Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

семья( членсемьи( том, фокс, дата( 7, май, 1950),

работает( bbс, 15200) ),

членсемьи( энн, фокс, дата( 9, май, 1951), неработает),

[членсемьи( пат, фокс, дата( 5, май, 1973), неработает),

членсемьи( джим, фокс, дата( 5, май, 1973), неработает) ] ).

Рис. 4.1.Структурированная информация о семье.

Тогда база данных будет состоять из последовательности фактов, подобных этому, и описывать все семьи, представляющие интерес для нашей программы.

В действительности Пролог очень удобен для извлечения необходимой информации из такой базы данных. Здесь хорошо то, что можно ссылаться на объекты, не указывая в деталях всех их компонент. Можно задавать только структуру интересующих нас объектов и оставлять конкретные компоненты без точного описания или лишь с частичным описанием. На рис. 4.2 приведено несколько примеров. Так, а запросах к базе данных можно ссылаться на всех Армстронгов с помощью терма

семья( членсемьи( _, армстронг, _, _ ), _, _ )

Символы подчеркивания обозначают различные анонимные переменные, значения которых нас не заботят. Далее можно сослаться на все семьи с тремя детьми при помощи терма:

семья( _, _, [ _, _, _ ])

Чтобы найти всех замужних женщин, имеющих по крайней мере троих детей, можно задать вопрос:

?- семья( _, членсемьи( Имя, Фамилия, _, _ ), [ _, _, _ | _ ]).

Главным моментом в этих примерах является то, что указывать интересующие нас объекты можно не только по их содержимому, но и по их структуре. Мы задаем одну структуру и оставляем ее аргументы в виде слотов (пропусков).

Рис. 4.2. Описания объектов по их структурным свойствам: (а) любая семья Армстронгов; (b) любая семья, имеющая ровно трех детей; (с) любая семья, имеющая по крайней мере три ребенка. Структура (с) дает возможность получить имя и фамилию жены конкретизацией переменных Имяи Фамилия.

Можно создать набор процедур, который служил бы утилитой, делающей взаимодействие с нашей базой данных более удобным. Такие процедуры являлись бы частью пользовательского интерфейса. Вот некоторые полезные процедуры для нашей базы данных:

муж( X) :- % X - муж

семья( X, _, _ ).

жена( X) :- % X - жена

семья( _, X, _ ).

ребенок( X) :- % X - ребенок

семья( _, _, Дети),

принадлежит( X, Дети).

принадлежит( X, [X | L ]).

принадлежит( X, [Y | L ]) :-

принадлежит( X, L).

существует( Членсемьи) :-

% Любой член семьи в базе данных

муж( Членсемьи);

жена( Членсемьи);

ребенок( Членсемьи).

дата рождения( Членсемьи( _, _, Дата, _ ), Дата).

доход( Членсемьи( _, _, _, работает( _, S) ), S).

% Доход работающего

доход( Членсемьи( _, _, _, неработает), 0).

% Доход неработающего

Этими процедурами можно воспользоваться, например, в следующих запросах к базе данных:

• Найти имена всех людей из базы данных:

?- существует( членсемьи( Имя,Фамилия, _, _ )).

• Найти всех детей, родившихся в 1981 году:

?- ребенок( X), датарождения( X, дата( _, _, 1981) ).

• Найти всех работающих жен:

?- жена( членсемьи( Имя, Фамилия, _, работает( _, _ ))).

• Найти имена и фамилии людей, которые не работают и родились до 1963 года:

?- существует членсемьи( Имя, Фамилия, дата( _, _, Год), неработает) ),

Год < 1963.

• Найти людей, родившихся до 1950 года, чей доход меньше, чем 8000:

?- существует( Членсемьи),

датарождения( Членсемьи, дата( _, _, Год) ),

Год < 1950,

доход( Членсемьи, Доход),

Доход < 8000.

• Найти фамилии людей, имеющих по крайней мере трех детей:

?- семья( членсемьи( _, Фамилия, _, _ ), _, [ _, _, _ | _ ]).

Для подсчета общего дохода семья полезно определить сумму доходов людей из некоторого списка в виде двухаргументного отношения:

общий( Список_Людей, Сумма_их_доходов)

Это отношение можно запрограммировать так:

общий( [], 0). % Пустой список людей

общий( [ Человек | Список], Сумма) :-

доход( Человек, S),

% S - доход первого человека

общий( Список, Остальные),

% Остальные - сумма доходов остальных

Сумма is S + Остальные.