Форма входа
Читем онлайн Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
p <===> (а & b) U с
Можно поменять порядок этих двух предложений, но декларативный смысл останется прежним. Введем теперь отсечение
p :- а, !, b.
p :- с.
Декларативный смысл станет теперь таким:
p <===> (а & b) U ( ~а & с)
Если предложения поменять местами
p :- с.
p :- а, !, b.
декларативный смысл станет таким:
p <===> с U ( а & b)
Важным моментом здесь является то, что при использовании отсечения требуется уделять больше внимания процедурным аспектам. К несчастью, эта дополнительная трудность повышает вероятность ошибок программирования.
В наших примерах из предыдущего раздела мы видели, что удаление отсечений из программы может привести к изменению ее декларативного смысла. Но были также в такие случаи, когда отсечение на него не влияло. Использование отсечений последнего типа требует меньшей осторожности, и поэтому такие отсечения иногда называют "зелеными отсечениями". С точки зрения наглядности программы такие отсечения "невинны" и их использование вполне приемлемо. При чтении программы их можно просто игнорировать.
Напротив, отсечения, влияющие на декларативный смысл, называются "красными". Красные отсечения — это такие отсечения, которые делают программу трудной для понимания, и их нужно применять с особой осторожностью.
Отсечение часто используется в комбинации со специальной целью fail. В частности, мы определили отрицание какой-либо цели (not), как ее неуспех. Определенное таким образом отрицание представляет собой просто особый (более ограниченный) вид отсечения. Из соображений ясности программ мы предпочтем пользоваться not вместо комбинации отсечение — неуспех (всюду, где возможно), поскольку отрицание является понятием более высокого уровня, чем отсечение — неуспех.
Следует заметить, что использование оператора not также может приводить к неприятностям, и его тоже следует применять с осторожностью. Трудность заключается в том, что тот оператор not, который был нами определен, не в точности соответствует отрицанию в математике. Если спросить
?- not человек( мэри).
система, возможно, ответит "да". Не следует понимать этот ответ как "мэри не человек". Что в действительности пролог-система хочет сказать своим "да", так это то, что программе не хватает информации для доказательства утверждения "Мэри — человек". Это происходит потому, что при обработке цели not система не пытается доказать истинность этой цели впрямую. Вместо этого она пытается доказать противоположное утверждение, и если такое противоположное утверждение доказать не удается, система считает, что цель not — успешна. Такое рассуждение основано на так называемом предположении о замкнутости мира. В соответствии с этим постулатом мир замкнут в том смысле, что все в нем существующее либо указано в программе, либо может быть из нее выведено. И наоборот — если что-либо не содержится в программе (или не может быть из нее выведено), то оно не истинно и, следовательно, истинно его отрицание. Это обстоятельство требует особого внимания, поскольку мы обычно не считаем мир замкнутым: если в программе явно не сказано, что
человек( мэри)
то мы этим обычно вовсе не хотим сказать, что Мэри не человек.
Дальнейшее изучение опасных аспектов использования not проведем на таком примере:
r( а).
g( b).
p( X) :- not r( X).
Если спросить теперь
?- g( X), p( X).
система ответит
X = b
Если же задать тот же вопрос, но в такой форме
?- p( X), g( X).
система ответит
nо (нет)
Читателю предлагается проследить работу программы по шагам, чтобы понять, почему получились разные ответы. Основная разница между вопросами состоит в том, что переменная X к моменту вычисления p( X) в первом случае была уже конкретизирована, в то время как во втором случае этого еще не произошло.
Мы детально обсудили аспекты применения отсечения, которое неявно присутствует в not. При этом нами руководило желание предупредить пользователей о соблюдении необходимой осторожности, а вовсе не желание убедить их совсем не пользоваться этим оператором. Отсечение полезно, а часто и необходимо. А что касается трудностей Пролога, порождаемых отсечением, то подобные неудобства часто возникают и при программировании на других языках.
Резюме
• Отсечение подавляет перебор. Его применяют как для повышения эффективности программ, так и для повышения выразительности языка.
• Эффективность повышается путем прямого указания (при помощи отсечения) пролог — системе не проверять альтернативы, про которые нам заранее известно, что они должны потерпеть неудачу.
