_имя(I,Текспи,Итогспи):-Частное is I/10, Остаток is I mod 10,С is Остаток+48.

целое_имя(Частное,[С|Текспи],Итогспи).

В некоторых прикладных задачах полезно уметь определять все термы, которые делают истинным заданный предикат. Например, мы могли бы захотеть построить список всех детей Адама и Евы с помощью предиката родителииз гл. 1(и располагая базой данных с фактами родителио родительских отношениях). Для этого мы могли бы использовать предикат по имени найтивсе, который мы определим ниже. Цель найтивсе(Х,G, L)строит список L, состоящий из всех объектов Xтаких, что они позволяют доказать согласованность цели G. При этом предполагается, что переменная Gконкретизирована произвольным термом, однако таким, что найтивсерассматривает его как целевое утверждение Пролога. Кроме того переменная Xдолжна появиться где-то внутри G. Таким образом Gможет быть конкретизирована целевым утверждением Пролога произвольной сложности. Для того, чтобы найти всех детей Адама и Евы, необходимо было бы задать следующий вопрос:

?- найтивсе(Х, родители(Х,ева,адам), L).

Переменная Lбыла бы конкретизирована списком всех X, для которых предикату родители(Х,ева,адам)можно найти сопоставление в базе данных. Задача найтивсезаключается в том, чтобы повторять попытки согласовать его второй аргумент, и каждый раз, когда это удается, программа должна брать значение X и помещать его в базу данных. Когда попытка согласовать второй аргумент завершится неудачно, собираются все значения X, занесенные в базу данных. Получившийся при этом список возвращается как третий аргумент. Если попытка доказать согласованность второго аргумента ни разуне удастся, то третий аргумент будет конкретизирован пустым списком. При помещении элементов данных в базу данных используется встроенный предикат asserta,который вставляет термы перед теми, которые имеют тот же самый функтор. Чтобы поместить элемент Xв базу данных, мы задаем его в качестве компоненты структуры по имени найдено.Программа для найтивсевыглядит следующим образом: