Логическое программирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Глазовский государственный педагогический институт им. В.Г. Короленко»

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЛОГИЧЕСКОМУ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

Для студентов специальности «030100 - информатика»

Глазов - 2007



Оглавление

Введение

Часть 1. Освоение интерфейса

Главное меню системы Турбо-Пролог

Основные команды редактирования

Использование звука и музыки

Часть 2. Лабораторные работы

Лабораторная работа №1. Общие сведения о языке логического программирования

Лабораторная работа №2. Арифметика. Управление логическим выводом в программах

Лабораторная работа №3. Повторение и рекурсия

Лабораторная работа №4. Применение рекурсии для обработки списков

Лабораторная работа №5. Решение логических задач

Лабораторная работа №6. Головоломки. Игровые программы

Лабораторная работа №7. Обработка файлов. Предикаты для работы с файлами

Лабораторная работа №8. Создание динамической базы данных. Предикаты для работы с базой данных

Лабораторная работа №9. Применение языка для решения задач ИИ. Создание экспертных систем

Литература



Введение

Пролог - один из языков логического программирования, позволяющий использовать как традиционный процедурный подход, так и декларативный подход, то есть программировать не ход решения задачи, а ее постановку. Встроенная в Пролог машина вывода, реляционный характер языка, средства автоматического поиска позволяют использовать не только механизм вывода от цели, но и легко моделировать другие парадигмы представления знаний: семантические сети, фреймы, продукции. В прологе отсутствуют средства объектно-ориентированного программирования, однако они легко моделируются средствами самого языка.

Считается, что научиться программировать на Прологе трудно, так как он отличается от традиционных языков программирования. Однако учащиеся незнакомые ни с одним языком программирования, воспринимают Пролог не хуже, чем любой алгоритмический язык.

Целью настоящей работы является знакомство с идеями и практическое освоение приемов логического программирования студентами педагогического ВУЗа обучающихся по специальности «030100 - Информатика». язык логический программирование база

Содержание работы разделено на две части: 1 часть освоение интерфейса Пролога (может изучаться студентами самостоятельно). Теоретический материал первой часть позволяет студенту разобраться в механизме работы с окнами, рассмотреть основные приемы работы в системе Turbo Prolog 3.3, освоить команды редактирования и команды главного меню. Вторая часть -- лабораторные работы. Она состоит из 9 лабораторных работ, в которых рассматриваются основные понятия и предикаты языка, а также возможности применения языка Пролог для решения логических задач, при создании экспертных систем, интерфейсов на естественном языке. Изложение сопровождается большим количеством примеров, оформленных в соответствии с правилами и синтаксисом языка. В конце каждой лабораторной работы предлагаются задания для самостоятельной работы. Представленные примеры и предлагаемые задания ориентированы на использования сисетмы программирования Turbo Prolog 3.3. В лабораторных работах реализовано более 30 примеров. Методика освоения этой части зависит от выбора преподавателя.

Часть 1. Освоение интерфейса

Главное меню системы Турбо-Пролог

Вся работа в рамках системы организуется при помощи различного рода меню. Главное меню, высвечиваемое в верхней части экрана имеет семь опций (команд): Files, Edit, Run, Compile, Options, Setup. Первая буква названия каждой из команд выделена при помощи увеличенной яркости с целью подсказать, что для задания команды достаточно нажать лишь первую букву ее названия.

Главное меню содержит четыре окна: окно редактора Турбо-Пролога Editor, окно диалога - Dialog, окно сообщений - Message, окно трассировки - Trase.

Верхняя строка окна редактора содержит информацию о редактируемом в этом окне файле, отражается информация о положение курсора. Надпись Indent сигнализирует о том, что включен режим автоматического выравнивания строк, а надпись Insert- о том, что задан режим вставки.

При выборе команды Files на экране дисплея появляется специальное меню, содержащее следующие подпункты Load, Pick, New File, Save, Write to, Directory, Change dir, File Name, Edit text to Printer, OS shell, Quit

Команда Load используется для открытия уже существующего файла. Если в ответ на запрос имени файла просто нажать клавишу Enter, то на экране в специальном окне будет высвечен перечень файлов. Теперь используя клавиши управления курсором можно выбрать интересующий файл и нажать клавишу Enter. Если же вы решили набрать имя файла с клавиатуры, нет необходимости указывать его расширение, так как по умолчанию считается, что файл имеет расширение PRO.

Команда Pick используется для открытия последних редактируемых файлов.

Команда New file применяется для создания нового программного файла. Если в окне редактора находится какой-либо другой, система запросит подтверждения, если нажать Y, то окно очистится.

Команда Save, необходима для сохранения программы.

Команда Write to также сохраняет программу, но запрашивает имя для файла.

Команда Directory выбирается для просмотра каталога файлов какой-либо директории. На экране появится окно для ввода маски необходимых файлов. По умолчанию стоит маска *.PRO, можно оставить эту маску, а можно ввести свою. После того, как вы нажмете клавишу Enter, в окне появятся имена всех файлов, удовлетворяющие заданной маске.

Команда Change dir -смена директории. Если вы хотите просмотреть файлы другой директории, нужно указать путь к этому каталогу, используя эту команду.

Команда File Name используется для присвоения нового имени находящемуся в памяти рабочему файлу.

Команда Edit text to Printer применяется для печати файла.

Команда OS shell -временно передает управление DOS. Для возврата в систему необходимо набрать команду EXIT.

Команда Quit осуществляет выход из программы, также можно использовать сочетание Alt+X.

При выборе команды Edit происходит переход в редактор Турбо-Пролога. В окне редактора при этом появляется курсор, так что вы можете начать вводить вашу программу или же редактировать ее. Вернуться в главное меню можно нажатием на клавиш Esc или F10.

Запуск программы осуществляется выбором пункта Run. Трансляция задается автоматически, т.е. нет необходимости прибегать к помощи специальной команды - Compile. Если программа содержит ошибку, то система выдает краткое сообщение об ошибке и помещает курсор на ту позицию текста программы, где эта ошибка была обнаружена. После исправления ошибки нужно нажать функциональную клавишу F10 для продолжения работы.

По умолчанию команда Compile хранит в памяти(Memory) объектный код программы, задание опции OBJ file позволяет создать объектный файл для дальнейшего совместного редактирования с другими объектными файлами, а выбор опции EXE file -автономный файл.

