1. 事实

事实(facts)是prolog中最简单的谓词(predicate)。它和关系数据库中的记录十分相似。在下一章中我们会把事实作为数据库来搜索。

谓词:Prolog语言的基本组成元素,可以是一段程序、一个数据类型或者是一种关系。它由谓词名和参数组成。两个名称相同而参数的数目不同的谓词是不同的谓词。

事实的语法结构如下:

pred(arg1, arg2, ... argN).

其中pred为谓词的名称。arg1...为参数,共有N个。‘.’是所有的Prolog子句的结束符。没有参数的谓词形式如下:

pred.

参数可以是以下四种之一:

  • 整数(integer): 绝对值小于某一个数的正数或负数。
  • 原子(atom): 由小写字母开头的字符串。
  • 变量(variable): 由大写字母或下划线(_)开头。
  • 结构(structure): 在以后的章节介绍。

不同的Prolog还增加了一些其他的数据类型,例如浮点数和字符串等。

Prolog字符集包括:大写字母,A-Z;小写字母,a-z;数字,0-9;+-/\^,.~:.?#$等。

原子通常是字母数字组成,开头的字符必须是小写字母。例如:

hello 
twoWordsTogether 
x14

为了方便阅读,可以使用下划线把单词分开。例如:

a_long_atom_name`
z_23`

下面的是不合法的原子,

no-embedded-hyphens 
123nodigitsatbeginning 
Nocapsfirst

下划线不能放在最前面

使用单引号扩起来的字符集都是合法的原子。例如:

'this-hyphen-is-ok'
'UpperCase'
'embedded blanks'

下面的由符号组成的也是合法的原子:

>,++

变量和原子相似,但是开头字符是大写字母或是下划线。例如:

X 
Input_List

下划线开头的都是变量

Z56

有了这些基本的知识,我们就可以开始编写事实了。事实通常用来储存程序所需的数据。例如,某次商业买卖中的顾客数据。customer/3。(/3表示customer有三个参数)

customer('John Jones', boston, good_credit). 
customer('Sally Smith', chicago, good_credit).

必须使用单引号顾客名引起来,因为它们是由大写字母开头的,并且中间有空格。

再看一个例子,视窗系统使用事实储存不同的窗口信息。在这个例子中参数有窗口名称和窗口的位置坐标。

window(main, 2, 2, 20, 72). 
window(errors, 15, 40, 20, 78).

某个医疗专家系统可能有如下的疾病数据库。

disease(plague, infectious). {疾病(瘟疫,有传染性)}

Prolog的解释器提供了动态储存事实和规则的方法,并且也提供了访问它们的方法。数据库的更新是通过运行‘consult’或‘reconsult’命令。我们也可以直接在解释器中输入谓词,但是这些谓词不会被储存到硬盘上。

1.1. 寻找Nani

下面我们正式开始“寻找Nani”游戏的编写。我们从定义基本的事实开始,这些事实是本游戏的基本的数据库。它们包括:

  • 房间和它们的联系
  • 物体和它们的位置
  • 物体的属性
  • 玩家在游戏开始时的位置

寻找Nani游戏的的房间格局如下:

首先我们使用room/1谓词定义房间,一共有五条子句,它们都是事实。

room(kitchen). 
room(office). 
room(hall). 
room('dining room'). 
room(cellar).

我们使用具有两个参数的谓词来定义物体的位置。第一个参数代表物体的名称,第二个参数表示物体的位置。开始时,我们加入如下的物体。

location(desk, office).
location(apple, kitchen).
location(flashlight, desk).
location('washing machine', cellar). 
location(nani, 'washing machine').
location(broccoli, kitchen). 
location(crackers, kitchen).
location(computer, office).

注意:我们定义的那些符号,例如:kitchendesk等对于我们是有意义的,可是它们对于Prolog是没有任何意义的,完全可以使用任何符号来表示房间的名称。

谓词location/2的意思是“第一个参数所代表的物体位于第二个参数所代表的物体中”。Prolog能够区别location(sink, kitchen)location(kitchen, sink)。因此,参数的顺序是我们定义事实时需要考虑的一个重要问题。

下面我们来表达房间的联系。使用door/2来表示两个房间有门相连,这里遇到了一个小小的困难:

door(office, hall).

我们想要表达的意思是,officehall之间有一个门。可是由于Prolog能够区分door(office, hall)door(hall, office),所以如果我们想要表达一种双向的联系,就必须把每种联系都定义一遍。

door(office, hall). 
door(hall, office).

参数的顺序对定义物体的位置有帮助,可是在定义房间的联系时却带来了麻烦。我们不得不把每个房门都定义两次!

在这一章里,只定义单向的门,以后会很好地解决此问题的。

door(office, hall). 
door(kitchen, office).
door(hall, 'dining room'). 
door(kitchen, cellar).
door('dining room', kitchen).

下面定义某些物体的属性,

edible(apple). 
edible(crackers). 
tastes_yucky(broccoli).

最后,定义手电筒(由于是晚上,玩家必须想找到手电筒,并打开它才能到那些关了灯的房间)的状态和玩家的初始位置。

turned_off(flashlight).
here(kitchen).

好了,到此你应该学会了如何使用Prolog的事实来表达数据了。

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