莊周夢(mèng)蝶

          生活、程序、未來(lái)
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          第六章:循環(huán)

          1、一定次數(shù)的循環(huán),看代碼,與Erlang一模一樣:

          loop(0).

          loop(N):-N>0,write('The value is: '),write(N),nl,

          M is N-1,loop(M).

          再看一個(gè)例子:

          output_values(Last,Last):- write(Last),nl,

          write('end of example'),nl.

          output_values(First,Last):-First=\=Last,write(First),

          nl,N is First+1,output_values(N,Last).

          2、循環(huán)直到條件滿足:

          go:-loop(start).

          loop(end).

          loop(X):-X\=end,write('Type end to end'),read(Word),

          write('Input was '),write(Word),nl,loop(Word).

          通過(guò);/2謂詞,可以改寫(xiě)為:

          loop:-write('Type end to end'),read(Word),

          write('Input was '),write(Word),nl,

          (Word=end;loop).


          3、使用repeat謂詞,這個(gè)謂詞名稱是典型的用詞不當(dāng),repeat并不重復(fù)任何東西,它僅僅是在任何時(shí)候執(zhí)行的時(shí)候都是success。那么當(dāng)回溯到repeat的時(shí)候,因?yàn)樗浅晒Φ模敲淳鸵^續(xù)從left->right的求值目標(biāo),直到后續(xù)的某個(gè)目標(biāo)滿足為止,例如:

          get_answer(Ans):-

          write('Enter answer to question'),nl,

          repeat,write('answer yes or no'),read(Ans),

          valid(Ans),write('Answer is '),write(Ans),nl.

          valid(yes). valid(no).

          這個(gè)程序檢測(cè)輸入,要求玩家必須輸入yes或者no才算結(jié)束,在repeatvalid(Ans)之間,如果沒(méi)有輸入yes或者no,將循環(huán)多次,直到valid(Ans)目標(biāo)被滿足(也就是輸入yes或者no)。回溯到repeat的時(shí)候,總是成功,那么就繼續(xù)求值后續(xù)的目標(biāo)write('answer yes or no'),read(Ans),repeat左邊的部分永遠(yuǎn)不會(huì)被回溯到。


          4fail謂詞,fail謂詞求值總是fail,因此強(qiáng)迫回溯開(kāi)始,例如下面的例子:

          dog(fido).

          dog(fred).

          dog(jonathan).

          all_dogs:-

          dog(X),write(X),write(' is a dog'),nl,fail.

          all_dogs.


          謂詞all_dogs用于查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的dog,注意,最后的all_dogs.必須存在,不然all_dogs.在查找完所有的dog之后將總是fail


          第六章:預(yù)防回溯

          1cut謂詞:用于中止回溯,也可用!號(hào)表示。例如下面的例子:

          classify(0,zero).
          classify(N,negative):-N<0.
          classify(N,positive).


          用于檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)數(shù)是正、負(fù)或者零。執(zhí)行:

          classify(-4,X).
          X = negative ;
          X = positive

          由于不能中止回溯,當(dāng)classify(N,negative):-N<0.執(zhí)行后,后續(xù)的也將執(zhí)行,當(dāng)然,你可以修改為:

          classify(0,zero).
          classify(N,negative):-N<0.
          classify(N,positive):-N>0.

          如果用cut謂詞更好:

          classify(0,zero):-!.
          classify(N,negative):-N<0,!.
          classify(N,positive).

          盡管一些程序可以不通過(guò)cut謂詞進(jìn)行修改,但是有一些程序(特別是當(dāng)一個(gè)謂詞調(diào)用另一個(gè)謂詞的時(shí)候)卻是不得不借住cut謂詞來(lái)中止回溯,才能實(shí)現(xiàn)正確的行為。

          cut的另一個(gè)用途就是確定通常情況下以外的異常,與fail搭配使用,我們知道fail強(qiáng)迫回溯開(kāi)始

          例如有以下事實(shí):

          bird(sparrow).
          bird(eagle).
          bird(duck).
          bird(crow).
          bird(ostrich).
          bird(puffin).
          bird(swan).
          bird(albatross).
          bird(starling).
          bird(owl).
          bird(kingfisher).
          bird(thrush).



          假設(shè)ostrich不能fly,我們的can_fly謂詞可能實(shí)現(xiàn)為:

          can_fly(ostrich):-fail.
          can_fly(X):-bird(X).

          但是由于fail強(qiáng)制回溯,那么can_fly(ostrich).還是成功,怎么辦呢?用cut:

          can_fly(ostrich):-!,fail.
          can_fly(X):-bird(X).

          cut中止了回溯。



          第8章:改變Prolog數(shù)據(jù)庫(kù)

          1、改變數(shù)據(jù)庫(kù):加入和刪除語(yǔ)句

          如果刪除和加入語(yǔ)句僅僅靠consult和reconsult謂詞是低效,因此Prolog提供了BIPs用于刪除或者增加數(shù)據(jù)庫(kù)中的語(yǔ)句。

          如果一個(gè)謂詞可以被assertz, retract等BIPs修改,那么它必須聲明是動(dòng)態(tài)的,否則Prolog將報(bào)錯(cuò)。動(dòng)態(tài)聲明必須放在謂詞聲明的前面,最好放在整個(gè)程序的前面,聲明方式如下:

          dynamic(mypred/3).