Различные опции команды Setup предназначены для создания вашего собственного варианта настройки системы Турбо-Пролог. При выборе данной команды появится меню со следующими опциями:

Info содержит информацию о версии системы и размере используемой памяти;

Colors предназначена для изменения цветов переднего плана и фона;

Window size предназначена для настройки размеров окон;

Directories предназначена для задания имен директорий, к которым система будет обращаться по умолчанию. Таковыми являются .PRO directory (директория исходных текстов программ, т.е. файлов с расширением PRO), .OBJ directory (директория объектных текстов программ, т.е. файлов с расширением OBJ), .EXЕ directory (директория выполнимых файлов);

Miscellaneous предназначена для настройки расширенного графического адаптера IBM EGA и для установки размера стека. По умолчанию длина стека равна 4000, длину можно задавать в интервале от 600 до 4000;

Load CFG file необходима для загрузки новой конфигурации окон с диска;

Save CFG file позволяет сохранить текущее расположение окон для последующего его использования. Если ввести имя PROLOG.SYS и записать файл в директорию системных файлов Турбо-Пролога, то данная конфигурация в дальнейшем станет загружаться по умолчанию.



Основные команды редактирования

Управление курсором.

Передвижение курсора к определенной позиции достигается пролистыванием экранных страниц вверх или вниз и смещением его по экрану в пределах выбранной страницы. Для страничного пролистывания верх или вниз можно использовать клавиши PgUp(вверх) и PgDn(вниз), либо комбинациями клавиш Ctrl+R и Ctrl+C.

Для позиционирования курсора в пределах экранной страницы используются стрелки, помещенные в правой части клавиатуры. Когда курсор достигает верхней или нижней части экрана, то он начинает действовать в режиме скроллинга. Для смещения курсора на одну строку вверх или вниз можно использовать комбинации Ctrl+E и Ctrl+X.

Комбинации Ctrl+F сдвигает курсор на одно “слово” вправо, Ctrl+D - на один интервал вправо. Ctrl+А сдвигает курсор на одно “слово” влево, Ctrl+S - на один интервал влево.

Ctrl+Ноme возвращает курсор на начало текста на экране, а при нажатии Ctrl+ End курсор попадает в его конец.

Сдвинуть курсор в начало программы можно при помощи Ctrl+QR или Ctrl+PgUp, в конец программы Ctrl+QС или Ctrl+PgDn.

Начав работать, вы заметите, что строка статуса всегда показывает текущее положение курсора( номер строки файла и номер колонки, где он находится). Поместить курсор в любую строку программы можно при помощи сочетания Ctrl и функциональной клавиши F2.

Удаление текста.

Для того чтобы удалить слово, нужно установить курсор в начало слова и нажать Ctrl+Т. Для удаления одного символа используется комбинация Ctrl+G или клавиша Delete.

Удаление строки достигается посредством размещения курсора в произвольной колонке строки и нажатия любой из двух комбинаций Ctrl+Y или Ctrl+Backspase.

Выбор режима вставки или режима замены

Редактор текстов работает в одном из двух режимов: либо в режиме вставки, либо в режиме замены. Слова Insert(вставка) или Owerwrite(замена) в строке статуса информируе, в каком режиме находится редактор в настоящий момент. Для переключения режима нужно нажать клавишу Insert или же комбинацию Ctrl+V.

Автоматическое выравнивание.

Режим автоматического выравнивания, задаваемый по умолчанию, обозначается на экране надписью Indent в строке статуса. Для отмены этого режима нужно нажать комбинацию клавиш Ctrl+QI. Надпись Indent при этом исчезнет. Возврат к режиму автоматического выравнивания осуществляется при помощи той же комбинации.

При редактировании уже существующей программы автоматическое выравнивание функционирует только при включенном режиме вставки.

Копирование, удаление фрагмента текста.

Поместите курсор в начало нужного фрагмента и нажмите комбинацию Ctrl+K+B, затем переведите курсор в конец строки и отметьте конец копируемого фрагмента нажатием комбинации Ctrl+K+K. Теперь весь отмеченный фрагмент будет выделен на экране. Установите курсор в необходимое место и нажмите комбинацию Ctrl+K+С.

Выделение исчезнет, если нажать комбинацию Ctrl+K+Н. Действие этой команды не зависит от положения курсора.

Удалить выделенный фрагмент можно сочетанием Ctrl+K+Y.

Использование подсказки.

Для получения полного перечня команд редактора и другой полезной информации нужно в режиме Edit главного меню нажать функциональную клавишу F1.

Использование предикатов для работы с окнами

В систему программирования Турбо-Пролог включено пять предикатов, позволяющих программе управлять окнами различных размеров. Это предикаты makewindow, shiftwindow, removewindow, clearwindow и gotowindow. С их помощью можно создавать несколько окон, выполнять ввод и вывод в определенные окна и устанавливать атрибуты окон.

Создание окон предикатом makewindow.

Предикат makewindow является основой всех операций над окнами в Турбо-Прологе. Его синтаксическая форма:

makewindow(Window_number, Screen_attribute, Frame_attribute, Frame_string, Starting_row, Starting_column, Window_height, Window_width)

Значения восьми параметров определяют характеристики окна.

Параметр Window_number, целое число, идентифицирует окно в программе. Это число используется в качестве ссылки предикатом gotowindow и др.

Целочисленное значение, присвоенное аргументу Screen_attribute, определяет цвета символов и фона. Выбираемые значения атрибута зависят от того, какой монитор используется цветной или монохромный.

Целочисленные значения Screen_attribute задают комбинацию цветов текста и фона. Для монохромных мониторов эти значения приведены табл. 1. Значения атрибутов экрана для цветного графического адаптера приведены в табл. 2.

Таблица 1 - Атрибуты цвета

Цвет текста	Цвет фона	Screen_attribute	Примечание
Черный	Черный	0	Пустой экран
Белый	Черный	7	Позитивное изображение
Черный	Белый	112	Негативное изображение

Таблица 2 - Соответствие между значением атрибута, цветом текста и цветом фона для окон Турбо-Пролога

Цвет текста	Значение атрибута	Цвет фона	Значение атрибута
Черный	0	Черный	0
Синий	1	Синий	16
Зеленый	2	Зеленый	32
Голубой	3	Голубой	48
Красный	4	Красный	64
Фиолетовый	5	Фиолетовый	80
Коричневый	6	Коричневый	96
Белый	7	Белый	112
Серый	8
Светло-синий	9
Светло-зеленый	10
Светло-голубой	11
Светло-красный	12
Светло-голубой	13
Желтый	14
Интенсивно-белый	15

Наряду с указанным существуют три необязательных атрибута, задание которых определяет вывод символов с подчеркиванием, изображение с высоким разрешением и вывод мерцающих символов. Вывод символов с подчеркиванием реализуется, если к значению аргумента Screen_attribute добавить 1. Для получения изображения с высоким разрешением, нужно к основному значению атрибута экрана добавить 8. Символы будут мерцающими, если к значению атрибута экрана добавить 128.

