人工智能实验报告1prolog初步

数学与软件科学学院实验报告学期：2015至2016第1学期2015年10月12日课程名称:人工智能概论专业:信息与计算科学实验编号：01实验项目：prolog基础指导教师：郭远华2012级5班学号：2012060503姓名：龚浪实验成绩：一、目的要求掌握visualprolog中的基本结构，包括域说明、谓词说明、事实和规则说明、目标说明；掌握简单查询，变量查询，组合查询，规则查询；熟悉递归设计，学习prolog语言与C等语言不同的思维方式；初步掌握prolog中cut（！）的用法。二、实验内容1.阅读下列prolog程序，回答问题。DOMAINSpara=symbolPREDICATESnondetermroom(para)nondetermlocation(para,para)nondetermedible(para)CLAUSESroom(kitchen).room(office).room(hall).room(diningroom).room(cellar).location(desk,office).location(apple,kitchen).location(flashlight,desk).location(washingmachine,cellar).location(nani,washingmachine).location(broccoli,kitchen).location(crackers,kitchen).location(computer,office).edible(apple).edible(crackers).GOALroom(office).(1)程序有几块？分别是什么作用？答：程序有四块，分别为域说明部分（DOMAINS），说明了谓词对象的数据类型；谓词说明部分（PREDICATES），定义程序中除内部谓词以外的所有谓词；子句部分（CLAUSES），列出全部事实和规则，也可看作是程序的静态数据；目标部分（GOAL），说明程序最后目标。(2)程序运行的结果？将GOAL部分的内容分别替换成room（pen），location(apple,kitchen)，location(app,kitchen)，location(Apple,kitchen)，location(Apple,Kitchen)后，运行结果？为什么？答：程序运行结果为：yes。room(pen)的运行结果为：no。在数据库中没有事实与room(pen)匹配，查询失败。location(apple,kitchen)的运行结果为：yes。在数据库中找到与location(apple,kitchen)匹配的事实，查询成功。location(app,kitchen)的运行结果为：no。在数据库中没有事实与location(app,kitchen)匹配，查询失败。location(Apple,kitchen)的运行结果为：no。在数据库中没有事实与location(Apple,kitchen)匹配，查询失败。location(Apple,Kitchen)的运行结果为：Apple=desk,Kitchen=officeApple=apple,Kitchen=kitchenApple=flashlight,Kitchen=deskApple=washingmachine,Kitchen=cellarApple=nani,Kitchen=washingmachineApple=broccoli,Kitchen=kitchenApple=crackers,Kitchen=kitchenApple=computer,Kitchen=office8Solutions这里Apple和Kitchen作为变量，将数据库中每一条事实都显示出来。(3)将GOAL部分的内容分别替换成edible(X),location(X,kitchen)，运行结果？并从回溯的角度分析结果产生原因。答：edible(X)的运行结果为：X=appleX=crackers2Solutions目标为edible(X)，Prolog找到数据库中的第一条edible子句，并与目标进行比较：edible(X)子句#1edible(apple).匹配成功，因为这里的X是作为变量，而变量的值就被绑定成apple，解释器就会显示：X=apple。数据库中还有未搜索的子句，Prolog就继续寻找其他的答案，首先它会释放变量X的值，然后从上一次成功的位置的下一条子句开始继续搜索，即从子句edible(apple)开始往下搜索，然后找到第二条edible子句，并与目标进行比较：edible(X)子句#12edible(crackers).同样匹配成功，原理如上。所以解释器在搜索完毕后将显示：X=appleX=crackers2Solutions(4)说明prolog中的规则的语法，添加规则where_food(X,Y):-location(X,Y),edible(X).并将GOAL的内容替换为where_food(X,kitchen).给出运行结果并分析结果产生原因。答：规则的语法如下：head:-body其中，（1）head是谓词的定义部分，与事实一样，也包括谓词名和谓词的参数说明。（2）:-连接符，一般可以读作‘如果’。（3）body一个或多个目标，与查询相同。在PREDICATES中添加nondetermwhere_food(para,para)后，运行结果为：X=appleX=crackers2Solutions在数据库中满足事实where_food(X,kitchen)的只有apple和crackers。因为要同时满足X在kitchen房间中，并且X可食。(5)写一段prolog代码求解下面的问题对于所有的X，只要X是一个人，它就属于人类。苏格拉底（socrates）是一个人,判断苏格拉底是不是属于人类?（谓词有2个，person(name)：name是人，moral(name)：name是人类）答：DOMAINSname=symbolPREDICATESperson(name)moral(name)CLAUSESperson(socrates).moral(X):-person(X).GOALmoral(X).2.(1)写prolog程序找出下图中所有的通路？（图中的点之间的关系要表达为事实，谓词2个，road（a,b）表示a、b连接，并接从a指向b，path（a,b）表示有从a到b的通路；规则两条，path(X,Y):-road(X,Y).和path(X,Y):-road(X,Z),path(Z,Y).）答：PREDICATESnondetermroad(symbol,symbol)nondetermpath(symbol,symbol)CLAUSESroad(a,c).road(a,b).road(b,d).road(c,d).road(d,e).road(c,e).path(a,c).path(a,b).path(b,d).path(c,d).path(d,e).path(c,e).path(X,Y):-road(X,Y).path(X,Y):-road(X,Z),path(Z,Y).GOALroad(X,Y).(2)将第二条规则改成path(X,Y):-road(X,Z),path(Z,Y),!.给出运行结果并分析原因。运行结果为：X=a,Y=cX=a,Y=bX=b,Y=dX=c,Y=dX=d,Y=eX=c,Y=e6Solutions3.下面的程序实现了正整数的累加（如3+2+1=6，4+3+2+1=10等）：DOMAINSpara=integerPREDICATESadd(para,para)CLAUSESadd(0,0):-!.add(M,N):-M1=M-1,abcdeadd(M1,N1),N=N1+M.GOALadd(3,X).参考并写出实现正整数阶乘的程序（如3*2*1=6）。答：DOMAINSpara=integerPREDICATESadd(para,para)CLAUSESadd(1,1):-!.add(M,N):-M1=M-1,add(M1,N1),N=N1*M.GOALadd(4,X).运行结果为：X=241Solution