Правила. Унификация есть основной механизм обработки запросов в логическом программировании

Унификация

Унификация есть основной механизм обработки запросов в логическом программировании. После того как пользователь вводит запрос интерпретатору, этот запрос активизируется. Интерпретатор приступает к анализу фраз базы данных в поисках первой фразы, заголовок которой будет унифицироваться с запросом. Для того чтобы запрос унифицировался с заголовком фразы, необходимо совпадение у них имени предиката, количества аргументов и унификация каждого из них.

Унификация термов, которыми являются аргументы, описывается приводимыми ниже правилами. В примерах используется предикат =, который пытается унифицировать свои аргументы.

1) Переменная унифицируется с атомом или составным термом. В результате этого переменная становится конкретизированной, т.е. принимает значение данного атома или терма.

?- X=коля.X=коляYes

2) Переменная унифицируется с переменной, при этом они обе становятся как бы одной и той же переменной.

?- X=Y.X = _G161Y = _G161Yes

3) Анонимная переменная унифицируется с любым термом.

?- автор(пушкин)=_.Yes

4) Атом унифицируется с атомом, если они идентичны.

?- коля=коля.Yes

5) Составной терм унифицируется с другим составным термом, если их имена и количество аргументов совпадает, а аргументы поддаются унификации.

?- отец(борис)=отец(X).X = борис Yes?- дедушка(борис, Y)=отец(X).No

Пример: Термы больше(Х, собака) и больше(осел, собака) унифицируются, потому что переменная X может быть конкретизирована атомом осел:

?- больше(Х,собака) = больше(осел,собака).X = оселYes

Рассматриваемый в следующем примере запрос не будет успешным, потому что переменная X не может быть конкретизирована двумя значениями 1 и 2 одновременно.

?- p(X,2,2) = p(1,Y,X).No

Если в этом примере вместо X мы используем анонимную переменную _, то унификация будет возможна, потому что при каждом использовании _ создается новая переменная. Смысл анонимности в том, что мы предоставляем Прологу возможность генерации имени для данной переменной и нам не нужны ни ее имя, ни ее значение. Переменная Y во время унификации конкретизируется значением 2:

?- p(_,2,2) = p(1,Y,_).Y = 2Yes

Пример: В этом примере унификация возможна, хотя и нет специфических переменных, которые могли бы быть связаны (как в предыдущих примерах):

?- f(a,g(X,Y)) = f(X,Z), Z = g(W,h(x)).X = aY = h(x)Z = g(a, h(x))W = aYes

Кроме фактов программы на языке Пролог могут содержать правила, позволяющие получать дополнительные знания о том мире, который описывает программа. Правило задает новый предикат через определенные ранее.

Правило состоит из головы (предиката) и тела (последовательности предикатов, разделенных запятыми). Голова и тело разделены знаком :- и, подобно каждой фразе Пролога, правило должно заканчиваться точкой. Запятая в теле правила означает конъюнкцию (логическое И).

Знак :- есть схематическая запись стрелки (<-) и показывает, что из правой части следует левая. Этот знак читается как "если". Интуитивный смысл правила состоит в том, что цель, являющаяся головой, будет истинной, если интерпретатор Пролога сможет показать, что все выражения (подцели) в теле правила являются истинными.

Пример: Правило, определяющее отношение ребенок/2 через отношение отец/2, запишется следующим образом:

ребенок(X, Y):- отец(Y, X).

Это означает, что если человек Y является для человека X отцом, то X является ребенком Y. Здесь X и Y - переменные. Напомним, что запись ребенок/2 показывает, что предикат ребенок является функцией от двух аргументов.

Пример: Определим отношение мать/2 через отношения родитель/2 и женщина/1: матерью X для человека Y является его родитель женского рода.

мать(X, Y):- родитель(X, Y), женщина(X).

Предикаты отличаются друг от друга не только именем, но и количеством аргументов. Так можно определить отношение мать/1 следующим образом:

мать(X):- родитель(X, _), женщина(X).

Так как нам в данном предикате не важно, чьим родителем является данная женщина, то мы использовали анонимную переменную. Теперь запросы могут выглядеть так:

?- мать(X, Y).X=аннаY=юлияYes?- мать(X).X=аннаYes

Пример: Определим отношение дедушка/2:

дедушка(X, Y):- отец(X, Z), отец(Z, Y).дедушка(X, Y):- отец(X, Z), мать(Z, Y).

Эти правила утверждают, что дедушкой X для человека Y является отец человека Z, который в свою очередь является отцом или матерью человека Y.

Дата добавления: 2014-12-27