Чтобы вычислить значение Screen_attribute для различных комбинаций цветов, прежде всего, выберите необходимый цвет текста и цвет фона. Затем сложите соответствующие значения атрибутов. Если вы хотите, чтобы символы мерцали, прибавьте к результирующему значению 128. Вычисленное значение используется как второй аргумент в предикате makewindow, т.е. Screen_attribute.

Чтобы создать окно с белыми символами на черном фоне, сложите 7 (белый текст) и 0 (черный фон), результат будет 7.

Аргумент Frame_attribute предиката makewindow есть целое число, значение которого определяет рамку окна. Если значение атрибута - 0, окно не имеет видимой границы. Другие значения определяют рамку окна с параметрами, указанными в табл. 3.

Часть значений атрибута рамки окна задает ее цвет. Это делается аналогично заданию значения атрибута экрана. Если задается мерцающая граница, то она всегда будет белой, с мерцающей тонкой линией (в середине границы), имеющей указанный цвет.

Аргумент Frame_string задает метку окна. Например, меткой окна может быть "Главное Меню", "Окно Вывода". Строка, задаваемая в качестве атрибута Frame_string, будет размещена в центре верхней линии рамки окна. Значение метки окна также может быть не определено, что соответствует отсутствию метки. В этом случае вводится аргумент, состоящий из двух последовательных знаков кавычки.

Таблица 3 - Значение атрибута, определяющего цвет рамки окна в Турбо-Прологе

Значение атрибута	Вид рамки окна
0	Нет рамки
1	Синяя рамка
2	Зеленая рамка
3	Светло-синяя рамка
4	Красная рамка
5	Фиолетовая рамка
6	Желтая рамка
7	Белая рамка
8	Коричневая рамка
-1	Мерцающая белая рамка
-2	Мерцающая желтая рамка
-3	Мерцающая фиолетовая рамка
-4	Мерцающая красная рамка
-5	Мерцающая светло-синяя рамка
-6	Мерцающая светло-зеленая рамка
-7	Мерцающая синяя рамка
-8	Мерцающая серая рамка

Аргумент Starting_row есть целое число, определяющее верхнюю строку (линию) создаваемого окна. Максимальное количество строк, умещающихся на экране, 25. Значение 4 указывает, что окно начинается с четвертой строки. Нумерация начинается с 0.

Аргумент Starting_column указывает крайний левый столбец окна. Значения аргумента изменяются от 0 до 79.

Аргумент Window_height определяет количество строк, занимаемых создаваемым окном.

Аргумент Window_width указывает число столбцов, занимаемых окном.

Предикат shiftwindow используется для смены текущего окна (переключения). Его форма: shiftwindow(Window_number).

Параметр window_number является целым числом, приписываемым окну при его создании.

В то же время Турбо-Пролог "помнит" предыдущие окна и их атрибуты. Например, если окно 3 имеет такие атрибуты, что оно будет перекрывать текущее окно (окно 4), то выполнение предиката shiftwindow (3) вызовет появление окна 3, в которое вложено окно 4. Информация из окна 4, частично закрытая окном 3, сохраняется и появится на экране, когда произойдет переключение и окно 4 вновь станет текущим.

Предикат gotowindow позволяет выполнять быстрое переключение между двумя окнами, которые не перекрываются. Его форма: gotowindow (Window_number).

Этот предикат выполняется быстрее, чем shiftwindow, и поэтому его следует использовать для переключения между окнами, содержащими большое количество текста.

Предикат clearwindow. Данный предикат удаляет из текущего окна все текстовые и графические изображения. Предикат не имеет аргументов. Окно и рамка окна, если она имеется, не разрушаются. Окно целиком закрашивается соответствующим цветом фона.

Предикат removewindow удаляет текущее окно с экрана. Предикат аргументов не имеет. Все текстовые и графические изображения, находящиеся в окне, также удаляются. Если за данным окном находится другое окно, то это окно и его содержимое становятся видимыми. Если удаляется последнее из заданных окон, на экране появляется то изображение, которое было на нем до создания окон.

Использование окон для ввода и вывода

С любым текущим окном работают стандартные предикаты ввода и вывода - readln,readint,readchar - также.

По умолчанию, курсор расположен в верхнем левом углу окна. Используя предикат cursor и помещать курсор в любую позицию текущего окна. Этот предикат имеет вид: cursor (Row_number, Col_number ).

Аргументы Row_number и Col_number являются целыми числами, задающими номера строки и столбца, по отношению к верхней строке и крайнему левому столбцу экрана. Строки и столбцы нумеруются, начиная с нуля: предикат cursor(0,0) обеспечивает вывод текста, начиная с верхнего левого угла экрана.

Например, следующие предикаты могут быть использованы для вывода сообщения в центре экрана.

makewindow( 1,7,7,"", 1,1, 8,28),

cursor(4,12),

write("Доброе утро!").

Пример 1.

Программа 1. Работа с окнами

Predicates

start

run(integer)

do_sums

set_up_windows

clear_windows

Clauses

start:- set_up_windows, do_sums.

set_up_windows :-

makewindow(l, 7, 7, “”, 0, 0, 25, 80),

makewindow( 1, 7, 7, "Left operand", 2, 5, 5, 25),

makewindow(2, 7, 7,"", 2, 35, 5, 10),

nl, write(" PLUS"),

makewindow(2, 7, 7, "Right operand", 2, 50, 5, 25),

makewindow(3, 7, 7, "Gives", 10, 27, 5, 25),

makewindow(4, 7, 7,"", 17, 22, 5, 35).

do_sums :- run(_), clear_windows, do_sums.

run(Z) :-

shiftwindow(l),

cursor(2, 1), readint(X),

shiftwindow(2),

cursor(2, 10), readint(Y),

shiftwindow(3), Z=X+Y, cursor(2, 10), write(Z),

shiftwindow(4),

write(" Please press the space bar"),

readchar(_).

Clear_windows :-

shiftwindow(l), clearwindow,

shiftwindow(2), clearwindow,

shiftwindow(3), clearwindow,

shiftwindow(4), clearwindow.



Использование звука и музыки

Пролог поддерживает два предиката генерации звука: sound и beep. Предикат beep генерирует звук высокой частоты. Он не имеет параметров. Правило, генерирующее три звуковых сигнала, имеет вид:

beep:- beep, beep, beep.

Предикат sound имеет вид: sound(Duration, Frequency). Первый параметр задает продолжительность звукового сигнала в сотых долях секунды, второй-частоту генерируемого звука.