• Отсечение дает возможность сформулировать взаимно исключающие утверждения при помощи правил вида:
если Условие то Утверждение1 иначе Утверждение2
• Отсечение дает возможность ввести отрицание как неуспех: not( Цель) определяется через неуспех цели Цель.
• Иногда бывают полезными две особые цели true и fail. true — всегда успешна и fail — всегда терпит неудачу.
• Существуют ограничения в применении отсечения: его появление может нарушить, соответствие между декларативным и процедурным смыслами программы. Поэтому хороший стиль программирования предполагает осторожное применение отсечений и отказ от их применения без достаточных оснований.
• Оператор not, определенный через неуспех, не полностью соответствует отрицанию в математической логике. Поэтому not тоже нужно применять с осторожностью.
ЛитератураРазличать "зеленые и "красные" отсечения предложил ван Эмден (1982).
van Emden M. (1982). Red and green cuts. Logic Programming Newsletter: 2.
Глава 6
Ввод и вывод
В этой главе мы рассмотрим некоторые встроенные средства для записи данных в файл и считывания их из файла. Такие средства можно также применять и для форматирования объектов данных программы, чтобы получить желаемую форму их внешнего представления. Одновременно мы рассмотрим и средства синтеза и декомпозиции атомов.
6.1. Связь с файлами
До сих пор мы применяли только один метод связи пользователя с программой — пользователь задает программе вопросы, а программа ему отвечает, конкретизируя переменные. Такой механизм связи прост и практичен и, несмотря на свою простоту, обеспечивает ввод и вывод информации. Однако он обладает слишком малой гибкостью и поэтому часто не совсем удобен. В следующих случаях требуется расширение этого основного механизма связи:
• ввод данных в форме, отличной от вопроса - например, в виде предложений, написанных на английском языке
• вывод информации в произвольном формате
• обмен информацией с произвольным файлом, а не только с пользовательским терминалом
Встроенные предикаты, предназначенные для этого расширения, отличаются в разных реализациях Пролога. Мы изучим здесь простой и удобный набор таких предикатов, применяемый во многих реализациях. Однако за деталями и специфическими особенностями следует, конечно, обращаться к руководствам по конкретным пролог-системам.
Рис. 6. 1. Связь между пролог-программой и различными файлами.
Рассмотрим вначале вопрос о том, как обмениваться информацией с файлами, а затем — как можно вводить и выводить данные в разных форматах.
На рис. 6.1 показана общая ситуация, в которой пролог-программа взаимодействует с несколькими файлами. Она может, в принципе, считывать данные из нескольких входных файлов, называемых также входными потоками, и выводить данные в несколько выходных файлов, называемых выходными потоками. Информация, поступающая с пользовательского терминала, рассматривается просто как еще один входной поток. Аналогично информация, выводимая на этот терминал, рассматривается как один из выходных потоков. На оба этих "псевдофайла" ссылаются с помощью имени user (пользователь). Имена остальных файлов программист должен выбирать в соответствии с правилами именования файлов, принятыми в используемой компьютерной системе.
В каждый момент выполнения пролог-программы лишь два файла являются "активными": один для ввода, другой — для вывода. Эти два файла называются текущим входным потоком и текущим выходным потоком соответственно. В начальный момент эти два потока соответствуют терминалу. Текущий входной поток может быть заменен на другой файл ИмяФайла посредством цели
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко бесплатно.
Похожие на Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта - Иван Братко книги
- Программирование - Ирина Козлова - Программирование
- Эффективное использование STL - Скотт Мейерс - Программирование
- Программист-фанатик - Чед Фаулер - Программирование
- Python для детей. Анимация с черепашьей графикой - Виктор Рабинович - Прочая детская литература / Программирование
- Как я делаю мультфильмы - Андрей Шумин - Прочая научная литература / Прочее / Программирование
- Как функции, не являющиеся методами, улучшают инкапсуляцию - Скотт Мейерс - Программирование
- Новое в зарплатном учете в 2023 году: лайфхаки бухгалтера в 1С - Компания СервисКлауд - Программирование / Финансы
