Prolog语言(耐心看完-你就入门了)剖析
(事实)
f m j s w
goal
likes(m, X), likes(j, X). (问题) 问题：是否 m 和 j 都喜欢什么东西？( X = ? )
2018/10/14
likes(m, f).
likes(m, w).
likes(j, w).
Prolog的求解过程
likes(j, s).
现在有两个问题：likes(m, X) 和 likes(j, X)） 第一步 ：第一个问题 likes(m, X) 去与事实匹配
“ :- ”
“ ，”
表示“蕴涵”
表示“合取”
含义：若 P1 , … , Pn 均为真时，P为真
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③问题（目标） Goal
Q1 , Q2 , … , Qm
.
含义：待回答的问题,即 Q1 , … , Qm 同时
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为真吗？
从消解角度来看： ①（事实）中，P是Horn子句
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likes(j, s).
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第三步：回到第一个问题 likes(m, X) ，重新匹
配，得到 { w / X}
likes(m, X) likes(j, X)
第四步：第二个问题变成 likes(j, w)。再与事实 匹配，成功
likes(m, f).
第五步：答案就是 X=w
likes(m, w). likes(j, w). likes(j, s).
问题求解就是Horn子句集消解
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3 表结构
表：若干个元素的有序序列
表中的元素：常量、变量、项、表
表用“[ 开
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]”来表示，元素之间用逗号或者空格分
例：
[1, 2, 3]
[a, b, c, d]
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பைடு நூலகம்
用符号“ | ”来划分表头（第一个元素）和表尾
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②（规则）可以表示为
P1∧P2∧…∧PnP
可以转化为 ～P1∨～P2∨…∨～Pn∨P 也是Horn子句，并受全称量词约束
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③（问题）是
Q1∧…∧Qm
受存在量词约束，取非后 ～Q1∨…∨～Qm 受全称量词约束，是Horn子句
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Prolog三种形式的语言都是Horn子句
必定引起回溯
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例：求 1 到 n 之间的和
定义一个二元谓词 sum(N, X)，其中 X 表示和 sum(1,1):-!. sum(N,R):- N1=N-1, sum(N1, R1), R=R1+N. ?- sum(6,X). 答案是：X=21 去掉“ ！”，会发生什么？
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⑤ 语句句型少，语法简明。只有三种句型
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参考资料：
1 雷英杰，张雷，邢清华，孙金萍。Visual Prolog 语言教程。西安：陕西科学技术出版社，2002
年2月（380页，35元）
2 雷英杰，邢清华，孙金萍，张雷。Visual Prolog 编程、环境及接口。北京：国防工业出版社， 2004年1月（412页，36元）
项的定义：
<项>::= <常量> | <变量> | <复合项>
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<项>::= <常量> | <变量> | <复合项>
<常量>::=<原子> | <数> <原子> ::= <标识符原子> | <字符串原子> | <特殊原子>
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标识符原子
命名 ：用小写字母或者小写字母开头的小写字母 数字串
（其余元素）
特例： 当只用一个元素时，表尾为空 空表（无元素），既无表头又无表尾
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例： P（[the, cat, sat, down]）.
?- P([ X | Y ]).
答案：X=the, Y=[cat, sat, down]
?-P([ X , Y | Z ]).
答案：X=the, Y=cat，Z＝[sat, down]
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4 Prolog程序的结构
Prolog的程序分为两部分：
前提部分：所有事实和规则 问题部分：目标子句序列
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注意：
这两部分不能颠倒。必须前提部分写在前 面，问题部分写在后面
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likes(m, f).
likes(m, w).
likes(j, w). likes(j, s).
（置换与合一），按顺序得到 {f/X}
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第二步：f 代替第二个问题 likes(j, X) 中的 X，
则得 likes(j, f) 。再与事实匹配，不能匹配， 失败，则回溯，忘掉刚才的匹配
likes(m, f). likes(m, X) likes(j, X) likes(m, w). likes(j, w).