Таблица 4 - Работа со звуком

Нота	До	До диез	Ре	Ре диез	Ми	Фа	Фа диез	Соль	Соль диез	Ля	Ля диез	Си	До
Частота	262	278	294	302	330	350	370	392	416	440	466	494	524

Рассмотрим программу обучения сложению, демонстрирующую возможности пролог управления окнами и звуком.

Программа 2. Тренажер для обучения сложению

Predicates

gen_rand_num(integer)

say_good_work

say_more_work

test_and_reward(integer, integer)

make_exercise_set(integer)

do_cal

Goal

do_cal.

Clauses

do_cal:-

makewindow(1,7,7, “Тренажер для обучения сложению”, 2,20,20,34),

nl,

write(“Вашему вниманию предлагаем упражнения для выполнения”),

make_exercise_set(3),

nl, write(“Желаем удачи! Пока!”),

nl, write(“Нажмите на любую клавишу”),

readchar(_),

removewindow.

make_exercise_set(0):-!.

make_exercise_set(Count):-

gen_rand_num(A),

nl, write(“1-е число ”,A), nl,

gen_rand_num(B),

nl, write(“2-е число ”,B), nl,

C=A+B,

write(“Чему равна сумма?”), nl,

readint(U),

test_and_reward(C,U),

Newcount=Count-1,

make_ exercise_set(NewCount).

gen_rand_num(X):-random(Y), X=Y*5+1.

test_and_reward(C,C):-say_good_work,!.

test_and_reward(_,_):-say_more_work.

say_good_work:-

makewindow(2,7,7, “Хорошая работа!”, 12, 40, 8, 30), nl,

write(“Вы правы”), nl, nl,

write(“Музыка для победителя!”),nl,nl,

sound(4, 262), sound(4, 350),

sound(4, 440), sound(8, 516),

sound(4, 440), sound(112, 516),

nl, nl, write(“Нажмите на любую клавишу”),

readchar(_),

removewindow.

say_more_work:-

makewindow(3,7,7, “Продолжим!”, 14, 6, 7, 28), nl,

write(“Вам нужно поработать ещё”), nl, nl,

beep, beep, beep,

write(“Нажмите на любую клавишу”),

readchar(_),

removewindow.

Правило make_exercise_set задает три контрольных вопроса. Для каждого вопроса правилом gen_rand_num генерируется два случайных целых числа в диапазоне от 1 до 5, эти числа выводятся на экран, затем предлагается ввести ответ, предикат test_and_reward оценивает ответ пользователя.

Задание. Усовершенствуйте программу. Предложите пользователю выбрать 1 из 4 тренажеров и проверить его знания арифметических операций, оценив его способности по 5-бальной шкале.



Часть 2. Лабораторные работы

Лабораторная работа №1. Общие сведения о языке логического программирования

Пример 1. Наша первая Пролог программа будет содержать информацию о военнослужащих некоторого воинского подразделения и их званиях: “Павлов генерал”, “Сабо полковник”, “Денисов капитан”, “Матвеев капитан”, “Кулёмин сержант”, “Николаев сержант”. Сформулировать на Прологе следующие вопросы: 1) Павлов генерал? 2) Кто является полковником? 3)Кем является Денисов? 4)В подразделение есть военный в звание сержанта? 5) В подразделение есть военный в звание подполковника? 6) Вывести военных, имеющих одинаковые звания.

В программе каждого военного мы представим предикатом military размерности 2, каждый компонент- атом, первый представляет фамилию, а второй - его звание.

Программа 3. База данных «Военная часть»

Domains

s=symbol

Predicates

military(s,s)

Clauses

military(pavlov, general).

military(sabo, polkovnik).

military(denisov, kapitan).

military(matveev, kapitan).

military(kulemin, serzhant).

military(nikolaev, serzhant).

Сформулируем запросы:

1) ? military(pavlov, general)

Ответ: yes

2) ? military(X, polkovnik)

Ответ: X= sabo

3) ? military(denisov, X)

Ответ: X= kapitan

4) ? military(_, serzhant)

Ответ: yes

5)? military(_, podpolkovnik)

Ответ: no

6) ? military(X,Y), military(Z, Y), X<>Z

Ответ: X= denisov Z= matveev Y= kapitan

X= kulemin Z= nikolaev Y= serzhant

Пример 2. Данные о крупных реках России сведены в таблицу:

Таблица 5 - Данные о крупных реках России

Название реки	Длина, км	Годовой сток, км3	Площадь бассейна, тыс. км2	Истоки	Куда впадает
Амур	4416	350	1855	Яблоневый хребет	Татарский пролив
Лена	4400	488	2490	Байкальский хребет	Море Лаптевых
Обь	4070	400	2990	Предгорья Алтая	Карское море
Иртыш	4248	323	1643	Китай	Обь
Енисей	3487	600	2580	Восточный Саян	Карское море
Волга	3530	255	1360	Валдайская возвышенность	Каспийское море
Колыма	2129	44	643	Хребет Черского	Восточносибирское море
Урал	2428	54	231	Южный Урал	Каспийское море
Дон	2200	45	504	Среднерусская возвышенность	Азовское море
Кама	1805	130	507	Верхне -- Камская возвышенность	Волга
Печора	1809	130	322	Северный Урал	Баренцево море
Ангара	1779	62	1039	Байкал	Енисей
Селенга	1024	14	447	Монголия	Байкал
Кубань	870	11	58	Кавказ	Азовское море

Составить базу данных и ответить на следующие вопросы:

1) Определить реки, впадающие в Азовское море.

2) Определить реки, исток которых находится на Валдайской возвышенности?

3) Какие реки короче Камы?

4) Какие реки длиннее Иртыша?

5) Как задать вопрос, определяющий все данные о реке Кама?

Программа 4. База данных «Реки России»

Domains

S=symbol

N=integer

Predicates

reka(S,N,N,N,S,S)

Clauses

reka(amur, 4416, 350, 1855,yablonevi_hrebet,tatar_proliv).

reka(lena, 4400, 488, 2490, baikal_hrebet, more_laptevih).

reka(ob, 4070, 400, 2990, altai, more_karskoe).

reka(irtish, 4248, 323, 1643, kitai, ob).

reka(enisei, 3487, 600, 2580, vost_cain, more_karskoe).

reka(volga, 3530, 255, 1360, valdais_vozvishennost, more_kaspi).

reka(kolima, 2129, 44, 643, hrebet_cherskogo, vost_sibir_more).

reka(ural, 2428, 54, 231, yuzhni_ural, more_kaspi).

reka(don, 2200, 45, 504, sredn_rus_vozvvishennost, more_azov).

reka(kama, 1805, 130, 507, verhne_kamsk_ vozvvishennost, volga).

reka(pechora, 1809, 130, 322, sever_ural, barenzevo_more).

reka(angara, 1779, 62, 1039, baikal, enisei).

reka(selenga, 1024, 14, 447, mongolia, baikal).

reka(kuban, 870, 11, 58, kavkaz, more_azov).