          這就將mypred/3謂詞聲明為動(dòng)態(tài),可用BIPs進(jìn)行增刪了。

          1)增加語(yǔ)句,通過(guò)謂詞assertz/1和asserta/1,兩者的區(qū)別在于:前者將語(yǔ)句加入相應(yīng)謂詞的后面,而后者將語(yǔ)句加入相應(yīng)謂詞的開(kāi)始處。例如:

          ?-assertz(dog(fido)).
          ?-assertz((go:-write('hello world'),nl)).

          ?-assertz(dog(X)).
          ?-assertz((go(X):-write('hello '),write(X),nl)).



          2) 刪除語(yǔ)句,也有兩個(gè)謂詞:retract/1和retractall/1,兩者的區(qū)別在于:前者接受一個(gè)參數(shù),并且是一條語(yǔ)句,刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中第一條與該語(yǔ) 句匹配的語(yǔ)句;后者僅接受語(yǔ)句的head部分,用于刪除所有的滿足該head的語(yǔ)句。例如,假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有如下語(yǔ)句:

          dog(jim).
          dog(fido).
          dog(X).

          執(zhí)行

          ?-retract(dog(fido)).

          刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的第2條語(yǔ)句,執(zhí)行

          ?-retract(dog(X)).

          卻是刪除dog(jim).因?yàn)檫@是第一條與(dog(X)匹配的語(yǔ)句,而最后的dog(X).反而得到保留。



          retractall(mypred(_,_,_)).刪除所有的mypred/3謂詞語(yǔ)句。

          retractall(parent(john,Y)).刪除所有的第一個(gè)參數(shù)的john的parent/2語(yǔ)句。

          retractall(mypred).刪除所有的mypred/0謂詞。


          2、維護(hù)事實(shí)庫(kù),利用文件讀寫(xiě)IO謂詞,和本章介紹的增刪謂詞,就用文本文件維護(hù)事實(shí)庫(kù)了,具體例子不說(shuō)了。



          第9章:列表處理

          1、list在Prolog中是以[]包括的,以,號(hào)隔開(kāi)的term組成,例如[a,b,c,d],空列表就是[]。了解過(guò)Erlang或者scheme的朋友,應(yīng)該對(duì)列表很熟悉。Erlang中的列表與Prolog中的列表概念一脈相承。

          2、這一章,真沒(méi)啥好細(xì)談的,列幾個(gè)BIPs吧

          1)member,判斷元素是否在列表中

          ?- member(a,[a,b,c]).
          yes

          ?- member(mypred(a,b,c),[q,r,s,mypred(a,b,c),w]).

          yes

          如果member的第一個(gè)參數(shù)是未綁定的變量,那么該變量將從左到右依次綁定列表中的元素。

          2)length謂詞,確定列表長(zhǎng)度,第2個(gè)參數(shù)如果是變量,將變量綁定為列表參數(shù),如果是數(shù)字,就將該數(shù)字與長(zhǎng)度比較,相等則success,否則fail。

          ?- length([a,b,c,d],X).
          X = 4

          ?- length([a,b,c],3).
          yes

          ?- length([a,b,c],4).
          no

          3)reverse謂詞,如果兩個(gè)變量都是list,就判斷是否互相倒序,如果一個(gè)是變量,一個(gè)是list,就將變量綁定為list的倒序:

          ?- reverse([1,2,3,4],L).
          L = [4,3,2,1]
          ?- reverse(L,[1,2,3,4]).
          L = [4,3,2,1]

          ?- reverse([1,2,3,4],[4,3,2,1]).
          yes

          4)append謂詞,三個(gè)參數(shù),如果前兩個(gè)是list,第三個(gè)為變量,那么將變量綁定為兩個(gè)list合并連接的列表:

          ?- append([1,2,3,4],[5,6,7,8,9],L).
          L = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
          ?- append([],[1,2,3],L).
          L = [1,2,3]


          如果前兩個(gè)參數(shù)包括變量,第三個(gè)是列表,那么將回溯尋找所有可能的列表組合:

          ?- append(L1,L2,[1,2,3,4,5]).
          L1 = [] ,
          L2 = [1,2,3,4,5] ;
          L1 = [1] ,
          L2 = [2,3,4,5] ;
          L1 = [1,2] ,
          L2 = [3,4,5] ;
          L1 = [1,2,3] ,
          L2 = [4,5] ;
          L1 = [1,2,3,4] ,
          L2 = [5] ;
          L1 = [1,2,3,4,5] ,
          L2 =[] ;

          no


          5) findall/3謂詞比較有趣,有點(diǎn)類似select的概念,它有三個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)變量或者帶變量的表達(dá)式,用于確定想要find并且 collect的元素結(jié)構(gòu),第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)goal,用于執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有匹配項(xiàng),第三個(gè)參數(shù)是變量,用于綁定最后收集到的匹配的元素列表,例子:

          假設(shè)我們已經(jīng)如下事實(shí):

          person(john,smith,45,london).
          person(mary,jones,28,edinburgh).
          person(michael,wilson,62,bristol).
          person(mark,smith,37,cardiff).
          person(henry,roberts,23,london).



