Книга: Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

7.1.1. Предикаты var, nоnvar, atom, integer, atomic

7.1.1. Предикаты var, nоnvar, atom, integer, atomic

Термы бывают разных типов: переменные, целые числа, атомы и т.д. Если терм — переменная, то в некоторый момент выполнения программы он может оказаться конкретизированным или не конкретизированным. Далее, если он конкретизирован, то его значение может быть атомом, структурой и т.п. Иногда бывает полезно узнать, каков тип этого значения. Например, пусть мы хотим сложить значения двух переменных X и Y:

Z is X + Y

Перед вычислением этой цели необходимо, чтобы X и Y были конкретизированы целыми числами. Если у нас нет уверенности в том, что X и Y действительно конкретизированы целыми числами, то перед выполнением арифметического действия нужно проверить это программно.

Для этого следует воспользоваться встроенным предикатом integer (целое). Предикат integer( X) принимает значение истина, если X — целое или если X — переменная, имеющая целое значение. Будем говорить в этом случае, что X "обозначает" целое. Цель для сложения X и Y можно тогда "защитить" такой проверкой переменных X и Y:

..., integer( X), integer( Y), Z is X + Y, ...

Если неверно, что X и Y оба являются целыми, то система и не будет пытаться их сложить. Таким образом, цели integer "охраняют" цель Z is X + Y от бессмысленного вычисления.

Встроенные предикаты этого типа таковы: var (переменная), nonvar (непеременная), atom (атом), integer (целое), atomic (атомарный). Они имеют следующий смысл:

var( X)

Эта цель успешна, если X в текущий момент — не конкретизированная переменная.

nonvar( X)

Эта цель успешна, если X — терм, отличный от переменной, или если X — уже конкретизированная переменная.

atom( X)

Эта цель истинна, если X обозначает атом.

integer( X)

Цель истинна, если X обозначает целое.

atomic( X)

Цель истинна, если X обозначает целое или атом.

Следующие примеры вопросов к пролог-системе иллюстрируют применение этих встроенных предикатов:

?- var( Z), Z = 2.
Z = 2
?- Z = 2, var( Z).
no
?- integer( Z), Z = 2.
no
?- Z = 2, integer( Z), nonvar( Z).
Z = 2
?- atom( 22).
no
?- atomic( 22).
yes
?- atom( ==>).
yes
?- atom( p( 1) ).
no

Необходимость в предикате atom продемонстрируем на следующем примере. Пусть мы хотим подсчитать, сколько раз заданный атом встречается в некоторой списке объектов. Для этого мы определим процедуру

счетчик( А, L, N)

где А — атом, L — список и N — количество вхождений этого атома. В качестве первой попытки можно было бы определить счетчик так:

счетчик( _, [], 0).
счетчик( A, [A | L], N) :- !,
 счетчик( A, L, N1),
  % N1 - число вхождений атома в хвост
 N is N1 + 1.
счетчик( А, [ _ | L], N) :-
 счетчик( A, L, N).

Теперь на нескольких примерах посмотрим, как эта процедура работает:

?- счетчик( а, [а, b, а, а], N).
N = 3
?- счетчик( a, [a, b, X, Y], Na).
Na = 3
...
?- счетчик( b, [a, b, X, Y], Nb).
Nb = 3
...
?- L=[a, b, X, Y], счетчик( а, L, Na), счетчик( b, L, Nb).
Na = 3
Nb = 1
X = a
Y = a
...

В последнем примере как X, так и Y после конкретизации получили значение а, и поэтому Nb оказалось равным только 1, однако мы хотели не этого. Нас интересовало количество реальных появлений конкретного атома, а вовсе не число термов, сопоставимых с этим атомом. В соответствии с этим более точным определением отношения счетчик мы должны теперь проверять, является ли голова списка атомом. Усовершенствованная программа выглядит так:

счетчик( _, [], 0).
счетчик( А, [В | L], N) :-
 atom( В), А = В, !, % B равно атому А?
счетчик( A, L, N1),  % Подсчет в хвосте
 N is N1 + 1;
счетчик( А, L, N).
  % Иначе - подсчитать только в хвосте

В следующем более сложном упражнении по программированию числовых ребусов используется предикат nonvar.

Оглавление книги