====== Opis ======
Wojciech Leś, Michał Łosiewicz, (IS) keepsake@o2.pl, colesiu@student.agh.edu.pl
Integracja kodu Prologu z Java
porównać z projektami z 2006 roku http://www.ugosweb.com/jiprolog/ http://portal.acm.org/citation.cfm?id=787039 http://www.sics.se/sicstus|SICStus]]
patrz https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/prolog:prolog_tools#java_and_prolog
InterProlog http://www.declarativa.com/interprolog/, description, how to use, does it make any sense?
- najlepiej działa na XSB Prolog, na SWI wg dokumentacji powinno działać, jednak wszystkie przykłady są na XSB, a konwersja wymaga dość dobrej znajomości Interprologa
http://www.swi-prolog.org/packages/jpl/java_api/index.html , do sprawdzenia
====== Java + Prolog rozwiązania ======
===== Interprolog =====
Stworzony dla XSB Prolog. Posiada interfejsy dla SWI i YAP. Istnieje zarówno Java, jak i Prolog API. Brakuje niestety niedeterministycznych celów w Javie, da się to zrobić tylko przez sztuczne stworzenie listy wszystkich rozwiązań w Prologu. Dokumentacja zawiera podstawowy opis metod i kilka banalnych przykładów. Bardziej rozbudowane przykłady stworzone są z użyciem XSB. Komunikacja odbywa się na zasadzie TCP/IP sockets.
===== JPL =====
Stworzony dla SWI Prolog. Rozprowadzany z tą dystrybucją. Najnowsza wersja - 3.0. Współpracuje praktycznie tylko z SWI. Dokumentacja istnieje do wersji do 2.0, ale poprzez forum można bezpośrednio skontaktować się z autorami projektu. API istnieje dla Javy jak i dla Prologa. Wysokopoziomowe API jest proste w użyciu.
===== Inne =====
Istnieją także interpretery Prologu (właściwie języka Prologo-podobnego) w Javie, jest to dość duża grupa projektów, ale rozwiązania te są dość ubogie i mniej efektywne.
====== Implementacja ======
===== JPL =====
* Należy stwożyć zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR ze ścieżką do katalogu w którym jest zainstalowany SWIProlog.
* Do zmiennej PATH należy dodać dodać ścieżkę do katalogu SWI_HOME_DIR\bin
==== Wywoływanie SWIProlog z Javy ====
W kodzie Java'y należy:
* Stworzyć instancję klasy jpl.Query
new jpl.Query(String statement); gdzie statement jest poleceniem prologa,
* Aby sprawdzić czy statement jest prawdziwy wywołujemy funkcję hasSolution() zwracającą boolean,
* Aby dostać jedną odpowiedź wywołujemy funkcję oneSolution() zwracającą Hashtable, gdzie kluczami są nazwy zmiennych zawarte w statement,
* Aby dostać wszystkie możliwe odpowiedzi wywołujemy funkcję allSolutions() zwracającą Hashtable[],
* Aby pojedynczo otrzymywać kolejne wyniki wywołujemy na zmiane dwie funkcje
hasMoreSolutions() zwracającą true jeśli istnieje jeszcze jakieś rozwiązanie
nextSolution() zwracającą Hashtable z wartościami zmiennych,
* Na koniec wywołujemy funkcję close().
JPL w wersji nie wymaga bezpośredniej inicjalizacji silnika prologa, przy pierwszym stworzonym obiekcie jpl.Query dokona się to samo. Inicjalizować prologa trzeba tylko wtedy gdy chcemy, używać określonego modułu w prologu.
