逻辑型程序设计语言PROLOG详细教程

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1、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

2、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>(<

3、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).2.3.2PROLOG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)

4、:-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。其中事实、规则和问题都分行书写。规则和事实可连续排列在一起，其顺序可随意安排，但同一谓词名的事实或规则必须集中排列在一起。问题不能与规则及事实排在一起，它作为程序的目标要么单独列出，要么在程序运行时临时给出。这个程序的事实描述了一些对象（包括人和事物）间的关系；而规则则描述了john交朋友的条件，即如果一个人喜欢读书并且喜欢音乐（或者喜欢运动和喜欢音乐），则这个人就是john的朋友（当然，这个规则也可看作是jo

5、hn朋友的定义）；程序中的问题是“约翰的朋友是谁？”当然，PROLOG程序中的目标可以变化，也可以含有多个语句(上例中只有一个)。如果有多个语句，则这些语句称为子目标。例如对上面的程序，其问题也可以是?-likes(mary,X).或?-likes(mary,music).或?-friend(X,Y).或?-likes(bell,sports),likes(mary,music),friend(john,X).等等。当然，对于不同的问题，程序运行的结果一般是不一样的。2.3.3PROLOG程序的运行机理PROLOG程序的运行是从目标出发，并不断进行匹配、合一、

6、归结，有时还要回溯，直到目标被完全满足或不能满足时为止。1.自由变量与约束变量PROLOG中称无值的变量为自由变量，有值的变量为约束变量。一个变量取了某值就说该变量约束于某值，或者说该变量被某值所约束，或者说该变量被某值实例化了。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，则必须完全相同。(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。例如：下面的两个谓词pre1

7、("ob1","ob2",Z)pre1("ob1",X,Y)只有当变量X被约束为"ob2"，且Y、Z的约束值相同或者至少有一个是自由变量时，它们才是匹配合一的。3.回溯所谓回溯，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。下面，我们介绍PROLOG程序的运行过程。我们仍以上

8、面的程序为例。设所给的询问是?-fri