Запросы:

reka(X, _, _, _, _, more_azov)

reka(X, _, _, _, valdais_vozvishennost,_)

reka(X, Y, _, _, _, _), reka(lena, Z, _, _, _, _), Y<Z

reka(X, Y, _, _, _, _), reka(irtish, Z, _, _, _, _), Y>Z

reka(kama, A,B,C,D,E)

Пример 3. Известно, что Лене нравится теннис, Денису нравится футбол, Борису - бейсбол, Эдику - плавание, Марку нравится теннис, а Фёдору то, что нравится Борису. Записать факты на Прологе и ответить на вопросы: 1)Кому нравится теннис? 2) Что нравится Федору? 3)Кто занимается одинаковыми видами спорта?

Программа 5. База знаний «Предпочтения»

Predicates

likes(symbol,symbol)

Clauses

likes(lenа, tennis).

likes(denis, football).

likes(boris, baseball).

likes(edic, swimming).

likes(mark, tennis).

likes(fedor, Activity):- likes(boris, Activity).

/* Activity играет роль переменной*/

Запросы

1) ? likes(X, tennis)

Ответ:

X= lenа

X= mark

2) ? likes(fedor, X)

Ответ:

X= baseball

3) ? likes(X, T), likes(Y, T)

Ответ:

X= lenа Y= mark T= tennis

X= mark Y= lenа T= tennis

X= boris Y= fedor T= baseball

X= fedor Y= boris T= baseball

Пример 4. Лена, Анна, Денис и Борис-люди, лада и нисан - автомобили, Лене нравится лада, Анне - пицца, Денису - футбол, а Борис - Мерседес, Ваське - рыбка. Пицца, лада, мерседес продаются. Человек может купить машину, если она продается, и она ему нравится. Сформулировать на прологе вопросы: 1)Какую машину может купить Лена? 2) Кто-нибудь может купить мерседес? 3) какие машины продаются, и ответить на них.

Программа 6. База знаний «Предпочтения и возможности»

Domains

s=symbol

Predicates

human(s)

car(s)

likes(s,s)

can_by(s,s)

cells(s)

Clauses

human( lena ).

human( anna ).

human( denis ).

human( boris ).

car( lada ).

car( nissan ).

likes( lena, lada ).

likes( anna, pizza ).

likes( denis, football ).

likes( boris, mersedes ).

likes( vasya, ribka ).

cells(pizza).

cells(lada).

cells(mersedes).

can_by(X,Y):-human(X), car(Y), likes(X,Y), cells(Y).

Запросы:

1) can_by(lena, X)

X=lada

2) can_by(_,mersedes)

no

3) car(X),cells(X)

X=lada

Пример 5. Программа иллюстрирует различные способы ввода данных.

Программа 7. Ввод данных

Predicates

vvod_int

vvod_ch

vvod_s

Clauses

vvod_int:- readint(N1), readint(N2), N=N1+N2, write(N).

vvod_ch:- readchar(N1), readchar(N2), N=N1+N2, write(N).

vvod_s:- readln(N1), readln(N2), concat(N1,N2,N), write(N).

Пример 6. Вывести в каждой строке сообщения: Леонард отец Катерины, Карл отец Джейсона, Карл отец Марины.

Программа 8. База знаний «Семья»

Domains

name = symbol

Predicates

father(name, name)

everybody

clauses

father(leonard, katherine).

father(carl, jason).

father(carl, marinа).

everybody :-

father(X, Y),

write(X, " is ", Y, "s father\n"),

fail.

В некоторых случаях может быть необходимым продолжение поиска дополнительных решений, для этого можно использовать встроенный предикат fail. Он не имеет аргументов, всегда считается ложным.

Проверьте работу программы с и без использования предиката fail.

Отрицание задается с помощью предиката not.

Пример 7. У нас есть информация о странах-партнерах Европы, имеющих общую границу. Предположим, нас интересуют какие страны-партнеры не имеют общей границы.

Программа 9. База знаний «Страны Европы»

Domains

country=symbol

Predicates

euro_pair(country, country)

border(country, country)

find_non_border_pair

Clauses

euro_pair(”France”, ”Germany”).

euro_pair(”France”, ”Spain”).

euro_pair(”France”, ”Italy”).

euro_pair(”Germany”, ”Spain”).

euro_pair(”Germany”, ”Italy”).

euro_pair(”Spain”, ”Italy”).

border(”France”, ”Germany”).

border(”France”, ”Spain”).

border (”France”, ”Italy”).

find_non_border_pair:-

euro_pair(X,Y),

not(border(X,Y)),

write(X,” - “,Y),fail,nl.

Goal

find_non_border_pair

Результатом запроса будет ответ

Germany - Spain. Germany - Italy. Spain - Italy.

Пример 8. Использование составных объектов

Программа 10. База данных «Коллекция»(Вариант 1)

Domains

personal_library=book(title, author, publisher, year)

collector, title, author, publisher=symbol

year=integer

Predicates

collection(collector, personal_library)

Clauses

collection(ivanov, book(”Zolushka”, ”Denis Tarakanov”, ”Dinamo”, 2003)).

collection(petrov, book(”Maslenniza”, ”Anna Zimina”, ”Zenit”, 2005)).

collection( petrov, book(”Repka”,”Irina Larina”, ”Mir”, 1999)).

/*Демонстрация двухуровневого составного объекта*/

Программа 11. База данных «Коллекция»(Вариант 2)

Domains

personal_library=book(title, author, publiсation)

publiсation= publiсation (publisher, year)

collector, title, author, publisher =symbol

year=integer

Predicates

collection(collector, personal_library)

Clauses

collection(ivanov,book(”Zolushka”,”Den Taran”, publiсation (”Dina”, 2003))).

collection(petrov,book(”Maslenniza”,”Anna Zima”,publiсation(”Zenit”,2005))).

collection( petrov, book(”Repka”,”Irina Larina”,publiсation (”Mir”, 1999))).

