predicados extralógicos - facom.ufu.bralbertini/2sem2012/curso-prolog/slides/aula11.pdf · •...

Predicados extralógicos

Prof. Elaine Faria e Hiran NonatoProgramação Lógica

UFU 2012

Créditos

• O material a seguir consiste de adaptações e extensões dos originais gentilmente cedidos pelo Prof. Alexsandro Santos Soares

Introdução

• Todas as implementações Prolog oferecem um certo número de predicados prédefinidos orientados a execução de rotinas que

• são necessárias com muita freqüência• são de difícil programação • se destinam a um domínio particular realçado pela

implementação

Tipos de termos• Os termos Prolog podem assumir desde simples constantes até

estruturas complexas • Se um termo é uma variável, então esta pode ou não estar instanciada

em algum momento da execução do programa

• Exemplo: adicionar os valores de duas variáveis, X e Y, por meio deZ is X + Y

– Desejase verificar se as variáveis X e Y estão instanciados com valores inteiros

• Podese utilizar o predicado prédefinido integer(X), que é verdadeiro se X estiver instanciada com um valor inteiro

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

Tipos de termos

Luis, A. M. Palazzo, Introdução à Programação Prolog, Educat, 1997.

Tipos de termos

Tipos de termos

?X=1, classifica(X).Tipo Atômico:> Numero Inteiro

?X=[], classifica(X).Tipo Atômico:> Lista Vazia

?X=tio(josé), classifica(X).Termo Estruturado

Construção e decomposição de termos

• Há três predicados prédefinidos para a decomposição de termos e construção de novos termos: – functor/3 – arg/3 – =../2


• =../2 "univ“ (operador infixo)– O objetivo Termo =.. L é bemsucedido se L é uma lista contendo

como primeiro elemento o functor principal de Termo, seguido pelos seus argumentos.

?f(a, b) =.. L.L=[f, a, b]

?T =.. [retângulo, 3, 5].T=retângulo(3, 5)

?Z =.. [p, X, f(X, Y)].Z=p(X, f(X, Y))


• functor/3functor(Termo, Functor, Aridade)

é verdadeiro se Functor é o functor principal de Termo e Aridade é o seu número de argumentos

• arg/3arg(N, Termo, Argumento)

é verdadeiro se Argumento é o Nésimo argumento em Termo


• Exemplos?functor(teste(f(X), X, t), Functor, Aridade).

Functor=teste Aridade=3

?arg(2, teste(X, t(a), t(b)), Argumento).Argumento=t(a)

?functor(D, data, 3), arg(1, D, 5), arg(2, D, abril), arg(3, D, 1994).D=data(5, abril, 1994)

Programas ou Bases de Dados• Modelo relacional

– uma base de dados é a especificação de um conjunto de relações

• Um programa Prolog pode ser visto como uma base de dados – A especificação das relações é parcialmente implícita (regras) e

parcialmente explícita (fatos).

• Prolog possui cinco comandos básicos para a manipulação da base de dados:

– assert/1– asserta/1– assertz/1

– retract/1– retractall/1

Adicionar informação

Remover informação

Manipulação da base de dados

? listing.true

Inicie com uma base de dados vazia

Using assert/1

? assert(feliz(maria)).true

Using assert/1

feliz(maria). ? assert(feliz(maria)).true?

Using assert/1

feliz(maria). ? assert(feliz(maria)).true? listing. feliz(maria).?

feliz(maria). ? assert(feliz(maria)).true? listing. feliz(maria).? assert(feliz(vicente)), assert(feliz(marcelo)), assert(feliz(bruno)),

assert(feliz(vicente)).

Using assert/1

Using assert/1

feliz(maria).feliz(vicente).feliz(marcelo).feliz(bruno).feliz(vicente).

? assert(feliz(maria)).true? listing. feliz(maria).? assert(feliz(vicente)), assert(feliz(marcelo)), assert(feliz(bruno)),

assert(feliz(vicente)).true?