人
工
智
能
Artificial Intelligence (AI)
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Prolog 语言简介
Prolog语言是一种以一阶谓词为基础的逻辑性语
言（Programming in Logic）
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Prolog语言的特点
Prolog语言的基本内容
简单的例子
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<原子>（<项>{, <项>}） <项> <原子> <项> { <原子> <项> }
2 Prolog中的语句
Prolog中的语句分成三种形式： ①事实： P. 含义：无条件成立，恒为真 例：like( monkey, banana)
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②规则： P :- P1 , P2 , … , Pn .
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Prolog语言的基本内容
1 项 2 Prolog中的语句 3 表结构 4 Prolog程序的结构
5 常用内部谓词
6 Prolog程序设计步骤
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1 项
符号说明：
“ ::= ” “|” “{}”
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表示“ 定义为 ” 表示 “ 或 ”，可选 表示 “ 重复或者出现多个 ”
?- uncle(a, U).
问题： a 是谁的叔叔 ？ （ U = ? ）
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Prolog的求解过程：
第一步：问题 uncle(a，U) 与事实逐个匹配，
不成功
father(a, b). father(c, d).
brother(a, c).
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uncle(a，U) uncle(X, Y) :- brother(X, Z) , father(Z, Y). 第二步：与规则头（左部）匹配，即寻找合一者， 有 {a/X, U/Y} 转化为两个子问题：brother(a, Z)和father（Z, U）
①若与另一个未实例化的变量 匹配 ，则视为同一变
量，两者共享
②若与另一个实例化的变量 匹配 ，也变成了实例化 的变量，且两者同值
③若与常量匹配，也变成了实例化变量，并取常量
的值
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第三、常量只能与相同的常量匹配
第四、实例化的变量与另一个实例化的值相同的 变量匹配，也可以与另一个未实例化的变量匹
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复合项：由一组其它对象组成的单个对象
例： 函数项： like(john, apple) 表： [sa, sb], [1,2,3]
表达式： (12+59)*49-96
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项
常量 原子
标 识 符 原 子
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变量 数
特 殊 原 子
复合项
字 符 串 原 子
对于“＝”（赋值与比较）的几点说明： 第一 、当一个变量已经 实例化 ，则可以与任意 未实例化的变量相等，且将其实例化（赋值
功能）
第二、两者均未实例化，eq(X, Y) 恒为真，并 视为同一变量
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第三、均以实例化，由当前值来决定
第四、如果为表，要求对应的元素相等，才为真 第五 、如果是谓词，谓词 同名 ，变元个数相等，
对应的变元相等
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③输入输出谓词
第一、write(X)：向输出设备输出实例化结果 第二、read(X)： 当 X 未实例化时，输入一个项
当 X 在输入前已经实例化，则读入项将与 X
匹配，根据匹配的成功与否，决定其真假值
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④谓词cut与fail（特殊谓词）：
cut ( ! )：禁止回溯
配，使另一个变量实例化，且约束值相同
