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Prolog

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Prolog
编程范型 逻辑编程语言
发行时间 1972年
設計者 Alain Colmerauer
主要實作產品 BPrologGNU Prolog, Quintus, SICStus, StrawberrySWI-PrologYAP-Prolog
衍生副語言 ISO Prolog, Edinburgh Prolog
影響語言 Visual PrologMercuryOzErlangStrand

PrologProgramming 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。现在它已广泛的应用在人工智能的研究中,它可以用来建造专家系统、自然语言理解、智能知识库等。

历史[编辑]

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ISO Prolog标准。

特點[编辑]

有別於一般的函数式语言,prolog的程式是基於謂詞邏輯的理論。最基本的寫法是定立物件與物件之間的關係,之後可以用詢問目標的方式來查詢各種物件之間的關係。系統會自動進行匹配及回溯,找出所詢問的答案。

Prolog代码中以大写字母开头的元素是变量字符串、数字或以小写字母开头的元素是常量。下划线(_)被称为匿名变量。

语法示例[编辑]

表示事实:

human(kate).
human(bill).
likes(kate,bill).

表示kate和bill是人(human),kate喜欢bill,而表示规则:

friend(X,Y):-likes(X,Y),likes(Y,X).

表示对于两个对象XY,如果X喜欢Y,且Y喜欢X,那么他们是朋友。

Prolog範例[编辑]

範例如下:

Quicksort[编辑]

快速排序範例(對list作排序):

/* quicksort2.pl    原始來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Prolog   */
/* quicksort()中的第二個引數帶有排序好的結果 */
/* 僅為示範,若為gprolog使用者則用內建sort等較佳 */
/* 在gprolog下之編譯例:gplc --min-size quicksort2.pl */
/*   執行 quicksort2 後會出現排序結果 [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會在印P時沒複合項 */
 
partition([], _, [], []).			/* 此行表空集亦視為分割(分割成空集與空集)*/
partition([X|Xs], Pivot, Smalls, Bigs) :-	/* 原list分成Smalls與Bigs; 此规则保證Smalls集<Pivot且Bigs集>=Pivot */
    (   X @< Pivot ->
        Smalls = [X|Rest],
        partition(Xs, Pivot, Rest, Bigs)
    ;   Bigs = [X|Rest],
        partition(Xs, Pivot, Smalls, Rest)
    ).
 
quicksort([])     --> [].			/* 表empty list視為排序好的list */
quicksort([X|Xs]) -->			/* 此行相當於quicksort([X|Xs],Start,End) :-  此规则讓Start為sorted list */
    { partition(Xs, X, Smaller, Bigger) },	/* 由上行最左端元素為 Pivot */
    quicksort(Smaller), [X], quicksort(Bigger).	/* 此行相當於	quicksort(Smaller,Start,A),
    								A=[X|B],  注意首字母大寫者皆視為變數(list)
								quicksort(Bigger,B,End).  */
:- initialization(q).		/* 啟動q處goals */


sort[编辑]

下面簡潔的排序範例可以體會到為什麼AI領域喜用Prolog:

/* sortcsj.pl    原始參考:Computer Science  J. Glenn Brookshear   */
/* sortcsj()中的第二個引數帶有排序好的結果 */
/* 僅為示範,若為gprolog使用者則用內建sort等較佳 */
/* 在gprolog下之編譯例:gplc --min-size sortcsj.pl */
/*   執行 sortcsj 後會出現排序結果 [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為原list, S為排序好的list, 此為permutation關係(built-in) */
 
ordered([]).			/* 表empty list視為排序好的list */
ordered([_|[]]).			/* 只有一元素之list視為排序好的list */
ordered([A|[B|T]]) :- A =< B, ordered([B|T]).	/* 此规则約束所謂的排序好是指前項元素小於或等於後一項元素 */
 
:- initialization(q).		/* 啟動q處goals */


Russell's paradox[编辑]

示範羅素悖論在Prolog下會導致Stack Overflow:

/* tstpx.pl */
/* 羅素佯謬(羅素悖論)(皇帝新腦 羅杰.彭羅斯 p.120)會導致不停機(使得gprolog產生 stack overflow) */
/* 在gprolog下之編譯例:gplc --min-size tstpx.pl */
 
q:- px(_).              /* 找尋任何可使 px() 规则成立的方式 */
 
px(1) :- \+ px(1).      /* 規定此规则不成立。 i.e. 此规则為假時此规则才為真 (佯謬)*/
 
:- initialization(q).           /* 啟動q處goal */

外部連結[编辑]

实现[编辑]

外部资源[编辑]