Prolog(逻辑编程语言)

秋天不会来 3 0

Prolog(Programming in Logic的缩写)是一种逻辑编程语言。它建立在逻辑学的理论基础之上, 最初被运用于自然语言等研究领域。1现已广泛的应用在人工智能的研究中,可以用来建造专家系统、自然语言理解、智能知识库等。同时对一些通常的应用程序的编写也很有帮助,能够比其他的语言更快速地开发程序,因为它的编程方法更象是使用逻辑的语言来描述程序。

逻辑程序设计语言

Prolog

Programming in Logic

逻辑编程语言

逻辑学

自然语言等

历史

Prolog语言最早由Aix-Marseille大学的Alain Colmerauer与Phillipe Roussel等人于60年代末研究开发。1972年被公认为是Prolog语言正式诞生的年份,自1972年以后,分支出多种Prolog的方言。最主要的两种方言为Edinburgh和Aix-Marseille。最早的Prolog解释器由Roussel建造,而第一个Prolog编译器则是 David Warren编写的。

Prolog一直在北美和欧洲被广泛使用。日本政府曾经为了建造智能计算机而用Prolog来开发ICOT第五代计算机系统。在早期的机器智能研究领域,Prolog曾经是主要的开发工具。

80年代Borland开发的Turbo Prolog,进一步普及了Prolog的使用。1995年确定了ISOProlog标准。

受Prolog影响的程序语言有很多,较为人所知的有:Mercury、Oz、Erlang、Strand。

目前比较流行的实现工具包括 SWI-Prolog, Yap 等。

特点

程序与数据

在prolog程序中,是很难分清楚哪些是程序,哪些是数据的。事实上,prolog中的所有东西都有相同的形式,也就是说数据就是程序,程序就是数据。举一个其他语言的例子:如果想用c语言编写一个计算某个数学表达式的程序很简单(比如:a=2+5*4),因为这是一段程序。但是如果想编写一个计算用户输入的表达式的值的程序就很困难了。因为用户输入的是一段数据(字符串),如果想让 c语言处理这个字符串,就需要很多方面的技术。则正是因为在c语言中,程序和数据是分开的。而在prolog就不存在这个问题,你甚至可以很轻松的编写处理其它prolog程序的程序。

智能数据库

prolog的原理就是关系数据库,它是建立在关系数据库的基础上的。在以后的学习中你会发现它和SQL数据库查询语言有很多相似之处。使用prolog可以很方便的处理数据。

递归功能

在其它的语言中,你也许已经接触过递归程序了。递归是一种非常简洁的方式,它能够有效的解决许多难题。而在prolog中,递归的功能得到了充分的体现,你甚至都会感到惊奇,递归居然又如此巨大的能力。

示例

Quicksort

/* quicksort2.pl 原始来源:http://en.wikipedia.org/wiki/Prolog */

/* quicksort()中的第二个引数带有排序好的结果*/

/* 仅为示范,若为gprolog使用者则用内建sort等较佳 */

/* 在gprolog下之编译例:gplc --min-size quicksort2.pl*/

/* 执行 quicksort2 后会出现排序结果 [2,9,18,18,25,33,66,77] */

q:- L=[33,18,2,77,66,18,9,25], last(P,_), (quicksort(L,P,_), write(P), nl). /* 加入last/2会在印P时没复合项 */

partition([], _, [], []). /* 此行表空集亦视为分割(分割成空集与空集)*/

partition([X|Xs], Pivot, Smalls, Bigs) :- /* 原list分成Smalls与Bigs; 此规则保证Smalls集=Pivot */

( X @< Pivot ->

Smalls = [X|Rest],

partition(Xs, Pivot, Rest, Bigs)

; Bigs = [X|Rest],

partition(Xs, Pivot, Smalls, Rest)

).

quicksort([]) --> []. /* 表empty list视为排序好的list */

quicksort([X|Xs]) --> /* 此行相当于quicksort([X|Xs],Start,End) :- 此规则让Start为sorted list */

{ partition(Xs, X, Smaller, Bigger) }, /* 由上行最左端元素为 Pivot */

quicksort(Smaller), [X], quicksort(Bigger). /* 此行相当于 quicksort(Smaller,Start,A),

A=[X|B], 注意首字母大写者皆视为变数(list)

quicksort(Bigger,B,End). */

:- initialization(q). /* 启动q处goals */

sort

下面简洁的排序示例可以体会到为什么AI领域喜用Prolog:

/* sortcsj.pl 原始参考:Computer Science J. Glenn Brookshear */

/* sortcsj()中的第二个引数带有排序好的结果*/

/* 仅为示范,若为gprolog使用者则用内建sort等较佳 */

/* 在gprolog下之编译例:gplc --min-size sortcsj.pl*/

/* 执行 sortcsj 后会出现排序结果 [2,9,18,18,25,33,66,77] */

q:- L=[33,18,2,77,18,66,9,25], (sortcsj(L,P), write(P), nl).

sortcsj(L,S) :- permutation(L,S), ordered(S). /* L为原list, S为排序好的list, 此为permutation关系(built-in) */

ordered([]). /* 表empty list视为排序好的list */

ordered([_|[]]). /* 只有一元素之list视为排序好的list */

ordered([A|[B|T]]) :- A =< B, ordered([B|T]). /* 此规则约束所谓的排序好是指前项元素小于或等于后一项元素 */

:- initialization(q). /* 启动q处goals */

Russell'sparadox

示范罗素悖论在Prolog下会导致Stack Overflow:

/* tstpx.pl */

/* 罗素佯谬(罗素悖论)(皇帝新脑 罗杰.彭罗斯 p.120)会导致不停机(使得gprolog产生 stack overflow) */

/* 在gprolog下之编译例:gplc --min-size tstpx.pl*/

q:- px(_). /* 找寻任何可使 px() 规则成立的方式 */

px(1) :- /+ px(1). /* 规定此规则不成立。 i.e. 此规则为假时此规则才为真 (佯谬)*/

:- initialization(q). /* 启动q处goal */

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