Alterando o significado de predicados

• As manipulações na base de dados alteraram o significado do predicado feliz/1

• Mais genericamente:– Os comandos de manipulação da base de dados

nos dão a habilidade de alterar o significado dos predicados em tempo de execução.

Predicados estáticos e dinâmicos

• Predicados cujo o significado se altera durante o tempo de execução são chamados de predicados dinâmicos– feliz/1 é um predicado dinâmico– Alguns interpretadores Prolog necessitam de uma

declaração de predicados dinâmicos.

• Predicados comuns são algumas vezes chamados de predicados estáticos.

Inserindo regras


? assert( (ingenuo(X): feliz(X)).


ingenuo(A): feliz(A).

? assert( (ingenuo(X): feliz(X)).true?

Inserindo regras

Removendo informação

• Agora sabemos como adicionar informação à base de dados do Prolog– Fazemos isto como o predicado assert/1

• Como nós removemos informação?

Removendo informação

• Agora sabemos como adicionar informação à base de dados do Prolog– Fazemos isto como o predicado assert/1

• Como nós removemos informação?– Fazemos isto como o predicado retract/1 que

removerá uma cláusula– Podemos remover muitas cláusulas

simultaneamente com o predicado retractall/1

Usando retract/1



? retract(feliz(marcelo)).

feliz(maria).feliz(vicente).feliz(bruno).feliz(vicente).


? retract(feliz(marcelo)).true?

Usando retract/1

feliz(maria).feliz(vicente).feliz(bruno).feliz(vicente).


? retract(feliz(marcelo)).true? retract(feliz(vicente)).

Usando retract/1

feliz(maria).feliz(bruno).feliz(vicente).


? retract(feliz(marcelo)).true? retract(feliz(vicente)).true

Usando retract/1

feliz(maria).feliz(bruno).feliz(vicente).


? retract(feliz(X)).

Usando retract/1

feliz(bruno).feliz(vicente).


? retract(feliz(X)).X=maria;

Usando retract/1

feliz(vicente).


? retract(feliz(X)).X=maria;X=bruno;

Usando retract/1


? retract(feliz(X)).X=maria;X=bruno;X=vicente;

Usando retract/1


? retract(feliz(X)).X=maria;X=bruno;X=vicente;false?

Usando retract/1

Programas ou Bases de Dados• Exemplo?crise.

false.?assert(crise).

true.?crise.

true.?retract(crise).

true.?crise.

false

Programas ou Bases de Dados

bom:sol, not(chuva).

instavel:sol, chuva.

deprimente:chuva, neblina.

chuva.neblina.

?bom.false.

?deprimente.true.

?retract(neblina).true.

?deprimente.false.

?assert(sol)true.

?instavel.true.

?retract(chuva).true.

?bom.true.


• Podese especificar a posição na qual a cláusula deve ser inserida na base de dados

asserta(C)introduz a cláusula C no início da base de dados

assertz(C)adiciona a cláusula C no final da base de dados


?assert(p(a)), assertz(p(b)), asserta(p(c)).true.

?p(X).X=c;X=a;X=b;false.


• Relação entre consult/1 e assertz/1– para "consultar" um arquivo, ler cada um dos seus termos

(cláusulas) e inserilos no final da base de dados

consult(X) :open(X,read,A), read(A,C),transfere(A,C), close(A).

transfere(F,_) : at_end_of_stream(F),!.transfere(A,C) :

assertz(C), read(A,C1),transfere(A,C1).


• Em algumas implementações Prolog asserta/1, assertz/1e retract/1 só funcionam em predicados que tenham sido declarados dinâmicos– Deve aparecer antes da definição ou uso do predicado dinâmico

: dynamic Nome/Aridade.– A intenção é evitar a alteração acidental da base de

conhecimento• Exemplo:

:dynamic gosta/2.


