人工智能实验二prolog中表的基本操作

数学与软件科学学院实验报告

学期：___至___ 第__ 学期年月日

课程名称:___人工智能 ___ 专业: _级_ _班

实验编号：02实验项目熟悉和掌握Prolog语言的基本技术指导教师__

姓名：＿ __ 学号： __实验成绩：＿＿＿＿＿

一、实验目的及要求

(1) 回溯是Prolog语言的主要特点之一，也是掌握Prolog语言来表达问题求解

过程的关键技术之一。本实验主要目的是掌握Prolog语言中的回溯技术的使用。

(2) 表处理技术也是Prolog中的重要基本技术，本实验目的在于掌握基本的

表技术处理方法。

二、实验内容

(1) 掌握Prolog回溯技术的实现特点；熟悉Prolog回溯技术的基本过程；

(2) 掌握Prolog中的表技术。

三、实验准备及设备

课前复习并从理论上了解Prolog回溯技术；准备实验实例。

四、实验步骤和实验过程及实验结果

(1) 复习上一实验中的Prolog环境及程序编写与调试方法等；

(2) 编辑准备好的回溯实例程序。

domains

child=symbol

age=integer

/*谓词申明段*/

predicates

nondeterm pupil(child,age)

nondeterm IsAgeSame(child,child)

/*子句段:定义事实和规则*/

clauses

pupil(peter,9). /*事实:Peter9岁,是个小学生*/

pupil(chris,9).

pupil(paul,10).

pupil(susan,9).

IsAgeSame(X1,X2):-pupil(X1,Y1) and pupil(X2,Y2) and X1<>X2 and Y1=Y2. /*定义规则:年龄相同,人名不同*/

/*目标段*/

goal

/*pupil(_,9).*/ /*是否有9岁的小学生？*/

/*pupil(X,9).*/ /*列举出9岁的小学生*/

/*pupil(X,_).*/

/*pupil(_,_).*/

/*pupil(_,X).*/

/*pupil(X,Y).*/

/*IsAgeSame(X1,X2).*/

/*pupil(P1,9) and pupil(P2,9) and P1<>P2.*/

pupil(P1,X1) and pupil(P2,X2) and P1<>P2 and X1=X2.

/*pupil(P1,X1) and pupil(P2,X2) and P1<>P2 and X1<>X2.*/ 下图所示为两个都为小学生并且都相同年龄的结果：

(3) 表的静态建立。

domains

bird_list=bird_name*

bird_name=symbol

num_list=number*

number=integer

predicates

birds(bird_list)

scores(num_list)

clauses

birds(["sparrow","robin","mockingbird","thunderbird","bald eagle"]).

scores([56,76,54,89,90,62,85,100]).

goal

/*birds(All).*/ /*列举出所有的鸟名*/

/*birds([_,_,_,B,_]).*/

/*birds([B1,_,B2,_,_]).*/

/*scores(All).*/

下图为得出已知表的某些变量的取值。内容涉及无名变量。

(4) 表的首尾使用方法实例

1) 表的输出打印程序(顺序打印)

domains

number_list=integer*

animal_list=symbol*

bird_list=symbol*

predicates

print_list(number_list)

print_list(bird_list)

birds(bird_list)

scores(number_list)

clauses

birds(["sparrow","robin","mockingbird","thunderbird","bald eagle"]).

scores([56,76,54,89,90,62,85,100]).

print_list([]).

/*print_list([Head|Tail]):-write(Head),nl,print_list(Tail).*/ print_list([Head|Tail]):-print_list(Tail),write(Head),nl. goal

/*

birds(Bird_list),print_list(Bird_list),

scores(Score_list),print_list(Score_list).

*/

birds(Bird_list),print_list(Bird_list).

请思考：如果反序输出，应当如何修改print_list()规则。

2) 表的搜索技术

domains

number_list=number*

number=integer

member_list=member*

member=symbol

predicates

nondeterm find_it(number, number_list)

nondeterm find_it(member, member_list)

clauses

find_it(Head,[Head|_]).

find_it(Head,[_|Tail]):-find_it(Head,Tail).

goal

find_it(3,[1,2,3,4,5]).