/*Демонстрация использования конструкций альтернативных доменов*/

Программа 12. База знаний «Клуб по интересам»

Domains

thing=misc_ thing (whatever);

book(author, title);

record(artist, album, type)

person, whatever, title, author,artist, album, type =symbol

Predicates

owns(person, thing)

show_misc_things

show_books

show_records

Clauses

owns (“Ivanov“, misc_things(“sports car“)).

owns (“Petrov“, misc_things(“motor cycle“)).

owns (“Smirnov“, misc_things(“piano“)).

owns (“Ivanov”, book (“James A.Mishener“,“Space“)).

owns (“Petrov”, book (“Frank Herbert“, “Dune“)).

owns (“Sidorov”, book (“J.R.R. Tolkein“,“Return of the Ring“)).

owns (“Ivanov”, record (“Elton John”, “Ice Fair”, “popular“)).

owns (“Petrov”, record(“Michael Jackson“, “We are the World“, “popular“)).

owns (“Sidorov”, record (“Madonna“,“Madonna“, “popular“)).

show_misc_things:- owns (X, misc_things(Y)),write( X, “ ”,Y), nl, fail.

show_books:- owns (X, book (_,Y)),write( X, “ ”,Y), nl, fail.

show_records:- owns (X, record (_,Y,_)),write( X, “ ”,Y), nl, fail.

Задания для самостоятельной работы

Дана база данных “Родители и дети”:

родитель(полина, борис), родитель(анатолий, борис), родитель(анатолий, лиза), родитель(борис, катя), родитель(борис, валентина), родитель(полина, евгений).

Сформулировать вопросы на Прологе: Кто является родителем Кати? Есть ли у Лизы ребенок? Кто дети Бориса? Кто чей родитель?

Дана база данных “Теремок”:

живет (муха, горюха), живет(комар, пискун), живет(мышка, погрызуха), живет(лягушка, квакушка), живет(заюнок, кривоног),

живет( лиса, краса), живет(волк, хватыш), не_живет(медведь, пригнетыш).

Указать ответы на следующие вопросы:

?-живет(мышка, погрызуха). ? -живет(волк, X).

?-живет(Х, кривоног). ?-не_живет(М,P).

Сформулировать вопросы на Прологе: Живет ли лягушка в теремке? Какое прозвище у лисы? Кто имеет прозвище горюха? Какой следует задать вопрос, чтобы узнать обитателей теремка (без прозвищ)?

База данных “Рождение и хобби друзей”:

рождение(иванова, лена, 22, июнь, 1971), рождение(петров, сергей, 25, октябрь, 1973), рождение(сидорова, оля, 1, декабрь, 1974), любит(иванова, лена, книги), любит(иванова, лена, танцы), любит(петров, сергей, видео), любит(сидорова, оля, кино).

Сформулировать вопросы на Прологе: Кто родился в 1971 году? Кто родился в октябре? Кто любит книги? Кто любит и книги и танцы?

База данных “Колобок”: ушел(колобок,дедушка), ушел(колобок, бабушка), ушел(колобок, заяц), ушел(колобок, волк), ушел(колобок, медведь), не_ушел(колобок, лиса).

Сформулировать вопросы на Прологе: Кто ушел от волка? Кто не ушел от лисы? Кто ушел от волка и от бабушки? Какой следует задать вопрос, чтобы узнать всех персонажей сказки?

База данных “Распорядок дня”:

занятие(0, 7, сон), занятие(7, 8, завтрак), занятие(8, 13, школа), занятие(13, 14,обед), занятие(14, 19, свобода), занятие(19, 20, ужин), занятие(20, 23, отдых), занятие(23, 24, сон).Сформулировать вопросы на Прологе: Когда бывает обед? Что бывает между 14 и 19 часами? Когда бывает сон? (сколько будет решений?)

Построить базу данных “Важнейшие события Древнего Мира” на основе установленных фактов, произошедших с 31 по 6 век до нашей эры.

Каждый факт приводить в виде событие(Х,Y,Z), где X -- название государства, где произошло событие, Y - в каком веке произошло событие, Z -- какое произошло событие.

В 31-м веке до нашей эры возникли первые города-государства. Единое государство в Египте образовалось в 30 веке до нашей эры. В 27 веке до нашей эры в Индии появились первые древнейшие города, а в Египте построена пирамида Хеопса. Первые греческие государства появились в 18 веке до нашей эры. В этом же веке в Египте произошло крупное восстание бедняков и рабов. В 15 веке до нашей эры появились первые государства в Китае. Тутмос III правил в Египте в 15 веке до нашей эры. Греция вела троянскую войну в 13 веке до нашей эры. Вторжение борийских племен в Грецию произошло в 11 веке до нашей эры. В 8 веке до нашей эры был основан город Рим. Олимпийские игры стали проводиться в Греции в 8 веке до нашей эры. В 6 веке до нашей эры в Риме была установлена республика, а в Греции произошли реформы Солона. В этом же веке персы взяли Вавилон в Междуречье и завоевали Египет.

Составить 3 запроса к этой базе данных.

Какие события произошли в период с 15 до 7 в. до н.э.

В таблице даны некоторые характеристики движения планет Солнечной системы(числовые величины округлены):

Таблица 6 - Характеристики движения планет солнечной системы

Планета	Расстояние до Солнца (у.е.)	Период обращения	Средние солнечные сутки
Меркурий	39	88 суток	176 суток
Венера	72	225 суток	117 суток
Земля	100	365 суток	24 часа
Марс	152	687 суток	25 часов
Юпитер	520	12 лет	10 часов
Сатурн	954	29 лет	10 часов
Уран	1920	84 года	24 часа
Нептун	3010	165 лет	22 часа
Плутон	3950	247 лет	6 суток

Составить базу данных, учитывая измерение по некоторым параметрам в разных единицах.

Ответить на вопросы: Какие планеты ближе к Солнцу, чем Земля? Какие планеты дальше от Солнца, чем Земля? На каких планетах солнечные сутки меньше, чем земные? На каких планетах период обращения измеряется в годах?

Построить базу знаний “Рабочая смена”:

Мария работает в дневную смену. Сергей работает в вечернюю смену. Борис работает в вечернюю смену. Валентина работает в вечернюю смену. Два служащих знают друг друга, если они работают в одну смену. Определить: Знает ли Сергей Бориса? Кого знает Валентина? Кого знает Мария?

Даны результаты сдачи экзаменов для группы из пяти учеников:

Таблица 7 - Успеваемость

Фамилия	Алгебра	Геометрия	История
Бобров	5	3	2
Вяткин	5	5	5
Кротов	2	3	3
Соснин	4	4	4
Вавилов	4	2	1

Построить базу знаний о результатах экзаменов, определив в ней следующие правила:

отличник - человек, у которого по всем предметам пятерки;

двоечник - есть хотя бы одна двойка;

математик - по алгебре и по геометрии учится на 4 и 5;

введите предикаты алгебра, геометрия, история для определения оценки Y для ученика X.