• Uma aplicação útil do predicado asserta/1 é armazenar respostas já computadas para consultas formuladas ao programa

• Exemplo: predicado resolve(Problema, Solução)

?resolve(prob1,Sol), asserta(resolve(prob1, Sol)).Se o primeiro objetivo acima é bemsucedido, então a resposta(Solução) é armazenada e utilizada na resposta a questões futuras

Programas ou Bases de Dados• Adicionar a correspondente tabela de multiplicação à base

de dados

tabMult :L = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],membro(X, L), membro(Y, L),Z is X*Y, assert(produto(X, Y, Z)), fail.

tabMult.

? produto(A, B, 8).A=1 B=8; A=2 B=4; A=4 B=2; A=8 B=1; false.


• Cuidado– O uso abusivo de assertretract pode obscurecer o

significado do programa e dificultar a compreensão do que é verdadeiro e o que não é num dado instante

– O comportamento resultante do programa pode se tornar difícil de entender, de explicar e de confiar

Recursos para o controle de programas

• call(P) – dispara um objetivo P. Será bemsucedido se e

somente se P também o for• repeat

– objetivo que sempre é bemsucedido. Sua principal propriedade é ser não determinístico

• toda vez que é alcançado por backtracking ele gera um caminho alternativo para a execução

repeat. repeat : repeat.

Recursos para o controle de programas

• Exemplos do uso do repeatquadrado :

repeat, read(X),(X=fim, !; Y is X*X, write(Y), fail).

executa :repeat, menu(X),(X=fim, !; exec(X), fail).

Bagof, Setof e Findall

• Podese gerar, através de backtracking, todos os objetos, um a um, que satisfazem algum objetivo

• Cada vez que uma nova solução é gerada, a anterior desaparece e não é mais acessível

• O que fazer quando desejase dispor de todos os objetos gerados?


bagof(X, P, L)irá produzir uma lista L de todos os objetos X que satisfazem ao objetivo P

classe(a, vog).classe(b, con).classe(c, con).classe(d, con).classe(e, vog).. . .

?bagof(Letra, classe(Letra, con), Consoantes).Consoantes=[b, c, d, ..., z]

Bagof, Setof e Findall? bagof(Letra, classe(Letra, Classe), Letras).

Classe=vog, Letras=[a, e, i, o, u];Classe=con, Letras=[b, c, d, f, ..., z].

– Se não houver solução para P no objetivo bagof(X, P, L), então este falha

– Se algum objeto X é encontrado repetidamente, todas as suas ocorrências irão aparecer em L

• possibilidade de existência de elementos duplicados em L


setof(X, P, L)irá produzir uma lista L dos objetos X que satisfazem a P, sendo que a lista L estará ordenada e itens duplicados serão eliminados

?setof(Classe/Letra, classe(Letra, Classe), Letras).Letras=[con/b, con/c, ..., con/z, vog/a, ..., vog/u]


findall(X, P, L)produz a lista L de todos os objetos X que satisfazem P

• Diferença entre findall e o bagof – todos os objetos X são coletados sem considerar eventuais

soluções diferentes para as variáveis em P que não são compartilhadas com X

?findall(Letra, classe(Letra, Classe), Letras).Letras=[a, b, c, ..., z]

Bagof, Setof e Findallidade(pedro,7).idade(ana,5).idade(alice,8).idade(tomaz,5).

?findall(Crianca,idade(Crianca,Idade),L).L = [pedro,ana,alice,tomaz]

?findall(Crianca/Idade,idade(Crianca,Idade),L).L = [pedro/7, ana/5, alice/8, tomaz/5]

?findall(Crianca/Idade, (idade(Crianca,Idade),Idade>5),L).L = [pedro/7, alice/8]


• Se não há nenhum objeto X que satisfaça P, então o predicado findall(X, P, L) resulta bemsucedido com L=[]

Referências

• Luis, A. M. Palazzo, Introdução à Programação Prolog, Educat, 1997.

• Slides da Profa Solange – ICMCUSP – Inteligência Artificial

predicados extralógicos - facom.ufu.bralbertini/2sem2012/curso-prolog/slides/aula11.pdf · •...

Documents