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5 常用的内部谓词
内部谓词：Prolog系统本身定义的一些基本谓词
注意：可以直接使用，用户不能修改
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①算术运算
算术表达式由操作数（数、变量）、操作符和括
号组成
算术运算符号：“+、-、* 、/”（加减乘除）
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6 Prolog程序设计步骤
对应于Prolog程序的组成部分，设计步骤分为：
第一、说明事实：说明与待求解的问题有关的事
实。例如，人物事及相互关系，对应于 叙述
Prolog语言(耐心看完-你就入门了)剖析
名的对象，用大写字母开头
2024/7/16
特殊变量：空变量，记作：“_” 含义：我们对问题的某一个变量的值不关心
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<项>::= <常量> | <变量> | <复合项>
<复合项> ::=
<原子>（<项> { , <项> }）|
<项> <原子> <项> { <原子> <项> }
也是Horn子句，并受全称量词约束
2024/7/16
③（问题）是 Q1∧…∧Qm
受存在量词约束，取非后 ～Q1∨…∨～Qm
受全称量词约束，是Horn子句
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Prolog三种形式的语言都是Horn子句 问题求解就是Horn子句集消解
2024/7/16
3 表结构
表：若干个元素的有序序列
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项的定义： <项>::= <常量> | <变量> | <复合项>
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<项>::= <常量> | <变量> | <复合项>
<常量>::=<原子> | <数> <原子> ::=
<标识符原子> | <字符串原子> | <特殊原子>
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标识符原子 命名：用小写字母或者小写字母开头的小写字母
不能被重新满不必要的回溯，提高程序运行效率
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prolog语言简介
例:
自动实现的搜索算法之二——回溯 回溯
clauses likes(tom,talk). /*1*/ likes(bill,swim). /*2*/ likes(bill,talk). /*3*/ friend(john,X):-likes(X,talk),likes(X,swim) /*4*/ 设Goal:friend(john,Who)
可以回溯 如果加入 cut p:- q1,q2,!,r1,r2. p:- s1,s2. 逻辑关系变为 P1 if (if q1∧ q2 then r1 ∧r2 else s1 ∧s2 ) then p q1 q2 ！ r1 回溯
P P2 P r2 s1 s2
截断 回溯
影响回溯的手段之二——cut 影响回溯的手段之二
影响回溯的手段之二——cut (截 影响回溯的手段之二
断)
cut—无条件成功，并截断回溯
(也可以用! 表示)
影响回溯的手段之二——cut 影响回溯的手段之二
例：p:- q1,q2,r1,r2. p:- s1,s2. 逻辑关系是 if q1∧ q2∧r1 ∧r2 or s1 ∧s2 P P1 then p q1 q2 r1 r2 s1 s2 P2 P
影响回溯的手段之二——cut 影响回溯的手段之二
应改为 legal(X):- super_speed(X),!,fail. legal(X):- drunk_drive(X),!,fail. legal(X).
常识：“外Goal” 和“程序内goal” 有“勤” “懒” 之分
显然，此结果不完备
Press the SPACE bar
影响回溯的手段之一——fail 影响回溯的手段之一
fail—无条件失败，引起回溯
PROLOG语言入门
PROLOG语言入门简介PROLOG语言是一个非常有趣的计算机语言。
它完全不同于我们已经很熟悉的其它计算机语言、例如BASIC、FORTRAN、C等。
主要由于现在的计算机硬件能力的限制，使得PROLOG语言没有得到更广泛的流行。
但是未来随着计算机硬件技术的发展，PROLOG语言将会发挥更大的作用。
尤其是通过PROLOG语言的学习，我们对计算机语言的本质会有更多的了解。
虽然对许多人来说，PROLOG语言比较陌生。
但是PROLOG语言很容易入门，人们很容易感受到它的魅力。
