Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.
| Both sides previous revision Poprzednia wersja Nowa wersja | Poprzednia wersja | ||
|
pl:prolog:prolog_lab:prolog_lab_6 [2008/01/15 19:38] gjn |
— (aktualna) | ||
|---|---|---|---|
| Linia 1: | Linia 1: | ||
| - | ====== 6 LAB: Metaprogramowanie w Prologu ====== | ||
| - | |||
| - | ===== WPROWADZENIE ===== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== Temat: Sprawdzanie typów termów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Prolog dostarcza szeregu predykatów, pozwalających na analizowanie typów termów. | ||
| - | |||
| - | Po pierwsze można stwierdzić, czy term jest niewiadomą (zmienną logiczną) o nieustalonej wartości, czy też ma określoną wartość, czyli jest stałą, lub zmienną o wcześniej ustalonej wartości (po pomyślnej unifikacji). | ||
| - | |||
| - | Służą do tego predykaty: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | var(X) | ||
| - | nonvar(X) | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Poza tym, jest szereg predykatów sprawdzających, czy term jest: | ||
| - | |||
| - | atom | ||
| - | atomem logicznym (stałą, napisem) | ||
| - | atomic | ||
| - | liczbą lub atomem | ||
| - | number | ||
| - | liczbą | ||
| - | compound | ||
| - | złożoną strukturą | ||
| - | integer | ||
| - | liczbą całkowitą | ||
| - | float | ||
| - | liczbą zmiennoprzecinkową | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Konstruowanie i dekompzycja termów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Z racji tego, iż termy sa podstawową metodą strukturalizacji danych w Prolog, istnieje kilka mechanizmów wspomagających ich przetwarzanie: | ||
| - | |||
| - | =.. | ||
| - | operator pozwala na dynamiczną zamianę termu na listę i vice versa | ||
| - | functor(T,N,A) | ||
| - | predykat jest prawdziwy, jeżeli N pokrywa się z nazwą termu T o arności A | ||
| - | arg(N,T,A) | ||
| - | predykat jest prawdziwy, jeżeli A jest Ntym argumentem termu T | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Definiowanie operatorów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | W prologu bardzo łatwo można definiować własne operatory, co ułatwia przetwarzanie danych. | ||
| - | |||
| - | Realizowane jest to przez predykat :- op(P, T, N), który definiuje N, jako operator typu T, o priorytecie P. | ||
| - | |||
| - | Zdefiniowane w standardzie ISO operatory to: | ||
| - | |||
| - | <code> | ||
| - | 1200 xfx -->, :- | ||
| - | 1200 fx :-, ?- | ||
| - | 1150 fx dynamic, discontiguous, initialization, module_transparent, multifile, thread_local, volatile | ||
| - | 1100 xfy ;, | | ||
| - | 1050 xfy ->, op*-> | ||
| - | 1000 xfy , | ||
| - | 954 xfy \ | ||
| - | 900 fy \+ | ||
| - | 900 fx ~ | ||
| - | 700 xfx <, =, =.., =@=, =:=, =<, ==, =\=, >, >=, @<, @=<, @>, @>=, \=, \==, is | ||
| - | 600 xfy : | ||
| - | 500 yfx +, -, /\, \/, xor | ||
| - | 500 fx +, -, ?, \ | ||
| - | 400 yfx *, /, //, rdiv, <<, >>, mod, rem | ||
| - | 200 xfx ** | ||
| - | 200 xfy ^ | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Wszystkie mogą być zredefiniowane!. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Konstruowanie klauzul i Metainterpretery ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | W Prologu występują dwa silne mechnizmy wspomagające metainterpretację kodu: | ||
| - | |||
| - | call(X) | ||
| - | wywołuje X, jako cel Prologu, | ||
| - | clause(Head,Body) | ||
| - | odszukuje klauzulę o nagłówku Head, gdzie Body jest unifikowane z ciałem klauzuli; w przypadku faktów Body=true. | ||
| - | |||
| - | Meta programowanie to tworzenie programów, które przetwarzają kod innych programów. Przykłady metaprogramowania znaleźć można w np.: kompilatorach, analizatorach kodu, generatorach kodu. W Prologu metaprogramowanie jest naturalną techniką, dzięki czemu pisanie programów działających w diametralnie różnych paradygmatach jest proste. | ||
| - | |||
| - | ==== Temat: Przykłady systemów regułowych ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | * System: CAR | ||
| - | Źródło: Michael A. Covington, Donald Nute and André Vellino, Prolog programming in depth, Prentice-Hall, 1996. | ||
