逻辑型程序设计语言PROLOG详细教程.doc

PROLOG，全称为Programming in Logic，是一种逻辑编程语言。它最早由Alain Colmerauer和Robert Kowalski在1972年提出。由于其基于逻辑的编程范式，PROLOG特别适用于人工智能和计算语言学领域，尤其擅长处理符号推理和模式匹配问题。 在PROLOG语言中，最基本的构成单元是“子句”。子句可以分为三类：事实（Fact）、规则（Rule）和查询（Query）。事实用于声明对象的属性或对象之间的关系；规则用于表达复杂的条件和因果逻辑；查询则用于提出问题，询问程序中的事实或规则是否成立。 事实的语法非常简单，由谓词名和括号内的项表组成，项表内的元素以逗号隔开。例如，“student(john).”声明了“约翰是学生”这一事实；“like(mary,music).”声明了“玛丽喜欢音乐”这一事实。 规则由条件和结论组成，它们之间通过“:-”符号（读作“如果”）连接。规则的左侧是结论部分（Head），右侧是条件部分（Body）。条件部分可以包含一个或多个谓词，谓词之间用逗号隔开，表示逻辑与（AND）关系。例如，“bird(X):-animal(X),has(X,feather).”表达的规则是“如果某个对象X是动物，并且有羽毛，则X是鸟”。 查询语句以“?-”符号开始，表示提出一个问题。它允许用户对程序中的事实和规则进行询问。例如，“?-student(john).”询问程序中是否存在“约翰是学生”这一事实；“?-like(mary,X).”则询问玛丽喜欢什么。 一个典型的PROLOG程序由一组事实、规则和问题构成。问题通常是程序执行的起点，执行时程序会试图找到满足问题要求的解决方案。在上述例子中，“friend(john,X):-likes(X,reading),likes(X,music).”是一条规则，用于定义John的朋友应该满足什么条件；而“?-friend(john,Y).”是一个查询，询问John的朋友有哪些。 PROLOG程序的执行过程涉及匹配、合一和归结等操作。这些操作是通过一系列的算法实现，包括回溯法，用以满足查询或规则的条件。自由变量是未被赋予具体值的变量，而约束变量则已经与特定的值绑定。在操作过程中，通过变量的合一操作，系统尝试将查询中的变量替换为满足条件的事实或规则中的值。 PROLOG特别适合于需要高度抽象和复杂推理的程序设计。尽管它在速度和效率方面并不总是最优，但其简洁的逻辑表达能力和清晰的知识表示方法，使其成为研究逻辑推理和知识表达的理想工具。 总结而言，PROLOG语言以其基于逻辑的编程范式，在处理符号推理和模式匹配问题方面表现出强大的能力。通过事实、规则和查询的组合，PROLOG能够描述复杂的关系和逻辑结构，并通过回溯法和其他算法实现问题求解。尽管存在效率问题，但PROLOG在人工智能、知识工程和自然语言处理等领域有着广泛的应用。