Получить ответы на следующие вопросы: Является ли Вяткин отличником? Определить всех отличников. Является ли Соснин математиком? Определить всех неуспевающих по истории.

Сформировать базу знаний “Квартет” из следующих фактов и правил:

Мартышка играет на скрипке. Осел играет на альте. Козел играет на виолончели. Мишка играет на контрабасе. Четверо музыкантов X,Y,Z и W могут образовать квартет, если один из них играет на скрипке, другой -- на альте, третий -- на виолончели и четвертый -- на контрабасе.

Ответить на вопросы: Кто играет на альте? На чем играет мартышка? Образуют ли квартет Мартышка, Осел, Козел и Мишка? Кто из музыкантов данной базы знаний может образовать квартет?

База знаний “Воинская служба”:

возраст(борис ,18), возраст(андрей, 17), возраст(михаил,18), возраст(анна,18), возраст(юлия ,17), мужчина(андрей), мужчина(борис), мужчина(михаил), женщина(анна), женщина(юлия).

Определить правило подлежит призыву, не_подлежит_призыву.

Сформулировать вопросы: Кто подлежит призыву? Подлежит ли призыву Анна?

База знаний "Семья”:

мать(екатерина, юлия), мать(екатерина, мария), мать(анна, екатерина), отец(петр, юлия), отец(виктор,петр), отец(андрей, екатерина).

Дополните базу данных предикатом мужчина, женщина. Определите правила дед, бабушка, внук, внучка, тетя, дядя.

Сформулировать вопросы на Прологе:

Кто является ребенком Екатерины и Петра? Кто является дедом Юлии? Кто является бабкой Юлии?

Построить базу знаний и сформулировать к ней вопросы, основываясь на следующих утверждениях: Резвый - это собака. Рекс-это собака. Белка - это кошка. Быстрая - это лошадь. Резвый - черная. Белка - белая. Рекс -рыжая. Быстрая - белая. Домашние животные - это собака или кошка. Животные - это либо лошадь, либо домашние животные. Том владеет тем, кто собака и не черного цвета. Кейт владеет тем, кто либо черного цвета, либо лошадь.

Построить базу знаний. Муська -- коричневая кошка, Стрелка -- черная кошка, Мурка -- рыжая кошка. Рекс, Дружок и Мухтар -- собаки. Дружок -- рыжая, Мухтар -- белая. Все животные, которыми владеют Анатолий и Николай, имееют родословные. Анатолий владеет всеми черными и коричневыми животными, а Николай владеет всеми собаками небелого цвета, которые не являются собственностью Анатолия. Иван владеет Муркой, если Николай не владеет Муськой и если Мухгар не имеет родословной. Рекс -- пятнистая собака. Определить, какие животные не имеют хозяев.

Составить базу знаний “Знакомства” из следующих фактов и правил:

Мери прелестна. Джон добрый. Джон мужественный. Джон сильный. Некто счастлив, если богатый или нравится женщинам. Мужчина нравится женщине, если женщина нравится мужчине и он добрый, либо мужчина добрый и сильный. Мужчине нравится женщина, если она прелестна.

Сформулировать вопрос: счастлив ли Джон? Найти мужчин, которые могут нравиться женщинам.

Ответьте на вопрос “Что ест моя кошка?“, если:

Птицам нравятся червяки. Кошкам нравятся рыбы. Друзья нравятся друг другу. Моя кошка мой друг. Моя кошка ест все, что ей нравится.

Запрограммируйте утверждения.

Число четное. Число не четное. Ни одно число не является четным и нечетным одновременно. Число не четное, если следующее за ним четное. Число, следующее за данным числом нечетное, если данное число четное, число, следующее за данным числом четное, если данное число нечетное.

Лабораторная работа №2. Арифметика. Управление логическим выводом в программах

Пример 1. Описать предикаты для вычисления суммы, разности, произведения, частного двух чисел, возведения числа в квадрат, вывода остатка при деление на 3, вывод случайного числа из интервала [1,100].

Программа 13. Арифметика

Domains

N=integer

R=real

Predicates

add(N,N)

sub(N,N,N)

multi(N,N,N)

division(N,N,R)

kvadrat(N,N)

ostat(N,N)

vivod(N)

Clauses

add(X,Y):-S=X+Y, write(“Sum= ”,S),nl.

sub(X,Y,S):-S=X-Y.

multi(X,Y,P):-P=X*Y.

division(X,Y,R):-Y<>0, R=X/Y.

kvadrat(X,N):-N=X*X.

ostat(X,N):-N=X mod 3.

vivod(N):-random(Y), N=1+Y*100.

Пример 2. Программирование взаимоисключающих утверждений. Процедуру нахождения наибольшего из двух чисел можно записать в виде отношения

max(X,Y,X):-X>=Y.

max(X,Y,Y):-X<Y.

Эти правила являются взаимоисключающими. Возможна более экономная формулировка: если X>=Y, то максимум=X, иначе =Y. На Прологе это запишется следующим образом:

max(X,Y,X):-X>=Y, !.

max(_,Y,Y).

Программа 14. Максимум

Domains

N=integer

Predicates

max(N,N,N)

Clauses

max(X, Y, X):-X>Y,!.

max(_,Y,Y).

Пример 3. Рассмотрим различные способы записи предиката different, определяющего различны ли числа, использующие сочетание встроенных предикатов ! и fail.

different(X,X):-!,fail.

different(_,_).

или

different(X,Y):-X=Y,!,fail.

different(_,_).

или

different(X,Y):-X=Y,!,fail; true.

/* true -встроенный предикат, который всегда истиннен*/

или

different(X,Y):-not(X=Y).

Задания для самостоятельной работы

№1. Описать предикаты:

Найти квадрат числа X; куб числа X.

Найти значение функций у = а*х + b, где a, b и х -- целые числа.

Найти периметр треугольника, если все его стороны известны.

Найти площадь прямоугольного треугольника по двум его катетам.

Найти площадь трапеции с основаниями А и В и высотой Н.

Найти квадрат гипотенузы в прямоугольном треугольнике по двум его катетам.

Найти объем прямоугольного параллелепипеда со сторонами А, В и С.

Зная скорость V и время Т, определите путь.

Найти последнюю цифру в записи натурального числа.

Найти цифры в десятичной записи двузначного натурального числа.

Найти первую цифру в десятичной записи трехзначного натурального числа.

Найти сумму цифр в десятичной записи трехзначного натурального числа.

№2.

Найти

А. Наименьшее значение из двух чисел;

Б. Наименьшее значение из трех чисел на основе первой задачи;

В. Наименьшее значение из шести чисел на основе второй задачи.