/*find_it(4,[1,2,3,4,5]).*/

/*find_it(5,[1,2,3,4,5]).*/

/*find_it(-20,[1,2,3,4,5]).*/

/*find_it("Smith",["Alice", "Diana", "Peter", "Paul", "Mary"]).*/ /*find_it("Paul",["Alice", "Diana", "Peter", "Paul", "Mary"]).*/

3)* 表的分解技术

请给一个表的分解程序代码。要求如下：

使用谓词split(Middle, L, L1, L2)将表L中满足比较条件Middle的表元素放入表L1中，余下的元素放入表L2中。例如，试图将表L=[30, 50, 20, 25, 65, 95]分解为大于Middle=40的和小于Middle的表L1和L2。其输出结果应当是：L1=[30, 20, 25]和L2=[50, 65, 95]。

domains

list=number*

number=integer

predicates

nondeterm split(number,list,list,list)

clauses

split(40,[],[],[]). /*初始化*/

split(40,[Lhead | Ltail],[Lhead | T1],L2):-

Lhead<40,!,split(40,Ltail,T1,L2). /*定义规则1 */

split(40,[Lhead | Ltail],L1,[Lhead | T2]):-

Lhead>=40,!,split(40,Ltail,L1,T2). /*定义规则2*/

goal

split(40,[40,30,20,35,65,80,90],L1,L2).

4) 表的拼接技术

请给出表的拼接程序代码。要求如下：

使用谓词模式为append(num_list,num_list,num_list)，希望将第1个和第2个数值类型的列表经过append操作合并成第3个表。然后测试一下实例并作分析：domains

num_list=integer*

predicates

append(num_list,num_list,num_list)

clauses

append([],X,X).

append([H | T1],X,[H |T2]):-append(T1,X,T2).

goal

/*append([],[],L).*/

/*append([3],[4,5],L).*/

/*append([1,2,3],[],L).*/

/*append([],[1,2,3],L).*/

append([1,2,3],[4,5,6,7],L).

/*append([1,2],[3,4],[1,2,3,4]).*/

/*append([1,2],[3,4],[1,2,3]).*/

/*append([1,2],[],[1,2,3]).*/

5) 表的排序技术

请分析一下程序的功能，并作上机测试实验。

domains

number=integer

list=number*

predicates

insert_sort(list,list) /*表直接插入排序*/

insert(number,list,list) /*将一个元素插入一个已经排序的列表中，形成一个新的列表*/ asc_order(number,number) /*两个元素之间的排序*/

clauses

insert_sort([],[]). /*初始化*/

insert_sort([X|Tail],Sorted_list):-

insert_sort(Tail,Sorted_Tail),

insert(X,Sorted_Tail,Sorted_list). /*定义规则1*/

insert(X,[Y|Sorted_Tail],[Y|Sorted_list1]):-

asc_order(X,Y),!, /*!表示阻止回溯*/

insert(X,Sorted_Tail,Sorted_list1). /*定义规则2.1*/

insert(X,Sorted_list,[X|Sorted_list]). /*定义规则2.2*/

asc_order(X,Y):-X>Y. /*定义规则4*/

goal

/*insert_sort([7,6,5,4,3,2,1],S). */

/*insert_sort([7,6,5,4,3,2,1],[7,6,5,4,3,2,1]). */

/*insert_sort([7,6,5,4,3,2,1],[1,2,3,4,5,6,7]).

insert_sort([1,2,3,4,5,6,7],S).*/

insert_sort([2,3,1,5,4,6,7],S).

/*insert_sort(S,[1,2,3,4,5,6,7]).*/

实验体会：

表的所有元素具有相同的域类型，它的元素必须都是整数，或都是实数，或者都是字符，或都是符号。

没有元素的表称为空表。一张非空表可以看作由表头和表尾两部分组成，表中的第一个元素叫做表头，其余部分叫做表尾。表头是表的一个元素，而表尾则可以是另外一张表。即表头是不能再分解的单个元素，表尾是由原表除去表头元素后剩下的所有元素组成。这张表可以再被分解，形成另外一张表。一个元素的表可以分解为由这个元素组成的表头和一张空的表组成的表尾。

表的域说明是通过在表元素的域名后面加上一个星号（*）来完成的。星号可以理解为表中有零个或多个元素。竖线符号（|）用于将表头和表尾分开，如[Head | Tail] Head作为表头的变量名，Tail是作为表尾的变量名。

查找某一元素是否在该表中的定义规则：

find_it(Head,[Head|_]).

find_it(Head,[_|Tail]):-find_it(Head,Tail).

表的追加，两个表形成一个新表所定义的规则：

append([],X,X).

append([H | T1],X,[H |T2]):-append(T1,X,T2).