| - | |||
| - | Cechy: | ||
| - | * klauzule Prologu jako reprezentacja wiedzy | ||
| - | * wbudowany mechanizm Prologu | ||
| - | * wnioskowanie wstecz | ||
| - | * trywialny :) | ||
| - | System: {{car.pl}} | ||
| - | |||
| - | * System: OOPS | ||
| - | Źródło: Dennis Merritt, Building Expert Systems in Prolog Springer-Verlag, 1989. | ||
| - | |||
| - | Cechy: | ||
| - | * własna reprezentacja reguł | ||
| - | * kodowanie reguł na termach Prologu | ||
| - | * własny mechanizm wnioskujący | ||
| - | * wnioskowanie wprzód | ||
| - | * wymienne bazy wiedzy | ||
| - | |||
| - | Mechanizm wnioskujący: {{oops.pl}} | ||
| - | |||
| - | Baza wiedzy: {{animal_kb.pl}} | ||
| - | |||
| - | * System: XSHELL | ||
| - | Źródło: Michael A. Covington, Donald Nute and André Vellino, Prolog programming in depth, Prentice-Hall, 1996. | ||
| - | |||
| - | Cechy: | ||
| - | * klauzule Prologu jako reprezentacja wiedzy | ||
| - | * rozbudowana reprezentacja reguł | ||
| - | * wbudowany mechanizm Prologu | ||
| - | * wnioskowanie wstecz | ||
| - | * wymienne bazy wiedzy | ||
| - | * rozbudowane przetwarzanie | ||
| - | Mechanizm wnioskujący: {{xshell.pl}} | ||
| - | |||
| - | Baza wiedzy: {{cichlid.pl}} | ||
| - | |||
| - | ===== ĆWICZENIA ===== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ==== 6.1 Ćwiczenie: Sprawdzanie typów termów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Proszę przetestować poniższe: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- var(X). | ||
| - | ?- var(X),X=2. | ||
| - | ?- X=2,var(X). | ||
| - | |||
| - | ?- atom(X). | ||
| - | ?- atom(3). | ||
| - | ?- atom(a). | ||
| - | ?- atom(+). | ||
| - | ?- atom(:=). | ||
| - | ?- atom('ala'). | ||
| - | |||
| - | ?- atomic(a). | ||
| - | ?- atomic(3). | ||
| - | ?- atomic(+). | ||
| - | ?- atomic(X). | ||
| - | |||
| - | ?- number(ala). | ||
| - | ?- number(3). | ||
| - | |||
| - | ?- number(3). | ||
| - | ?- integer(3). | ||
| - | ?- integer(3.14). | ||
| - | ?- float(3.14). | ||
| - | ?- float(3). | ||
| - | |||
| - | ?- compound(ala). | ||
| - | ?- compound(ala(ma,kota)). | ||
| - | ?- compound(3). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ==== 6.2 Ćwiczenie: Konstruowanie i dekompzycja termów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Proszę przećwiczyć przetwarzanie termów: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- A =.. [ala, ma, kota]. | ||
| - | ?- ala(ma,kota,w(ciapki(rozowe))) =.. A. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Przeanalizować: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- functor(ala(ma,kota),F,A). | ||
| - | |||
| - | ?- CzyTo=ala,OLiczbie=2,functor(ala(ma,kota),CzyTo,OLiczbie). | ||
| - | |||
| - | ?- CzyTo=kasia,OLiczbie=2,functor(ala(ma,kota),CzyTo,OLiczbie). | ||
| - | |||
| - | ?- functor(ala(ma,kota),F,_), write('To jest funktor \''), write(F), write('\'.'). | ||
| - | |||
| - | ?- arg(X,ala_ma(kota,psa,schiza),A). | ||
| - | ?- arg(2,ala_ma(kota,psa,schiza),A). | ||
| - | |||
| - | ?- functor(A,riverside,3). | ||
| - | ?- functor(A,riverside,4), arg(1,A,voices), arg(4,A,head). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ==== 6.3 Ćwiczenie: Definiowanie operatorów ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Proszę wpisać do pliku oper1.pl | ||
| - | |||
| - | :- op(100,xfy, matka). | ||
| - | julia matka marcin. | ||
| - | |||
| - | a nastepnie przetestować: | ||
| - | |||
| - | ?- X matka Y. | ||
| - | |||
| - | Dopisać do pliku: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | :- op(300, xfx, ma). | ||
| - | :- op(200, xfy, i). | ||
| - | jas ma kota i psa. | ||
| - | ala ma jasia i angine i dosc_agh. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Przetestować: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- ma(X,Y). | ||
| - | |||
| - | ?- display(jas ma kota i psa). | ||
| - | |||
| - | ?- display(ala ma jasia i angine i dosc_agh). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ==== 6.4 Ćwiczenie: Konstruowanie klauzul i Metainterpretery ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Proszę wczytać program {{rodzina1.pl}} | ||
| - | |||