本书在多年从事相关教学的讲义的基础上形成。
本书没有试图写成PROLOG语言程序设计的指导书，而是着重在于于介绍PROLOG的有趣性，引导读者尽快进入PROLOG世界。
同时，尽量利用BASIC、FORTRAN、C等大家熟悉的语言的例子，说明PROLOG与这些语言的区别，以加深读者对PROLOG的理解。
因此，本书适合于PROLOG的初学者，而对于那些已有相当基础、希望利用PROLOG开发应用程序的读者，则可以选择其它更加全面的书籍，例如本书末尾所推荐的那些书籍。
目录1引言2为什么有PROLOG3什么是PROLOG ？4最简单的PROLOG程序5PROKOG运行方式6关于Visual PROLOG ？7Visual PROLOG的运行方式8PROKOG入门9规则与事实10递归11表12引言首先，介绍一种常见的扑克牌游戏。
该游戏方法为：“随意抽出4张扑克牌。
然后利用加、减、乘、除方法，对这个4张扑克牌所代表的4个数进行四则运算。
要求最后的运算结果为24。
注意，每个数只能在运算中出现1次，且必须出现1次。
”例如，如果所抽取的4张牌所代表的4个数分别为：2，4，7，9。
则可以采用如下运算方法：2 * 4 + 9 + 7 = 24有时，同一数字组合，可能存在好几种四则运算方法。
游戏时，可以规定先找到相应的四则运算方法的人获胜。
有些数字组合比较容易计算，例如6，6，6，6。
Prolog学习：基本概念
Prolog学习：基本概念对Prolog有了⼀个感性的认识，今天介绍下Prolog中⼀些基本概念，想要⽤Prolog解决⼀些实际问题之前必须要先了解它们。
这些概念在这本书中都有介绍，我简单提炼汇总下，就当给这门⼩众语⾔做个宣传吧。
变量/规则/知识库在Prolog中变量的命名是有特殊要求的，如果⼀个词以⼩写字母开头，它就是⼀个原⼦(atom)，类似于其他语⾔中的符号(symbol)，如果⼀个词以⼤写或下划线开头，那么它就是⼀个变量，和其他语⾔⼀样变量值可以改变，可以赋值（不过更灵活）。
符号组成⼀些事实：likes(zhangsan,lisi).likes(wangwu,lisi).likes(chenliu,maqi).符号和变量在⼀起可以⽤来定义规则：friend(X,Y):- \+(X = Y),likes(X,Z),likes(Y,Z).事实是我们对这个世界直接观察的结果。
规则是关于现实世界的逻辑推论。
事实 + 规则 = 知识库。
上⾯的规则可以叫做friend/2因为它有两个参数（类似C#⽅法中的形参），:-读作“如果”，“如果”后⾯是由⼀系列“⼦⽬标”组成，⼦⽬标之间可以是且的关系，⽤“,”分割，也可以是或者的关系，⽤“.”表⽰。
Prolog就是通过验证规则来回到我们yes或no的，如果参数能满⾜所有⼦⽬标就是yes。
合⼀（unification）合⼀是Prolog中⼀个⾮常重要的概念。
简单的来说合⼀就相当于其它语⾔中的赋值：cat(lion).cat(tiger).dorothy(X,Y,Z) :- X = lion,Y = tiger,Z = bear.twin_cast(X,Y) :- cat(X),cat(Y).合⼀的意思是：找出那些使规则匹配的值。
所以执⾏dorothy(lion,tiger,bear).这句，Prolog会返回yes:dorothy/3规则的右侧，Prolog将lion赋值给X,tiger赋值给Y,bear赋值给Z，就像在命令式语⾔中这样：var X = lion;var Y = tiger;var Z = bear;这些值和左侧（也就是dorothy(lion,tiger,bear)）对应的值相匹配，所以合⼀成功。
7 智能控制语言prolog
7.1 什么是Prolog语言
❖ Prolog程序的特点
Prolog程序没有特定的运行顺序，其运行顺序 是由电脑决定的，而不是编程序的人
7.2 Prolog入门---事实
❖ 事实 的语法结构--（原子）
原子通常是字母和数字组成，开头的字符必须是小写字母。 例如：
hello twoWordsTogether x14 为了方便阅读，可以使用下划线把单词分开。例如
a_long_atom_name z_23
下面的是不合法的原子： 123nodigitsatbeginning Nocapsfirst 下划线不能放在最前面
程中出现的程序。
和其他的语言一样，最好的学习方法是实践。本课程 将使用swi Prolog的解释器来向大家介绍几个具语言
❖ 角色扮演游戏-小女孩找毛毯
假设你所扮演的角色是一个三岁的小女孩，你想睡觉了，可是没 有毛毯（nani）你就不能安心的睡觉。所以你必须在那个大房子 中找到你的毛毯，这就是你的任务
7.2 Prolog入门---事实
❖ 角色扮演游戏-小女孩找毛毯
定义手电筒（由于是晚上，玩家必须找到手电筒，并打开 它才能到那些关了灯的房间）的状态和玩家的初始位置。
turned_off(flashlight). here(kitchen).
