Sztuczna Inteligencja - Prolog 3

Operatory Operacjy wyj´ cia/wej´ cia
s s Predykaty wbudowane Techniki programowania Postscriptum

Sztuczna Inteligencja i Systemy Ekspertowe
Prolog 3

Aleksander Pohl
http://apohllo.pl/dydaktyka/ai

Wy˙ sza Szkoła Zarzadzania i Bankowo´ ci
z ˛ s

23 marca 2009

Aleksander Pohl WSZiB
Prolog 3


Plan prezentacji

Operatory

Operacjy wyj´ cia/wej´ cia
s s

Predykaty wbudowane

Techniki programowania

Postscriptum

Prolog 3


Typy operatorów

infiksowe
◮
np. 5 + 10, a ∨ b
prefiksowe
◮
np. - 5, ¬ a
postfiksowe
◮
np. 5, 6 + (notacja Łukasiewicza)

Prolog 3


Dyrektywy

op(N,T,Name).
◮
s´
N – liczbowa warto´ c priorytetu operatora
◮

T – typ operatora
◮

Name – nazwa atomu
◮

Prolog 3


Priorytety

s´
Im ni˙ szy warto´ c priorytetu (im wy˙ szy priorytet), tym operator
z z
wia˙ e silniej.
˛z
term, bad´ wyra˙ enie w nawiasach: 0
˛z z
◮

priorytet struktury: priorytet funktora głównego
◮

s´
x – warto´ c priorytetu silnie mniejsza od warto´ ci
s
◮
priorytetu operatora głównego
s´
y – warto´ c priorytetu mniejsza bad´ równa warto´ ci
˛z s
◮
priorytetowi operatora głównego

Prolog 3


Typy operatorów

infiksowe
◮
xfx, xfy, yfx
prefiksowe
◮
fx, fy
postfiksowe
◮
xf, yf

Prolog 3


Przykład

a-b-c
◮

(a-b)-c – tradycyjna interpretacja
◮

deﬁniujemy jako yfx
◮
a-b priorytet równy warto´ ci operatora, czyli y ma taki
s
sam priorytet jak operator główny
deﬁniujemy jako xfy (błednie)
˛
◮
a-b priorytet równy warto´ ci operatora, ale x nie mo˙ e
s z
mie´ priorytetu takiego jak operator główny
c

Prolog 3


Przykład

not
jako fx
◮
not(not p)
jako fy
◮
not not p

Prolog 3


Predeﬁniowane operatory

op(1200,xfx,[ :- , -> ] )
◮

op(1100,xfy,’;’)
◮

op(1000,xfy,’,’)
◮

op(900,fy, not )
◮

op(700,xfx,[ is,=,=,=:=,== ])
◮

op(500,yfx,[ +,- ])
◮

op(400,yfx,[ *,/,//,mod ])
◮

op(200, xfx , ** )
◮

op(200,fy,-)
◮

Prolog 3


Przykład (1)

¬(A ∨ B) ↔ ¬A ∨ ¬B
◮

equiv(not( and(A,B)),or(not(A),not(B)))
◮

op( 800,xfx, <===>).
◮

op(700,xfy,v).
◮

op(600,xfy,&).
◮

op(500,fy,∼).
◮

∼(A & B) <===> ∼A v ∼B.
◮

Prolog 3


Przykład (2)

op(300,xfx, plays).
◮

op(200,xfy,and).
◮

jimmy plays football and squash.
◮

Who plays football and squash.
◮

Who = jimmy
◮

jimmy plays What.
◮

What = football and squash
◮

Prolog 3


Wstep
˛

´
Wej´ cie inne ni˙ w formie pytan logincznych (np. w jezyku
s z ˛
◮
naturalnym)
Formatowanie wyj´ cia
s
◮

Współpraca z innymi urzadzeniami peryferyjnymi ni˙
˛ z
◮
terminal
Dwa otwarte strumienie:
◮
´
bie˙ acy strumien wej´ ciwy
˛z ˛ s
◮

´
bie˙ acy strumien wyj´ ciowy
z˛ s
◮

domy´ lnie – terminal user
s
◮

Prolog 3


Operacje na wej´ ciu i wyj´ ciu
s s

see – zamiana aktualnego wej´ cia na inne:
s
◮
see(file1)
◮

read_from_file(Info)
◮

see(user)
◮

tell – zamiana aktualnego wyj´ cia na inne
s
◮

Prolog 3


Operacje na wej´ ciu i wyj´ ciu
s s

Zamykanie strumieni:
◮
seen
◮

told
◮

end_of_file – koniec pliku
◮

get, put – pojedyncze znaki
◮

read, write – termy
◮

Prolog 3


Operacje na wej´ ciu
s

read(X) – odczyt termu z bie˙ acego strumienia wej´ cia
z˛ s
◮

X zmienna – podstawienie warto´ ci
s
◮

brak dopasowania – fail
◮

nie ma nawrotu w celu przeczytania nastepnego elementu
˛
◮

Prolog 3


Operacje na wyj´ ciu
s

write(X) – zapis termu do bie˙ acego strumienia wyj´ cia
z˛ s
◮

tab(N) – wypisanie N spacji
◮

nl – przej´ cie do nowej linii
s
◮

Prolog 3


Schemat przetwarzania pliku

processfile :- read(Term),
◮
process(Term).
process(end_of_file) :- !.
◮

process(Term) :-
◮
treat(Term), processfile.

