Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

умножспис( Параметры, F, Параметры1),

Фиг1 =.. [Тип | Параметры)].

умножспис( [], _, []).

умножспис( [X | L], F, [X1 | L1] ) :-

X1 is F*X, умножспис( L, F, L1).

Наш следующий пример использования предиката ' =..' связан с обработкой символьных выражений (формул), где часто приходится подставлять вместо некоторого подвыражения другое выражение. Мы определим отношение

подставить( Подтерм, Терм, Подтерм1, Терм1)

следующим образом: если все вхождения Подтерм'а в Термзаменить на Подтерм1, то получится Терм1. Например:

?- подставить( sin( x), 2*sin( x)*f( sin( x)), t, F ).

F = 2*t*f( t)

Под "вхождением" Подтерм'а в Терммы будем понимать такой элемент Терм'а, который сопоставим с Подтерм'ом. Вхождения будем искать сверху вниз. Поэтому цель

?- подставить( а+b, f( а, А+В), v, F).

даст результат

F = f( а, v)

А = а

В = b

а не

F = f( a, v + v)

А = а + b

В = а + b

При определении отношения подставитьнам нужно рассмотреть несколько случаев и для каждого принять свое решение:

если Подтерм= Терм, то Терм1= Подтерм1;

иначе если Терм — "атомарный" (не структура),

то Терм1= Терм(подставлять нечего),

иначе подстановку нужно выполнить над аргументами Tерм'a.

Эти правила можно превратить в программу, показанную на рис. 7.3.

Термы, полученные при помощи предиката ' =..', разумеется, можно использовать и в качестве целей. Это дает возможность программе в процессе вычислений самой порождать и вычислять цели, структура которых не обязательно была известна заранее в момент написания программы. Последовательность целей, иллюстрирующая этот прием, могла бы выглядеть примерно так:

получить( Функтор),

вычислить( Списарг),

Цель =.. [Функтор | Списарг],

Цель

Здесь получитьи вычислить — некоторые определенные пользователем процедуры, предназначенные для вычисления компонент цели. После этого цель порождается предикатом ' =..', а затем активизируется при помощи простого указания ее имени Цель.

% Отношение

%

% подставить( Подтерм, Терм, Подтерм1, Терм1)

%

% состоит в следующем: если все вхождения Подтерм'а в Терм

% заменить на Подтерм1, то получится Терм1.

% Случай 1: Заменить весь терм

подставить( Терм, Терм, Терм1, Терм1) :- !.

% Случай 2: нечего подставлять

подставить( _, Терм, _, Терм) :-

atomic( Терм), !.

% Случай 3: Проделать подстановку в аргументах

подставить( Под, Терм, Под1, Терм1) :-

Терм =.. [F | Арги],

% Выделить аргументы

подспис( Под, Арги, Под1, Арги1),

% Выполнить над ними подстановку

Терм1 =.. [F | Арги1].

подспис( Под, [Терм | Термы], Под1, [Терм1 | Термы1]) :-

подставить( Под, Терм, Под1, Терм1),

подспис( Под, Термы, Под1, Термы1).

Рис. 7.3. Процедура подстановки в терм вместо одного из его подтермов некоторого другого подтерма.

Некоторые реализации Пролога могут содержать требование, чтобы все цели, появляющиеся в программе, по своей синтаксической форме были либо атомами, либо структурами с атомом в качестве главного функтора. Поэтому переменная, вне зависимости от ее текущей конкретизации, может по своей синтаксической форме не подойти в качестве цели. Эту трудность можно обойти при помощи еще одного встроенного предиката call(вызов), чьим аргументом является цель, подлежащая вычислению. В соответствий с этим предыдущий пример должен быть переписан так:

...

Цель = [Функтор | Списарг],

саll( Цель)

Иногда нужно извлечь из терма только его главный функтор или один из аргументов. В этом случае можно, конечно, воспользоваться отношением ' =..'. Но более аккуратным и практичным, а также и более эффективным способом будет применение одной из двух новых встроенных процедур: functorи аrg. Вот их смысл: цель

functor( Терм, F, N)

истинна, если F — главный функтор Tepм'a, а N — арность F. Цель

arg( N, Терм, А)

истинна, если А — N-й аргумент в Терм'е, в предположении, что нумерация аргументов идет слева направо и начинается с 1. Примеры для иллюстрации:

?- functor( t( f( x), X, t), Фун, Арность).