          那么執(zhí)行:

          findall(S,person(_,S,_,_),L).

          將返回:

          L = [smith,jones,wilson,smith,roberts]

          L收集了所有person的姓。如果執(zhí)行:

          ?- findall([Forename,Surname],person(Forename,Surname,_,_),L).


          將返回所有person的姓名組成的列表的列表:

          L = [[john,smith],[mary,jones],[michael,wilson],[mark,smith],[henry,roberts]]


          這是個(gè)非常有用的謂詞。



          第10章:字符串處理

          1、單引號(hào)括起來(lái)的atom就是字符串,又一個(gè)Erlang沿用Prolog的典型,字符串本質(zhì)上就是anscii碼組成的列表,列表跟字符串可以互相轉(zhuǎn)化,通過(guò)name/2謂詞:

          ?- name('Prolog Example',L).
          L = [80,114,111,108,111,103,32,69,120,97,109,112,108,101]

          ?-name(A,[80,114,111,108,111,103,32,69,120,97,109,112,108,101]).
          A = 'Prolog Example'


          2、常用謂詞,一般的Prolog系統(tǒng)其實(shí)都有字符串?dāng)U展謂詞,這里提供基本的實(shí)現(xiàn):

          1)連接字符串:

          join2(String1,String2,Newstring):-
             name(String1,L1),name(String2,L2),
             append(L1,L2,Newlist),
             name(Newstring,Newlist).

          轉(zhuǎn)成列表,通過(guò)append連接成新的列表,再轉(zhuǎn)成字符串。

          2)Trim謂詞,去除前后空格字符:

          trim([A|L],L1):-A=<32,trim(L,L1).
          trim([A|L],[A|L]):-A>32.

          trim2(L,L1):-
          reverse(L,Lrev),trim(Lrev,L2),reverse(L2,L1).

          trim3(L,L1):-trim(L,L2),trim2(L2,L1).
          trims(S,Snew):-name(S,L),trim3(L,L1),name(Snew,L1).

          真是麻煩吶,與join2是同樣的套路。

          3)讀入一行的readline謂詞:

          readline(S):-readline1([],L),name(S,L),!.
          readline1(Oldlist,L):-get0(X),process(Oldlist,X,L).
          process(Oldlist,13,Oldlist).
          process(Oldlist,X,L):-
            append(Oldlist,[X],L1),readline1(L1,L).



          第11章:高級(jí)特性


          1、操作符的擴(kuò)展,通過(guò)op/3謂詞(略)

          2、term的處理,比較有趣的=..操作符,例如:

          X=..[member,A,L].

          將X綁定為member(A,L).

          X=..[colour,red].

          X綁定為color(red),=..稱為univ操作符(摘要操作符?),用于列表和term之間的相互轉(zhuǎn)化,反過(guò)來(lái):

          ?- data(6,green,mypred(26,blue))=..L.

          L將綁定為

          L = [data,6,green,mypred(26,blue)]



          3、call/1謂詞,接受一個(gè)call term參數(shù),類似目標(biāo)執(zhí)行,例如:

          call(write('Hello world')).

          輸出:

          Hello worldyes


          可執(zhí)行多個(gè)term:

          ?-call(write('Hello world'),nl).

          Hello world

          yes


          call跟=..聯(lián)合調(diào)用:

          ?- X=..[write,'hello world'],call(X).
          hello worldX = write('hello world')



          4、functor/3謂詞:當(dāng)?shù)谝粋€(gè)參數(shù)是atom或者compound term或者某個(gè)綁定了類似值的變量,第二和第三個(gè)參數(shù)是未綁定變量,那么第二個(gè)參數(shù)變量將綁定為第一個(gè)參數(shù)的functor,第三個(gè)參數(shù)變量綁定為第一個(gè)參素的arity,舉例子說(shuō)明:

          ?- functor(write('hello world'),A,B).
          A = write ,
          B = 1

          ?- functor(start,F,A).
          F = start ,
          A = 0

          ?- functor(a+b,F,A).
          F = + ,
          A = 2

          顯然,atom的arity是0。反過(guò)來(lái),如果第一個(gè)參數(shù)是未綁定變量,后兩個(gè)參數(shù)已知:

          ?- functor(T,person,4).
          T = person(_42952,_42954,_42956,_42958)
          ?- functor(T,start,0).
          T = start


          5、arg/3謂詞,根據(jù)第一個(gè)參數(shù)數(shù)值,取第二個(gè)參數(shù)term的相應(yīng)位置的參數(shù),例如:

          ?- arg(3,person(mary,jones,doctor,london),X).
          X = doctor

          X綁定為person(mary,jones,doctor,london)的第3個(gè)參數(shù)。

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