Классическая логика и язык Пролог
Логические языки, как и следует из их названия, для цели передачи смысла программ используют средства математической логики. Сама по себе логика была изобретена как инструмент человеческой мысли, позволяющий упорядочить знания и получить из них соответствующие выводы. Поэтому идея использования принципов математической логики при составлении компьютерных программ кажется довольно естественной.
Ранее мы уже познакомились с частью логики, называемой исчислением высказываний. Но исчисление высказываний не дает возможности выразить многие факты и рассуждения, которыми пользуются в обыденной жизни. Например, рассмотрим классическое рассуждение:
Все люди смертны (p); Сократ - человек (q); следовательно, (->) Сократ смертен (r).
Это рассуждение верное, но его невозможно доказать в рамках теории высказываний. Мы можем записать формулу (p&&q)->r, но доказать ее истинность уже не сможем. Таким образом, логика высказываний не позволяет достаточно точно выразить рассматриваемое рассуждение. Это связано с тем, что она рассматривает каждое высказывание как неделимый объект, в то время как многие из высказываний зависят от неких параметров.
Исчисление предикатов является обобщением исчисления высказываний, позволяющим использовать параметры (называемые также аргументами или переменными) в высказываниях. В терминах теории предикатов наше рассуждение можно записать так:
Для всех x, если x является человеком, то x является смертным; Сократ является человеком; (следовательно) Сократ является смертным.
Изучение исчисления предикатов не является нашей задачей, однако, для того, чтобы применять язык логического программирования, не обязательно знать логику предикатов: она уже встроена в него. Достаточно изучить сам язык и привыкнуть к его выразительным средствам.
Язык Пролог, самый известный из представителей семейства языков логического программирования, вырос из работ Алана Колмерауэра (A. Colmerauer) по обработке естественного языка и независимых работ Роберта Ковальского (R.
Kowalski) по приложениям логики к программированию. Дэвиду Уоррену (D. Warren) и его коллегам из Эдинбургского университета удалось осуществить достаточно эффективную реализацию Пролога. Имя Уоррена вошло в историю логического программирования. В его честь названа базовая техника реализации Пролога, получившая название абстрактной машины Уоррена.
Программа на языке Пролог представляет собой набор фактов и (возможно) правил. Если программа содержит только факты, то ее называют база данных. Если она содержит еще и правила, то часто используют термин база знаний.
Для запуска Пролога, наберите в командной строке pl и нажмите Enter. На экране появится приглашение для ввода запросов:
?-
Запрос (вопрос) вводится после приглашения и обязательно заканчивается точкой, например,
?- 5+4<3. No
Пролог анализирует запрос и выдает ответ Yes (Да) в случае истинности утверждения и No (Нет) в противном случае или когда ответ не может быть найден.
Хранят программы на языке Пролог в текстовых файлах, чаще всего имеющих расширение pl, например, example1.pl. Для того чтобы Пролог мог оперировать информацией, содержащейся в файле, он должен ознакомится с его содержимым (проконсультироваться с ним). Это можно сделать несколькими способами. При использовании первого варианта в квадратных скобках записывается имя файла (без pl), например,
?- [example1].
В случае удачного завершения этой операции будет выдано сообщение, аналогичное следующему:
% example1 compiled 0.00 sec, 612 bytes Yes
В противном случае будет выдан список ошибок (ERROR) и/или предупреждений (Warning).
Второй способ состоит в вызове встроенного предиката consult, которому в качестве аргумента передается имя файла (также без расширения), например:
?- consult(example1).
Расширение pl часто используется для файлов, содержащих программы на языке программирования Perl, поэтому можно встретить и другие расширения для файлов с программами на Прологе. Для загрузки файлов с расширениями, отличными от pl, все имя файла следует обязательно заключать в апострофы:
?- consult('example2.prolog'). ?- ['example2.prolog'].
Обе эти команды добавляют факты и правила из указанного файла в базу данных Пролога. Можно загружать несколько файлов одновременно. В этом случае они перечисляются через запятую, например,
?- [example1, 'example2.prolog'].
Важно помнить, что все запросы должны заканчиваться точкой. Если вы забудете ее поставить, то Пролог выведет символ '|' и будет ожидать дальнейшего ввода. В этом случае надо ввести точку и нажать клавишу Enter:
?- [example1] | . Yes