7 智能控制语言 Prolog
7.1 什么是Prolog语言 7.2 Prolog入门---事实 7.3 Prolog入门---查询 7.4 Prolog入门---规则 7.5 Prolog入门---算术 7.6 Prolog入门---内部谓词 7.7 Prolog入门---递归和表 7.8 Prolog入门---截断
人工智能语言—Prolog
其次，调用过程AT(Zhang, x)，从而产生新目标 T(Zhang, train)，与事实匹配，产生目标 ⊓ 。因而调用成功，输出“True”。
高级人工智能
5
人工智能语言—Prolog语言
高级人工智能
10
人工智能语言—Prolog语言
Prolog的构成
目标（问题）：关于对象性质或关系的询问。 ?— student(john) ?— married(mary，x)
高级人工智能
11
人工智能语言—Prolog语言
Prolog语言的基本文法
Prolog语言的最基本语言成分是项(term)
定理证明、智能问题求解、计算机辅助设计、规 划生成等领域。
高级人工智能
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人工智能语言—Prolog语言
Prolog的构成
事实：事实用来说明一个问题中已知的对象和它们之间 的关系。在Prolog程序中，事实由谓词名及用括号括起 来的一个或几个对象组成。谓词和对象可由用户自己定 义
student(john) married(tom, mary) likes(bill，book)
Prolog语言及其基本结构
Prolog是当代最有影响的人工智能语言之一， 由于该语言很适合表达人的思维和推理规则， 在自然语言理解、机器定理证明、专家系统 等方面得到了广泛的应用，已经成为人工智 能应用领域的强有力的开发语言。
高级人工智能
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人工智能语言—Prolog语言
现在的Prolog语言有许多版本
项或者是常量，或者是变量，或者是一个结构。
逻辑型程序设计语言PROLOG详细教程
逻辑型程序设计语言PROLOG教程2.3. 1逻辑型程序设计语言PROLOGPROLOG的语句PROLOG语言只有三种语句，分别称为事实、规则和问题。
1.事实(fact)格式: <谓词名>(<项表>).功能一般表示对象的性质或关系。
其中谓词名是以小写英文字母打头的字母、数字、下划线等组成的字符串，项表是以逗号隔开的项序列。
例如：student(john).like( mary ,music).表示“约翰是学生”和“玛丽喜欢音乐”。
2. 规则(rule)格式:<谓词名>(<项表>):-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}.功能: 一般表示对象间的因果关系、蕴含关系或对应关系。
其中“:-”号表示“if”（也可以直接写为if），其左部的谓词是规则的结论（亦称为头），右部的谓词是规则的前提（亦称为体），{}表示零次或多次重复，逗号表示and(逻辑与),即规则的形式是一个逻辑蕴含式。
例如：bird(X):-animal(X),has(X,feather).grandfather(X,Y):-father(X,Z),father(Z,Y).第一条规则表示“如果X是动物，并且X有羽毛，则X是鸟”；第二条规则就表示“X 是Y的祖父，如果存在Z，X是Z的父亲并且Z又是Y的父亲”。
3.问题(question)格式: ?-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}.功能表示用户的询问，它就是程序运行的目标。
例如：?-student(john).?-like(mary,X).2.3. 2 PROLOG程序PROLOG程序一般由一组事实、规则和问题组成。
问题是程序执行的起点，称为程序的目标。
例如下面就是一个PROLOG程序。
likes(bell,sports).likes(mary,music).likes(mary,sports).likes(jane ,smith).friend(john,X):-likes(X,reading),likes(X,music).friend(john,X):-likes(X,sports),likes(X,music).?-friend(john,Y).可以看出，这个程序中有四条事实、两条规则和一个问题。
Prolog语言基础知识
Prolog语言基础知识一.数据结构PROLOG语言与其他任何一种计算机高级语言一样，有其定义的数据结构。
下面将介绍PROLOG语言的基本数据结构。
1.常量常量是数据结构的基本组成部分，用来对特定对象及关系的命名。
在PROLOG语言中，合法的常量有：(1)整数,一个纯数字串，例 182 000，581 202。
(2)原子，分为两种：1)标识符：以小写字母开头的，包含字母、数字、下划线的串，例aBC12，is_。
2)符号：PROLOG语言规定的符号集的非空序列，例?、-、=。
若原子用单引号厂(‘ ’)括住，则可含有任何字符。
(3)字符集ab...z2.变量变量是用来表示还无法知道且需要PROLOG程序来确定的客体。
变量用变量名表示,变量名与标识符相似,所不同的是以大写字母或下划线开头。
例Variable，_ansure。
PROLOG语言中有一个特殊的变量,不需要知道它是什么以及具体名字,只是表示留出一位置,称为匿名变量。
用单一的下划线(_)来表示。
比如只想知道是否有人喜欢跳舞,但不需知道这个人的名字,这时就可以用匿名变量。
3.结构结构是PROLOG语言中的第三类数据结构;用于构造PROLOG数据对象。
一个结构是一个单一的客体,它由一个函子和一个或多个称为分量的项的序列组成。
其书写形式为函子(分量1,分量2,…,分量n)其中的分量也可以是结构。
例如可用结构描述事实"Mary住zhongshan路120号":person(mary,address(zhongshan,120)).此例中address是一个具有两个分量即路名和门牌号的结构。
该结构是作为事实的一个分量出现,它将作为关系中的一个客体来对待。
当然,结构中的分量也可以是结构,如上例可写成:person(name(mary),address(street(zhongshan),number(120))).其中name,address,street,number均为结构。
prolog教程第10章
2004.11.3
AI程序设计
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第三部分：第10章 第三部分：第10章 Visual Prolog语言元素 Prolog语言元素
10.2 对象系统
Visual Prolog的对象系统（object system）， 包括外部视图（External View）和内部视图 （Internal View）。
interface interfaceAndClassName ... end interface interfaceAndClassName class interfaceAndClassName : interfaceAndClassName ... end class interfaceAndClassName
domains t1 = [1..17]. t2 = [5..13]. t3 = t1 [5..13].