Определить, удовлетворяют ли длины трех отрезков условию прямоугольного треугольника.

Определить, удовлетворяют ли длины трех отрезков условию треугольника.

Найти модуль числа X.

Описать предикат для вычисления функции, заданной соотношением:

Лабораторная работа №3. Повторение и рекурсия

Пример 1. Выводить на экран квадрат числа, вводимого пользователем, пока не будет введен 0.

Программа 15. Вывод квадрата числа

Domains

x=integer

Predicates

go

repeat

check(x)

Clauses

repeat.

repeat:- repeat.

go:- repeat, write (“Введите число пожалуйста или 0-для выхода ”),

readint(A), check(A).

check(0):-nl,write(“ok”),!.

check(A):-B=A*A, write(B),nl, fail.

Или

go:-repeat, write (“Введите число ”), readint(A),

B=A*A, write(А, “^2= ” ,B),nl,

write(“прервать да/нет (y/n) ”), readchar(C), C= “n”,!.

Пример 2. Организовать меню для выбора арифметической операции.

Программа 16. Меню

Domains

x=integer

Predicates

menu

actions(x)

repeat

Clauses

repeat.

repeat:- repeat.

menu:- repeat,

write(“Введите 1 для +, 2 для *, 3-для -, 0-для выхода\n”),

readint(N),

actions(N).

actions(0):-!.

actions(1):-write(“Введите первое число”), nl, readint(A),

write(“Введите второе число”) nl, readint(B),

С=A+B,write(C),nl,fail.

actions(2):- write(“Введите первое число”), nl, readint(A),

write(“Введите второе число”) nl, readint(B),

С=A*B,write(C),nl,fail.

actions(3):- write(“Введите первое число”), nl, readint(A),

write(“Введите второе число”) nl, readint(B),

С=A-B,write(C),nl,fail.

Пример 3. Вычислить n-ый член последовательности Фибоначчи. N-ый член последовательности Фибоначчи, начиная с третьего, определяется суммой 2-х предыдущих, а 1-ый и 2-ой члены равняются единице.

Введем двуместный предикат fib, первый аргумент будет определять порядковый номер члена, а второй будет записываться для записи ответа. Введем два факта, первый - первый член последовательности Фибоначчи равен 1, второй - второй член последовательности равен 1, а для определения n-го члена запишем правило. Действительно, чтобы определить n-ый член, мы должны определить значения двух предыдущих и сложить их.

fib(1,1).

fib(2,1).

fib(N,F):- N1=N-1, fib(N1,F1), N2=N-2, fib(N2,F2), F=F1+F2.

? fib(1,F)

Ответом будет F=1, и Пролог сделает попытку сопоставить с запросом второй факт и потерпит неудачу. Однако сопоставление головы третьего утверждения с запросом происходит успешно и осуществляется попытка доказать цель fib(-1,F1), что в свою очередь, приводит к цели fib(-2, …)и так далее, т.е. образуется бесконечный цикл. Эту ситуацию можно устранить, используя отсечение и тем самым, указывая Прологу, что не существует других решений в случае успешного согласования граничного условия.

Программа 17. Последовательность Фибоначчи

Domains

x=integer

Predicates

fib(x,x)

Clauses

fib(1,1):-!.

fib(2,1):-!.

fib(N,F):- N1=N-1, fib(N1,F1), N2=N-2, fib(N2,F2), F=F1+F2.

Задания для самостоятельной работы

Вычислить N!.

Вычислить n-ый член последовательности Фибоначчи.

Вывести все числа от n до 1.

Вывести все числа от 1 до n.

Вычислить сумму чисел от 1 до n.

Определите xn, n>0.

Определите 2n, n>0.

Определите N5, n>0.

Вычислите сумму четных чисел от 1 до n.

Вычислите сумму квадратов нечетных чисел от 1 до n.

Вычислите сумму ak, где ak=1/(1+k).

Вычислить.

Вычислить.

Определите корень уравнения методом половинного деления.

Найти наибольший общий делитель двух чисел, трех чисел.

Определить число сочетаний .

Вычислить N!+(N-1)!+...+2!+1!.

Вычислить количество четных элементов на заданном интервале.

Перевести число из десятичной системы счисления в систему с основанием N, где N<10, N>1.

Лабораторная работа №4. Применение рекурсии для обработки списков

Пример 1. Определить количество элементов в списке.

Количество элементов пустого списка равно 0, в противном случае, нужно определить количество элементов в хвосте и найденное значение увеличить на единицу.

Программа 18. Определение длины списка

Domains

list = integer*

Predicates

length_of(list, integer)

Clauses

length_of([], 0):-!.

length_of([_|T], N) :- length_of(T, N1),N = N1 + 1.

?- length ([2, 12, 45]), X).

Ответ: Х=3.

Пример 2. Найти сумму элементов в списке.

Сумма элементов пустого списка равна 0, сумма элементов непустого списка определяется сложением головы списка с суммой элементов хвоста.

sum ([], 0):-!.

sum ([H|T], S) :- sum (T, S1), S = S1+H.

?-sum ([2, 12, 45]), X).

Ответ: Х=59

Пример 3. Определить принадлежность элемента списку.

Программа 19. Определение принадлежности элемента списку

Domains

type=integer

list=type*

Predicates

member(type,list)

Clauses

member(H,[H|_]):-!.

member(H,[_|T]):-member(H,T).

Запрос:

member (4,[1,3,4,9]).

Ответ: Yes.

Данная программа имеет очень простой декларативный смысл: элемент принадлежит списку, если он является его головой или принадлежит хвосту списка.

Пример 4. Объединить два списка.

Эту задачу можно описать с помощью следующих предикатов:

а) если к пустому списку [] добавить список Р, то в результате получится Р;

б) чтобы добавить список Р к концу списка [X|Y], нужно Р добавить к хвосту Y и затем присоединить к голове Х, при этом получается список [Х|Т].

Программа 20. Объединение двух списков

Domains

type=integer

list=type*

Predicates

append(list,list,list)

Clauses

append([],L,L):-!.

append([H|T],P,[H|Y]):-append(T,P,Y).

? append ([3, 5, 7], [12,5],K).

Ответ: К=[3,5,7,12,5]

Процедуру append можно использовать:

для разбиения списка на подсписки:

? append (X,Y,[1,2])

Ответ: X=[ ]Y=[l,2]

X=[l] Y=[2]

X=[l,2] Y=[]

Для вывода последнего элемента списка:

last(X,L):-append(_,[X],L)

Пример 5. Удаление элементов из списка.

Первый аргумент указывает удаляемый элемент, второй аргумент - исходн...