| - | Uruchomić: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- listing(kobieta). | ||
| - | |||
| - | ?- call(kobieta(X)). | ||
| - | ?- clause(kobieta(X),B). | ||
| - | |||
| - | ?- listing(matka). | ||
| - | ?- Kto=kasia, call(matka(Kto,Kogo)), write(Kto), write(' jest matka '), write(Kogo). | ||
| - | ?- Matka=kasia, Dziecko=robert, clause(matka(Matka,Dziecko),Kiedy), write(Matka), write(' jest matka '), write(Dziecko), write(' wtedy gdy: '), write(Kiedy). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Proszę do pliku meta.pl wpisać predykat: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | :- include(readstr). | ||
| - | |||
| - | odpowiedz :- | ||
| - | write('\'matka\' czy \'ojciec\'? '), | ||
| - | read_atom(X), | ||
| - | write('kogo? '), | ||
| - | read_atom(Y), | ||
| - | Q =.. [X,Kto,Y], | ||
| - | display(Q), | ||
| - | call(Q), | ||
| - | write(Kto), | ||
| - | nl. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Uwaga: potrzebny jest dodatkowy plik: {{readstr.pl}} | ||
| - | |||
| - | a następnie przetestować i przemyśleć: | ||
| - | |||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- odpowiedz. | ||
| - | 'matka' czy 'ojciec'? ojciec | ||
| - | kogo? robert | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Dopisać do pliku meta.pl następujące proste metainterpretery Prologu: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | rozwiaz1(G) :- call(G). | ||
| - | |||
| - | rozwiaz2(true) :- !. | ||
| - | rozwiaz2((G1,G2)) :- !, | ||
| - | rozwiaz2(G1), | ||
| - | rozwiaz2(G2). | ||
| - | rozwiaz2(G) :- | ||
| - | clause(G,B), | ||
| - | rozwiaz2(B). | ||
| - | |||
| - | rozwiaz3(true) :-!. | ||
| - | rozwiaz3((G1,G2)) :- !, | ||
| - | rozwiaz3(G1), | ||
| - | rozwiaz3(G2). | ||
| - | rozwiaz3(G) :- | ||
| - | write('Wywoluje: '), write(G), nl, | ||
| - | clause(G,B), | ||
| - | rozwiaz3(B), | ||
| - | write('Wyjscie: '), write(G), nl. | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Pierwszy z nich po prostu wywołuje pojedynczy cel, tak jak powłoka SWI. | ||
| - | |||
| - | Drugi pozwala na zadanie celu złożonego z 2 części. | ||
| - | |||
| - | Trzeci działa podobnie, ale śledzi wykonywanie. | ||
| - | |||
| - | Przetestować ich działanie: | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | ?- rozwiaz1(matka(kasia,X)). | ||
| - | |||
| - | ?- rozwiaz1(matka(kasia,X),matka(Y,robert)). | ||
| - | |||
| - | ?- rozwiaz2((matka(kasia,X),matka(Y,robert))). | ||
| - | |||
| - | ?- rozwiaz3((matka(kasia,X),matka(Y,robert))). | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Proszę pobrać kod {{tracerdepth.pl}} | ||
| - | |||
| - | Przetestować: | ||
| - | |||
| - | ?- traced(matka(kasia,Y)). | ||
| - | |||
| - | ==== 6.5 Ćwiczenie: Przykłady systemów regułowych ==== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Przetestować systemy: | ||
| - | |||
| - | * System: CAR | ||
| - | System: {{car.pl}} | ||
| - | |||
| - | Plik pomocniczy: {{getyesno.pl}} | ||
| - | |||
| - | * System: OOPS | ||
| - | Mechanizm wnioskujący: {{oops.pl}}, | ||
| - | |||
| - | Baza wiedzy: {{animal_kb.pl}} | ||
| - | |||
| - | * System: XSHELL | ||
| - | Mechanizm wnioskujący: {{xshell.pl}} | ||
| - | |||
| - | Pliki pomocnicze: {{readstr.pl}} , {{readnum.pl}} , {{writeln.pl}} , {{getyesno.pl}} | ||
| - | |||
| - | Baza wiedzy: {{cichlid.pl}} | ||
| - | |||
| - | Analizując ich pracę i sposób implementacji, proszę zwrócić uwagę na: | ||
| - | |||
| - | * sposób reprezentacji reguł, jak są zapisywane reguły w bazie wiedzy systemu, z jakich operatorów korzystają, | ||
| - | * sposób implementacji mechanizmy wnioskującego, na jakich rozwiązaniach się opiera. | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ====== FIXME ====== | ||
| - | |||
| - | <code prolog> | ||
| - | a(1). | ||
| - | a(2). | ||
| - | b(4). | ||
| - | b(3). | ||
| - | |||
| - | wyp1(F,X):- | ||
| - | F, | ||
| - | F =.. [_,X]. | ||
| - | |||
| - | %wyp1(a(_),X). | ||
| - | %wyp1(b(_),X). | ||
| - | |||
| - | wyp(F,X):- | ||
| - | functor(Pred,F,1), | ||
| - | Pred, | ||
| - | Pred =.. [_,X]. | ||
| - | |||
| - | %wyp(a,X). | ||
| - | %wyp(b,X). | ||
| - | </code> | ||