Prolog 3


Przetwarzanie pliku – przykład błedny!
˛

cube :- read(stop), !.
◮

cube :- read(N),
◮
C is N*N*N,
write(C),
cube.

Prolog 3


Przetwarzanie pliku – przykład poprawny

cube :-
◮
write(’Next Item, please:’),
read(X),process(X).
process(stop) :- !.
◮

process(N) :- C is N*N*N,
◮
write(’Cube of ’), write(N),
write(’ is ’),
write(C),nl,cube.

Prolog 3


Wczytywanie i wypisywanie znaków

put(C) – wypisanie pojedynczego znaku
◮

get(C) – wczytanie pojedynczego, widocznego znaku
◮
(nie-spacji)
get0(C) – wczytanie pojedynczego znaku
◮

Prolog 3


Przykład – operacje na znakach

squeeze :-
◮
get0(C), put(C), dorest(C).
dorest(46) :- !. %46 ASCII „.”
◮

dorest(32) :- !, get(C), put(C),
◮
dorest(C). %32 ASCII „ ”
dorest(Letter) :- squeeze.
◮

Prolog 3


Operacje na znakach

name(A, L) – zamiana termu na kody znaków
◮

name(zx232, [ 122, 120, 50, 51, 50 ])
◮

Prolog 3


Wczytywanie plików

consult(F)
◮

compile(F)
◮

consult([file1, file2, queens])
◮

Prolog 3


Testowanie typu

var(X) – zmienna o warto´ ci nieprzypisanej
s
◮

nonvar(X)
◮

s´
atom(X) – warto´ c atomowa
◮

integer(X) – liczba całkowita
◮

float(X) – liczba zmiennopozycyjna
◮

number(X) – liczba
◮

s´
atomic(X) – liczba lub warto´ c atomowa
◮

compound(X) – struktura
◮

Prolog 3


Testowanie typu – przykład (1)

count(_,[],0).
◮

count(A,[A|L],N) :- !,
◮
count(A,L,N1),N is N1 +1.
count(A,[_|L],N) :- count(A,L,N).
◮

count(a,[a,b,a,a],Nb).
◮

Nb=3
◮

Prolog 3



count1(_,[],0).
◮

count1(A,[B|L],N) :-
◮
atom(B),A=B,!,
count1(A,L,N1),
N is N1 +1 ;
count1(A,L,N).

Prolog 3



count(a,[a,b,X,Y],Nb).
◮
Nb=3

count1(a,[a,b,X,Y],Nb).
◮
Nb=1

Prolog 3


Predykat =..

Term =.. L
◮

f(a,b) =.. L
◮

L=[f,a,b]
◮

T=..[rectangle,4,5]
◮

T=rectangle(4,5)
◮

Prolog 3


Predykat =.. – przykład (1)

enlarge(Type(Par),F,Type(Par1)) :-
◮
Par1 is Par * F.

square(side), triangle(s1,s2,s3),
◮
rectangle(s1,s2)

Prolog 3


Predykat =.. – przykład (2)

enlarge(Fig,F,Fig1) :-
◮
Fig=..[Type,Params],
multiply_list(Params,F,Params1),
Fig1=..[Type,Params1].
multiply_list([],_,[]).
◮

multiply_list( [X|L],F,[X1|L1]) :-
◮
X1 is X*F, multiply_list(L,F,L1).

Prolog 3


arg i functor

functor(D,date,3).
◮

D=date(_5,_6,_7).
◮

arg(1,D,29)
◮

arg(2,D,june)
◮

arg(3,D,1982)
◮

D = date(29,june,1982).
◮

Prolog 3


Porównywanie termów

s´
X=Y – równo´ c termów
◮

X is E – ewaluacja warto´ ci liczbowej
s
◮

s´
X=:=Y – równo´ c warto´ ci liczbowych
s
◮

s´
X=/=Y – nierówno´ c warto´ ci liczbowych
s
◮

s´
T1==T2 – identyczno´ c termów
◮

s´
T1/==T2 – nieidentyczno´ c termów
◮

X@<Y – porównywanie słownikowe
◮

@<, @<=, @>=, @>
◮

Prolog 3


Zarzadzanie asercjami
˛

assert(X) – dodanie asercji
◮

retract(X) – usuniecie asercji
˛
◮

asserta(X) – dodanie asercji na poczatku
˛
◮

´
assertz(X) – dodanie asercji na koncu
◮

assert(rodzic(jan, anna))
◮

Prolog 3


Caching

solve(problem1, Solution),
◮
asserta(solve(problem1,Solution)).

fib(1,1):- !.
◮

fib(2,1):- !.
◮

fib(N,M) :-
◮
N1 is N-1, fib(N1,M1),
N2 is N-2, fib(N2,M2),M is M1 + M2,
asserta(fib(N,M)).

