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* 用于人工智能的Prolog语言 归结原理与Prolog语言 家庭关系程序示例 Turbo Prolog程序结构 表与递归 Prolog 程序分析 本章主要内容： 文件与数据库 字符串处理 回溯及控制 输入与输出 Prolog 是一种逻辑程序设计语言，基于一阶谓词逻辑，是典型的叙述型语言（Declaration Language）。 Prolog语言的特点： (1) 建立在一阶谓词逻辑和归结原理基础上，有自动推理功能。 (2) 用Prolog设计应用程序时，仅需指明领域中各对象间的关系和决策规 则，而应用这些知识的推理由Prolog 完成。 (3) Prolog应用程序，由数据库和规则库组成。 (4) Prolog程序设计要做三件事，即说明事实、定义规则、提出问题。 4.1 归结原理与Prolog语言 Prolog 有三种形式的语句： 1. B:- A1,A2,…,An . 含义是 A1 ?A2?... ?An ? B ，相当于~A1?~A2?… ?~An ?B。可视作人工智能系统中的推理规则。也可将该句看作一个过程，B为过程头，是过程名，而{A1,A2,…,An }为过程体。 2. A1,A2,…,An . 含义是 A1 ?A2 ?... ?An ? F ，相当于~A1?~A2?… ?~An，可视作推理的目标，或称目标子句。 3. B. 含义是公式B无条件地为真。可视作已知的事实。 ?x(M(x) ?R(x)) M(“张三”) R(“张三”) 如三段论： 推理规则： R(X):- M(X). 事实： M(张三). 目标： R(张三). Prolog语句： 证明公式：( (M(X) ? R(X) ) ? M(张三) )? R(张三) 恒真 即证明公式：?( ( (M(X) ? R(X) ) ? M(张三) )? R(张三) ) 恒假 化成公式集： {( (M(X) ? R(X) ) ? M(张三) ) ， ? R(张三) } 子句集：{? M(X) ? R(X) ，M(张三) ) ， ? R(张三) } 推理规则 事实 目标 子句 B:- A1,A2,…,An .和子句B.都是仅有一个正文字的子句。称作定子句。 目标子句 A1,A2,…,An .是没有正文字出现的子句。 定子句和目标子句统成为Horn子句。Prolog 子句都是Horn子句。 用Prolog证明三段论： 推理规则：R(X):- M(X). 事实： M(张三). 目标： R(张三). M(张三). ? 完整的Prolog程序： predicates M(symbol) R(symbol) clauses R(X):- M(X). M(zhsan). goal R(zhsan). 运行 4.2 家庭关系程序示例 下图是一个表示家庭关系的实例： Pam Tom Ann Bob Liz Pat Jim parent(pam,bob). parent(tom,bob). parent(tom,liz). parent(bob,ann). parent(bob,pat). parent(pat,jim). 用Prolog 语句表示为： 5.谁是jim的祖父母？ 分析：程序中并没有直接的祖父母关系。此问题可分两步： (1)谁是jim 的父母？假设是Y, (2)谁是Y 的父母？假设是X, X jim Y parent parent grandparent Prolog目标语句： parent(Y,jim), parent(X,Y). 6.类似的问题可以是： “谁是tom的孙子？” prolog目标语句： parent(tom,X), parent(X,Y). 5.系统回答 6.系统回答 parent(pam,bob). parent(tom,bob). parent(tom,liz). parent(bob,ann). parent(bob,pat). parent(pat,jim). clauses 以上程序说明的几个重要观点： (1)在Prolog中定义一个关系是容易的，可以通过满足关系的n个对象来表达。 (2)对程序中已定义的关系，用户可以轻而易举地询问Prolog 系统。 (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