逻辑程序设计语言PROLOG
Prolog语言(耐心看完-你就入门了)剖析
Prolog的求解过程：
第一步：问题 uncle(a，U) 与事实逐个匹配， 不成功
2024/8/13
father(a, b). father(c, d). brother(a, c).
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）
人工智能
Artificial Intelligence (AI)
2024/8/13
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）
2024/8/13
Prolog语言的特点 Prolog语言的基本内容 简单的例子
2024/8/13
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]
2024/8/13
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
2024/8/13
Prolog的求解过程
likes(m, f). likes(m, w). likes(j, w). 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 （置换与合一），按顺序得到 {f/X}
AI PROLOG语言
no
3
【例4.2】求解以下六个英语单词的纵横字谜 问题。
abalone, abandon, anagram, connect, elegant, enhance
事实
规则
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4
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aac ab and on
aan e l egant
or e e nhan c e
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在线资源
1. Learn Prolog Now! by Patrick Blackburn, Johan Bos, and Kristina Striegnitz
/
2. ON-LINE GUIDE TO PROLOG PROGRAMMING by ROMAN BARTÁK
Prolog的基本语句仅有三种，即事实、规则和目标。
Prolog是陈述性语言，一旦给它提交必要的事实和规则之后， Prolog就使用内部的演绎推理机制自动求解程序给定的目标， 而不需要在程序中列出详细的求解步骤。
１、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。
例如，likes(bill，book).
是一个名为like的关系，表示对象bill和book之间有喜欢的 关系。
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２、规则 由几个互相有依赖性的简单句（谓词）组成，用来描
述事实之间的依赖关系。从形式上看，规则由左边表示结 论的后件谓词和右边表示条件的前提谓词组成。
bird(X):-animal(X),has(X,feather). 表示凡是动物并且有羽毛，那么它就是鸟。 ３、目标（问题）
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语言及程序设计
Prolog语言及程序设计简介Prolog语言是一种基于逻辑编程的编程语言，它的特点是使用规则和事实来描述问题和解决方案，而不是通过指令的序列来控制程序的执行流程。
Prolog语言以一种声明式的方式描述问题，允许程序员通过定义规则和事实来描述问题的逻辑关系，然后通过查询来得到问题的解答。
Prolog语言在领域有广泛的应用，特别适合用于解决逻辑推理、知识表示和专家系统等问题。
Prolog基本语法Prolog语言的基本语法由规则和事实组成。
规则是由一个头部和一个体部组成的，头部描述了规则的，而体部描述了规则的前提条件。
事实是由一个或多个项组成的简单语句，描述了一些已知的逻辑关系。
下面是一个简单的Prolog规则和事实的例子：prologfather(peter, john).father(peter, mary).parent(X, Y) :father(X, Y).在上面的例子中，规则`parent(X, Y) :father(X, Y)`表示，如果一个人X是另一个人Y的父亲，X就是Y的父母。
事实`father(peter, john)`和`father(peter, mary)`表示，peter是john和mary的父亲。
Prolog查询在Prolog中，可以通过查询来获取问题的解答。
查询是以一个问题的形式提出的，Prolog会根据已知的规则和事实来寻找满足问题的解答。
下面是一个简单的Prolog查询的例子：prologparent(peter, john).在上面的例子中，查询`parent(peter, john)`表示，找出一个人X，使得peter是X的父母，而john是X的子女。
Prolog会在已知的规则和事实中寻找满足这个条件的解答。
Prolog程序设计Prolog程序设计是通过定义规则和事实来解决问题的过程。
可以使用Prolog语言来实现各种不同的算法和逻辑推理。
下面是一个简单的Prolog程序设计的例子：prologfactorial(0, 1).factorial(N, Result) :-N > 0,N1 is N 1,factorial(N1, Result1),Result is N Result1.在上面的例子中，定义了一个计算阶乘的规则`factorial(N, Result)`，如果N是0，则结果是1；否则，结果是N乘以(N-1)的阶乘。
用于人工智能的Prolog语言
在示例程序中，添加有关性别的信息： Predicates
parent(symbol)
clauses parent(pam,bo
b). parent(tom,bo
b).
male(tom). male(bob). male( jim).