==== Wywoływanie Javy z SWIProlog ====
Wykorzystuje się 4 predykaty
* jpl_new(+Class,+Params,-Ref)
jpl_new( 'nazwa_klasy', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Referencja)
Po takim wywołaniu tworzony jest obiekt klasy nazwa_klasy dostępny poprzez referencję Referencja. Jest to odpowiednik Java'owego:
nazwa_klasy Referencja new nazwa_klasy(parametry_funkcji_odzielone_przecinkami);
Jeśli chcemy stworzyć obiekt napisanej przez nas klasy pliki class muszą zostać umieszczone w odpowiednim katalogu względem pliku pl (nazwa package, do którego należy nasza klasa). Niestety nie da się korzystać z klas umieszczonych w plikach jar
* jpl_call( +Ref, +Method, +Params, -Result)
jpl_call( Referencja, 'nazwa_funkcji', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Wynik)
Po takim wywołaniu na obiekcie dostępnym poprzez referencję Referencja wywoływana jest funkcja nazwa_funkcji. Jest to odpowiednik Java'owego:
Wynik = Referencja.Nazwa_funkcji(parametry_funkcji_odzielone_przecinkami);
Aby wywołać funkcję statyczną wywołanie wygląda następująco:
jpl_call( 'nazwa_klasy', 'nazwa_funkcji', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Wynik)
Jeśli chcemy wywołać funkcję napisanej przez nas klasy pliki java muszą zostać umieszczone w odpowiednim katalogu względem pliku pl (nazwa package, do którego należy nasza klasa). Niestety nie da się korzystać z klas umieszczonych w plikach jar
* jpl_get( +Class_or_Object, +Field, -Datum)
Służy do wydobycia wartości atrybutu Field klasy lub obiektu Class_or_Object i przypisania go zmiennej datum
* jpl_set( +Class_or_Object, +Field, +Datum)
Służy do przypisania atrybutowi Field klasy lub obiektu Class_or_Object wartości jaką posiada zmienna datum
===== Interprolog =====
==== Java API ====
import java.io.File;
import com.declarativa.interprolog.SWISubprocessEngine;
public class Car {
public static void main(String[] args) {
SWISubprocessEngine engine=new SWISubprocessEngine("C:\\SWI\\pl\\bin\\plcon.exe");
File f=new File("car.pl");
engine.consultAbsolute(f);
engine.deterministicGoal("start");
engine.shutdown();
}
}
com.declarativa.interprolog.* - podstawowy pakiet Interprologu
W celu rozpoczęcia pracy z Interprologiem, należy storzyć obiekt SubProcessEngine ( dla SWI - SWISubProcessEngine, odpowiednio dla YAP i XSB). W konstruktorze obiektu należy podać ścieżkę do interpretera Prologu. Adres interpretera (ścieżka) powinien być określony bezwzględnie, jednak stosując zmienne środowiskowe (PATH) i wywołanie programu z parametrem można z powodzeniem zmieniać dynamicznie interpreter, przez podanie nazwy pliku.
SWISubprocessEngine engine=new SWISubprocessEngine("C:\\SWI\\pl\\bin\\plcon.exe");
boolean SWISubprocessEngine.consultAbsolute(File f)
Pozwala na załadowanie logiki z dowolnego pliku prologowego do interpretera, można także wywołać:
boolean SWISubprocessEngine.deterministicGoal("[file]");
Podstawową metodą komunikacji z Proogiem w Javie jest zadawanie celów. Pozwala na to funkcja:
Object [] SWISubprocessEngine.deterministicGoal(String goal);
gdzie goal jest zadanym celem (bez kropki). Zwracana jest tablica obiektów, którą należy przetworzyć, np. wywołanie goal w programie Sudoku jako "top([list])", gdzie list było listą argumentów, zwracało Stringa: "top([newlist])", gdzie newList było listą (prologową, w Javie jako String) wyznaczonych zmiennych oddzielonych przecinkiem. Wymaga to dodatkowego nakładu pracy i mocy obliczeniowej na konwersję danych i dzielenie Stringa.
Interprolog nie posiada mechanizmu definiowania niedeterministycznych celów, można to obejść np. wykorzystując Java Term Model z bilbioteki Interprologu http://www.declarativa.com/interprolog/faq.htm#nonDeterministicGoal
jednak nie jest to bardzo wygodne.
Tych kilka metod pozwala komunikować się z Prologiem z poziomu Javy w zakresie zadawania celów i korzystania z bazy wiedzy.
==== Prolog API ====
Interprolog posiada także predykaty Prologowe pozwalające na komunikację z Javą z poziomu Prologu.
Najbardziej podstawowym z nich jest javaMessage występujący w trzech wersjach:
javaMessage( Target,Result,Exception,MessageName,ArgList,NewArgList )
Target określa docelowy obiekt Javy do którego wysyłana jest wiadomość
Result wynik wywołania metody obiektu
Exception wyjątek jaki może się pojawić
MessageName metoda obiektu Target
ArgList lista argumentów wywołania metody w postaci obiektów kompatybilnych z Java
NewArgList zawiera te same argumenty co ArgList, ale pobrane są one po zakończeniu działania metody, daje możliwość monitorowania zmian stanu obiektu
javaMessage( Target,Result,Message )
Target j.w.
Result j.w.