Prolog 3


Sterowanie

! – odciecie
˛
◮

´
fail – cel, który zawsze konczy sie niepowodzeniem
˛
◮

´
true – cel, który zawsze konczy sie sukcesem
˛
◮

not(P) – negacja (przez odciecie!)
˛
◮

call(P) – wywołanie procedury
◮

repeat – potwórzenie:
◮
repeat.
◮

repeat:-repeat.
◮

Prolog 3


Powtórzenie – przykład

doSquare :-
◮
repeat,
read(X),
(X = stop, ! ;
Y is X*X, write(Y), fail).

Prolog 3


Zbieranie wyników

bagof(X,P,L) – L lista obiektów X spełniajacych
˛
◮
predykat P
setof(X,P,L) – L posortowana lista obiektów
◮
X spełniajacych predykat P
˛
˛˙
findall(X,P,L) – podobny do bagof, z ta ró˙ nica, ze
˛z
◮
dla wyniku istotna jest tylko zmienna X

Prolog 3


bagof – przykład (1)

age(peter,7).
◮

age(ann,5).
◮

age(pat,8).
◮

age(tom,5).
◮

bagof(C,age(C,5),L).
◮

L=[ann,tom]
◮

Prolog 3


bagof – przykład (2)

bagof(C,age(C,A),L).
◮

A=7, L=[peter]
◮

A=5, L=[ann,tom]
◮

A=8, L=[pat]
◮

Prolog 3


bagof, setof, findall – przykład

bagof(C,Aâge(C,A),L).
◮
L=[peter, ann , pat, tom]
setof(C,Aâge(C,A),ChildList).
◮
ChildList = [ ann, pat, peter , tom ]
setof(A,Câge(C,A),AgeList).
◮
AgeList = [ 5,7,8 ]
findall(C,age(C,A),L).
◮
L=[peter, ann , pat, tom]

Prolog 3


Optymalizacja ostatniego wywołania

p(...) :- ....
◮

p(...) :- ....
◮

P(...) :- ...., !, p(...).
◮

Zmiana rekursji na iteracje
˛
◮

Prolog 3


Akumulator – problem małpy

canget(state(_,_,_,has),[]).
◮

canget(State1,[Move| L]) :-
◮
print(Move), write(’ ’),
move( State1, Move, State2),
canget( State2, L ).

Prolog 3


Wykorzystanie akumulatora
Brak tail recursion:
sumlist([],0).
◮

sumlist([First|Rest],Sum) :-
◮
sumlist(Rest,Sum0), Sum is X + Sum0.
Wykorzystanie tail recursion:
sumlist(L,S) :- sumlist(L,0,S).
◮

sumlist([],S,S).
◮

sumlist([First|Rest],PartialSum,TotalSum)
◮
:-
NewPartialSum is PartialSum + First,
sumlist(Rest, NewPartialSum, TotalSum).

Prolog 3


Tablice

functor(A, f, 100).
◮

A = f(_,_,_,....,_)
◮

arg(60,f,1).
◮

W jezyku C: f[60]=1
˛
◮

arg(60,f,X).
◮

W jezyku C: X=f[60]
˛
◮

Prolog 3


Listy ró˙ nicowe (1)
z

conc([], L, L).
◮

conc([X|L1],L2,[X|L3]):-
◮
conc(L1,L2,L3).

Prolog 3


z

[a,b,c] → [a,b,c|T]-T
◮

[] → L-L
◮

conc(A1-Z1,Z1-Z2,A1-Z2).
◮

Prolog 3


z

... czyli conc(L1,L2,L3).
◮

?- conc([a,b,c|T1]-T1,[d,e|T2]-T2,L).
◮

Prolog 3


Materiały zródłowe
´

L.Sterling, E.Shapiro - „The Art Of Prolog”
◮

Ivan Bratko - „Prolog – Programming For Artiﬁcial
◮
Intelligence”
Slajdy zostały przygotowane za zgoda˛
◮
dr. Michała Korzyckiego na podstawie jego wykładu.

Prolog 3


Dziekuje!
˛ ˛

Prolog 3

Sztuczna Inteligencja - Prolog 3

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

Sztuczna Inteligencja - Prolog 3