(3)关系的对象可以是常量 (如：tom,ann) ，也可以是变量(如：X,Y)。
(4)向系统提出问题，可由一个或多个目标组成。
(5)一个Prolog 程序由一些子句(clauses)组成。每个子句用句号结束。
(6)对一个问题的回答是肯定的或者是否定的，取决于相应的目标是否满足。 在肯定回答的情况下，说相应的目标是可满足的，而且这个目标成功了。 否则，说目标不可满足，目标失败了。
parent(Z,X), parent(Z,Y), female(X).
sister(X,pat).
改进的sister规则：
predicates
parent(symbol,symbol)
sister(symbol,symbol)
female(symbol)
male(symbol)
different(symbol,sym
R("zhsan").
4.2 家庭关系程序示例
下图是一个表示家庭关系的实例：
用Prolog 语句表示为：
Pam
Tom
).
Bob
Liz
).
Ann
Pat
Jim
parent(pam,bob
parent(tom,bob
parent(tom,liz). parent(bob,ann). parent(bob,pat).
基于Prolog语言的逻辑编程技术研究与应用
基于Prolog语言的逻辑编程技术研究与应用一、引言Prolog是一种基于逻辑的编程语言，它使用一种称为“逻辑变量”的数据结构来表示事实和规则。
Prolog的核心思想是利用逻辑推理来解决问题，通过定义事实和规则，然后询问系统是否满足某个条件。
本文将探讨Prolog语言的基本原理、特点以及在实际应用中的优势和局限性。
二、Prolog语言的基本原理Prolog是一种声明式编程语言，程序员需要描述问题的本质而不是解决问题的步骤。
在Prolog中，程序由事实和规则组成。
事实是关于世界的陈述，而规则定义了这些事实之间的关系。
通过这些事实和规则，Prolog系统可以进行逻辑推理，找到问题的解决方案。
三、Prolog语言的特点逻辑推理：Prolog使用逻辑推理来解决问题，程序员只需描述问题的逻辑关系，而不需要指定具体的计算步骤。
自动回溯：当系统无法找到解决方案时，Prolog会自动回溯到之前的状态，尝试其他可能的路径。
模式匹配：Prolog使用模式匹配来检查查询是否与已知事实和规则匹配。
副作用最小：Prolog是一种纯函数式编程语言，减少了副作用对程序造成的影响。
四、Prolog语言在人工智能领域的应用专家系统：Prolog被广泛应用于专家系统的开发中，通过定义领域知识和规则，实现对复杂问题的推理和决策。
自然语言处理：Prolog可以用于自然语言处理任务，如句法分析、语义分析等，通过逻辑推理实现对文本信息的处理。
机器学习：Prolog可以结合机器学习算法，实现对数据集的分析和模式识别，为决策支持提供依据。
五、Prolog语言在软件工程领域的应用约束编程：Prolog可以用于约束编程问题的建模和求解，在资源分配、排班等领域有广泛应用。
数据库查询：Prolog可以作为数据库查询语言使用，通过定义查询规则实现对数据库中数据的检索和分析。
智能搜索：Prolog可以应用于智能搜索算法中，如深度优先搜索、广度优先搜索等，在图论、路径规划等问题中有较好表现。
prolog 语法
prolog 语法Prolog是一种逻辑编程语言，它的语法结构由谓词和规则组成。
以下是Prolog的基本语法规则：1. 事实（Facts）：事实是描述真实情况的陈述，使用谓词表示。
例如：father(jack, john)表示"jack是john的父亲"。
2. 规则（Rules）：规则定义了与事实之间的逻辑关系。
规则由头部和身体组成，使用"：-"连接。
头部是一个谓词，身体是一个由逗号分隔的谓词列表。
例如：man(X) :- father(X, _), male(X)表示"如果X是某人的父亲且X是男性，则X是男人"。
3. 查询（Queries）：查询用于检查一个特定条件是否成立。
查询以问号开头，使用谓词表示。
例如：?- man(X)表示"是否存在一个人X是男人"。
4. 变量（Variables）：变量用大写字母或下划线开头。