2004.11.3
t1是一个整型变量，取值从1到17（包括端点在内）。 同样，t2取值从5到13，但是t2不是t1的子类型。另 外，t3 (包含与t2一样的取值)则是t1的子类型，因 为这是声明了的。
2004.11.3
AI程序设计
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第三部分：第10章 第三部分：第10章 Visual Prolog语言元素 Prolog语言元素
10.3.1 名字分类
如果一个作用域声明一个无返回值的变量名字，那么可以声明如下： 一个谓词，或者 一个事实 最后，关于重载。下列实体能够重载： 算符 函数 谓词 一个算符在同一论域内不可以使用两次（即使变元不同）。
本章介绍Visual Prolog 6程序设计语言的语法和语义。Visual Prolog是基于逻辑程序设计语言Prolog的一种强类型的面向对象的程序 设计语言。一个Visual Prolog程序包括一个目标、大量的接口声明和类 的实现程序。 接口、类声明和类实现包括Prolog实体的定义和声明，即 • 论域 • 常量 • 谓词 • 事实数据库 Visual Prolog程序的实际代码中的谓词定义由谓词声明和子句定义 来声明。
《用prolog解决汉诺塔问题》
用prolog解决汉诺塔问题因为没有接触过这种人工智能语言，所以有点战战兢兢，在这里就和大家来分享一下对prolog的理解：要想使用prolog，首先要了解prolog。
1、prolog语句（1）、谓词逻辑谓词，是只用来描述对象的状态、性质及对象之间的关系的词。
逻辑，是指事物的因果关系。
谓词逻辑：就是指利用谓词的行驶，来表达只和和进行因果推理例如：喜欢（小芳，羽毛球）即表示：小芳喜欢羽毛球。
（2）、事实、规则和目标(1)事实事实是prolog中最简单的谓词，一般表示对象的状态、性质或对象之间的关系。
其格式为：谓词（参数1，参数2……）例如:小芳喜欢羽毛球在prolog中可以这样表示：likes（xiaofang，badminton）。
(2)规则当一条事实需要依赖于另一条事实时，需要用规则来表示。
规则可以表示对象之间的因果关系、蕴涵关系或对应关系。
其格式：谓词名1（参数）:-谓词名2（参数），谓词名3（参数）……符号“:-”表示如果，右面的谓词是规则的前提，左面的谓词是规则的结论。
例如：凡是喜欢乒乓球的都是小华的朋友。
在prolog中表示为：friend(X,xiaohua):-likes(X,pingpong).(3)目标用户的询问是程序运行的目标。
它可以是一个简单的谓词，也可以是多个谓词的组合。
目标通常直接在程序中写出（成为内部目标），也可以在程序运行时临时给出（成为外部目标）。
“?-”谓词名（参数）……“? –”表示提问例如：谁是小华的朋友？在Prolog中表示为：？-friend（X ，xiaohua）2、prolog的运行机理：prolog求解问题的过程是:从目标出发，不断地进行例化(当某一变量被赋值后就成为约束变量，也可以成为例化)、匹配（当两个谓词的名称相同，参数的个数、类型相同，并且还满足某些条件时，则这两个谓词可以相互匹配），有时还要进行回溯，知道目标被完全满足或不能满足时为止。