Message pozwala na wywołanie metody przez nazwaMetody(parametry), pozwala na wykorzystanie podstawowych konwersji np. integer(value), string(value). Pomija zmiany stanu obiektu.
javaMessage(Target,Message)
Działa jak javaMessage(Target,_,Message)
Pozostałe predykaty opisane są tu: http://www.declarativa.com/interprolog/prologAPI.htm
System ekspertowy Car demonstruje wykorzystanie wyżej opisanej metody:
javaMessage('javax.swing.JOptionPane',
showMessageDialog(null,string('This program diagnoses why a car won''t start.'))),
Wyświetla okienko z wiadomością informacyjną.
javaMessage('javax.swing.JOptionPane',A,
showConfirmDialog(null,string('
When you first started trying to start the car,
\n did the starter crank the engine normally?'))),
Wyświetla okno z zapytaniem Yes/No do użytkownika, zwraca 0 lub 1.
ipObjectSpec(C,X,Variables,_)
Pozwala wykorzystać obiekt otrzymany z metody Java w Prologu. Przykład użycia:
ipObjectSpec('java.lang.Integer',B,[A],_),
Pozwala odczytać zwrócony obiekt B jako integer A w Prologu.
====== Porównanie ======
JPL - Interprolog
* Łatwość programowania - JPL jest zdecydowanie prostszy w obsłudze, nie wymaga inicjalizacji maszyny wnioskującej, metody Java są intuicyjne
* Szybkość działania - testy wykazały, że nie ma różnicy w wykorzystaniu obu systemów. Uśrednione wartości testów pokazały, że czas wykonania operacji (rozwiązanie Sudoku) jest bardzo podobny (różnice rzędu 0,01). Pomijając wartości skrajne (prawdopodobnie spowodowane pracą w tle innych aplikacji) pojedyncze wyniki prawie zawsze różniły się o stałą wartość (|time(Interprolog_execution)-time(JPL_execution)|=const).
* Wygoda - Interprolog nie posiada non-deterministic goal api, stąd wszelkie multiple-solutions trzeba generować w prologu i zwracać jako listę rozwiązań, która jest obiektem typu String w Javie i trzeba ją parsować, natomiast JPL generuje kolejne rozwiązania z poziomu Java poprzez kolejne wywołania tych samych 2 funkcji
* Dostęp do konsoli interpretera Prologu - JPL musi mieć zdefiniowaną zmienną środowiskową (SWI_HOME_DIR), w której jest adres katalogu domowego SWI, w Interprologu w kodzie programu Java należy wywołać SWISubProcessEngine z parametrem jakim jest śćieżka dostępu do interpretera
* Łączność Prolog-Java - w JPL realizuje się to za pomocą 4 predykatów (tworzenie obiektów Java, wywoływanie funkcji, powiązanie obiektu Java ze zmienną w Prologu, ustalenie wartości zmiennej), w Interprologu działa to na zasadzie komunikacji synchronicznej przez Java Message
====== Przykłady programów ======
Programy testowane tylko w środowisku Windows
===== Interprolog =====
==== Sudoku ====
{{prolog_java_sudoku_interprolog.zip}}
Wywołanie: java -jar Sudoku.jar [prolog compiler]
np. java -jar Sudoku.jar plcon
Kompilacja:
javac -classpath interprolog.jar Sudoku.java
jar cfm Sudoku.jar manifest *.class
==== Car ====
{{prolog_java_car_interprolog.zip}}
Kompilacja j.w.
Uruchomienie j.w.
===== JPL =====
SUDOKU
{{prolog_java_sudoku_jpl.zip}}
Przykład działania wywołania prologa w javie (GUI w javie i wnioskowanie w prologu).
Należy ustawić zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR, do zmiennej środowiskowej PATH należy dodać SWI_HOME_DIR/bin
CAR.PL
{{prolog_java_car_jpl.zip}}
Przykład działania wywołania javy w prologu (Okno startowe w javie wywołuje prologa, a prolog wywołuje kolejne dialogBoxy z pytaniami).
Należy ustawić zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR, do zmiennej środowiskowej PATH należy dodać SWI_HOME_DIR/bin
====== Problemy ======
Do poprawy, --- //[[wojnicki@agh.edu.pl|Igor Wojnicki]] 2008/06/11 13:10//:
- https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#jpl cos nie tak z wersjami
- https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#inne prosze podac linki
- literowki
- cos nie tak: "Daje możliwość pozwala na załadowanie logiki..."
- co z porownaniem Szybkosci Dzialania, https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#porownanie