变量在查询时用于接收结果。
例如：?- father(jack, X)表示"是否存在一个人X是jack的父亲"。
5. 列表（Lists）：列表由方括号包围，其中的项由逗号分隔。
列表可以包含任何类型的元素，甚至包含其他列表。
例如：[1, 2, 3]表示一个包含数字1、2和3的列表。
6. 运算符：Prolog中的运算符被分为多个优先级和结合性。
常用的运算符包括算术运算符（+, -, *, /），比较运算符（<, >,=<, >=, =:=, \=）和逻辑运算符（，；，！，\+）。
7. 注释（Comments）：Prolog中的注释以%开头，直到行末。
这些是Prolog语法的基本规则，但还有许多其他的语法特性和约定可用于更复杂的程序。
Prolog语言逻辑编程课件
Prolog语言逻辑编程课件Prolog语言是一种逻辑编程语言，它基于一种称为谓词逻辑的形式化语言。
本课件将为您介绍Prolog语言的基本概念、语法和应用，并提供一些实例来帮助您更好地理解和应用Prolog编程。
一、Prolog语言简介Prolog是“Programming in Logic”的缩写，它的特点是以谓词逻辑为基础，通过规则和事实之间的逻辑关系进行推理和查询。
Prolog程序由一组规则和事实构成，并通过提出查询来运行程序。
其独特的逻辑编程方式使得Prolog在人工智能、专家系统、自然语言处理等领域有着广泛的应用。
二、Prolog语法1. 数据类型：在Prolog中，有几种基本的数据类型，包括原子（atom）、数字（number）、变量（variable）和复合（compound）数据类型。
每个数据类型都有其特定的表示方法和使用规则。
2. 规则和事实：Prolog程序由一组规则和事实构成。
规则由头（head）和体（body）组成，头部是一个谓词，体部是一个查询条件。
规则描述了一个逻辑关系，当查询满足规则中的条件时，将会得到规则中定义的结果。
3. 查询：Prolog程序需要通过提出查询来运行。
查询是一个谓词，通过与规则中的条件进行匹配来得到满足查询条件的结果。
Prolog会在规则和事实中搜索匹配的项，并返回匹配的结果。
三、Prolog编程实例接下来，我们将通过几个实例来演示Prolog语言的具体应用。
1. 父子关系查询：```father(john, david).father(john, ann).father(david, mary).- father(john, X).```该查询将会返回所有满足父亲为john的人。
2. 数字求和：```sum(0, 0).sum(N, Result) :- N > 0, M is N-1, sum(M, SubResult), Result is SubResult + N.- sum(5, X).```该查询将会返回数列1到5的和。
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?-likes(mary,X).
?-likes(mary,music).
?-friend(X,Y).
?-likes(bell,sports), likes(mary,music), friend(john,X).
2.1.3 PROLOG程序的运行机理 1. 自由变量与约束变量 2. 匹配合一 两个谓词可匹配合一, 是指两个谓词的名相同, 参量项的个数相同, 参量类型对应相同, 并且对应 参量项还满足下列条件之一： (1) 如果两个都是常量, 则必须完ห้องสมุดไป่ตู้相同。 (2) 如果两个都是约束变量, 则两个约束值必 须相同。 (3) 如果其中一个是常量, 一个是约束变量, 则约束值与常量必须相同。 (4) 至少有一个是自由变量。
goal 〈目标语句
clauses 〈子句集〉
例 如果把上节的例子程序作为Turbo PROLOG程序, 则应改 写为：
DOMAINS name=symbol
PREDICATES likes(name,name). friend(name,name)
GOAL friend(john,Y), write(″Y=″, Y).
