Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

+ сложение

- вычитание

* умножение

/ деление

modмодуль, остаток от целочисленного деления

Заметьте, что это как раз тот исключительный случай. когда оператор может и в самом деле произвести некоторую операцию. Но даже и в этом случае требуется дополнительное указание на выполнение действия. Пролог-система знает, как выполнять вычисления, предписываемые такими операторами, но этого недостаточно для их непосредственного использования. Следующий вопрос - наивная попытка произвести арифметическое действие:

?- X = 1 + 2.

Пролог-система "спокойно" ответит

X = 1 + 2

а не X = 3, как, возможно, ожидалось. Причина этого проста: выражение 1 + 2 обозначает лишь прологовский терм, в котором + является функтором, а 1 и 2 — его аргументами. В вышеприведенной цели нет ничего, что могло бы заставить систему выполнить операцию сложения. Для этого в Прологе существует специальный оператор is (есть). Этот оператор заставит систему выполнить вычисление. Таким образом, чтобы правильно активизировать арифметическую операцию, надо написать:

?- X is 1 + 2.

Вот теперь ответ будет

X = 3

Сложение здесь выполняется специальной процедурой, связанной с оператором +. Мы будем называть такие процедуры встроенными .

В Прологе не существует общепринятой нотации для записи арифметических действий, поэтому в разных реализациях она может слегка различаться. Например, оператор ' /' может в одних реализациях обозначать целочисленное деление, а в других — вещественное. В данной книге под ' /' мы подразумеваем вещественное деление, для целочисленного же будем использовать оператор div. В соответствии с этим, на вопрос

?- X is 3/2,

Y is 3 div 2.

ответ должен быть такой:

X = 1.5

Y = 1

Левым аргументом оператора isявляется простой объект. Правый аргумент — арифметическое выражение, составленное с помощью арифметических операторов, чисел и переменных. Поскольку оператор isзапускает арифметические вычисления, к моменту начала вычисления этой цели все ее переменные должны быть уже конкретизированы какими-либо числами. Приоритеты этих предопределенных арифметических операторов (см. рис. 3.8) выбраны с таким расчетом, чтобы операторы применялись к аргументам в том порядке, который принят в математике. Чтобы изменить обычный порядок вычислений, применяются скобки (тоже, как в математике). Заметьте, что +, -, *, / и divопределены, как yfx, что определяет порядок их выполнения слева направо. Например,

X is 5 - 2 - 1

понимается как

X is (5 - 2) - 1

Арифметические операции используются также и при сравнении числовых величин. Мы можем, например, проверить, что больше — 10000 или результат умножения 277 на 37, с помощью цели

?- 277 * 37 > 10000.

yes (да)

Заметьте, что точно так же, как и is, оператор ' >' вызывает выполнение вычислений.

Предположим, у нас есть программа, в которую входит отношение рожд, связывающее имя человека с годом его рождения. Тогда имена людей, родившихся между 1950 и 1960 годами включительно, можно получить при помощи такого вопроса:

?- рожд( Имя, Год),

Год >= 1950,

Год <= 1960.

Ниже перечислены операторы сравнения:

X > Y X больше Y

X < Y X меньше Y

X >= Y X больше или равен Y

X =< Y X меньше или равен Y

X =:= Yвеличины X и Y совпадают (равны)

X =\= Yвеличины X и Y не равны

Обратите внимание на разницу между операторами сравнения ' =' и ' =:=', например, в таких целях как X = Yи X =:= Y. Первая цель вызовет сопоставление объектов Xи Y, и, если Xи Yсопоставимы, возможно, приведет к конкретизации каких-либо переменных в этих объектах. Никаких вычислений при этом производиться не будет. С другой стороны, X =:= Yвызовет арифметическое вычисление и не может привести к конкретизации переменных. Это различие можно проиллюстрировать следующими примерами:

?- 1 + 2 =:= 2 + 1.

yes

?- 1 + 2 = 2 + 1.

no

?- 1 + А = В + 2.

А = 2

В = 1

Давайте рассмотрим использование арифметических операций на двух простых примерах. В первом примере ищется наибольший общий делитель; во втором — определяется количество элементов в некотором списке.