则求解目标为 friend(john,Y).
likes(X,reading),likes(X,music).
2.2 Turbo PROLOG程序设计
2.2.1 程序结构
/* 〈 注 释〉 */ 〈编译指令
constants 〈常量说明
domains 〈域说明
database 〈数据库说明
predicates 〈谓词说明
功能 一般表示对象间的因果关系、蕴含关系或对 应关系。
3. 问题(question) 格式 ?-〈谓词名〉(〈项表〉){,〈谓词名〉 (〈项表〉)}.
? -student(john). ? -like(mary,X).
功能 问题表示用户的询问, 它就是程序运行的 目标。
2.1.2 PROLOG的程序 PROLOG程序一般由一组事实、 规则和问题组
第2章 逻辑程序设计语言PROLOG
2.1 基本PROLOG 2.2 Turbo PROLOG程序设计
2.1 基本PROLOG
2.1.1 PROLOG的语句
1. 事实(fact) 格式 〈谓词名〉(〈项表〉).
student(john). like(mary,music). abc. repeat. 功能 一般表示对象的性质或关系。
2. 规则(rule) 格式 〈谓词名〉(〈项表〉):-〈谓词名〉(〈项表〉){,
〈谓词名〉(〈项表〉)}.
bird(X):-animal(X),has(X,feather). grandfather(X,Y):-
father(X,Z),father(Z,Y). run:-start,step1(X),step2(X),end.
pre1(″ob1″,″ob2″,Z) pre1(″ob1″, ″ob3″,Y)
pre1(″ob1″,″ob2″,Z) pre1(″ob1″,X, ″ob3″)
pre1(″ob1″,″ob2″,Z) pre1(″ob1″,X,Y)
3. 所谓回溯, 就是在程序运行期间, 当某一个子
目标不能满足(即谓词匹配失败)时,控制就返回到 前一个已经满足的子目标(如果存在的话), 并撤消 其有关变量的约束值, 然后再使其重新满足。 成 功后, 再继续满足原子目标。如果失败的子目标前 再无子目标, 则控制就返回到该子目标的上一级目 标(即该子目标谓词所在规则的头部)使它重新匹配。 回溯也是PROLOG的一个重要机制。
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).
领域段 该段说明程序谓词中所有参量项所属的领域。 T urbo PROLOG的标准领域包括整数、实数、符号、串和符号 等, 其具体说明如下表所示。
谓词段 该段说明程序中用到的谓词的名和参量项的名(但T urbo PROLOG 的内部谓词无须说明)
子句段 该段是Turbo PROLOG程序的核心, 程序中的所有事 实和规则就放在这里, 系统在试图满足程序的目标时就 对它们进行操作。
2) 结构也称复合对象, 〈函子〉(〈参量
表〉)
likes(″Tom″, sports(football, basketball, table_te nnis)).
reading(″王宏″,book(″人工智能技术导论″,″西安电 子科技大学出版社″)). friend(father(″Li″), father(″Zhao″)).
目标段 该段是放置程序目标的地方。 目标段可以只有一 个目标谓词, 例如上面的例子中就只有一个目标谓词； 也可以含有多个目标谓词, goal readint(X),Y=X+3,write(″Y=″,Y).
就有三个目标谓词。 这种目标称为复合目标。
2.2.2 数据与表达式 1. 领域
1) 整数、实数、 字符、 串和符号
成。问题是程序执行的起点, 称为程序的目标。
likes(bell,sports). likes(mary,music). likes(mary,sports). likes(jane,smith). friend(john,X):-likes(X,reading),likes(X,musi c). friend(john,X):-likes(X,sports),likes(X,music). ?-friend(john,Y).