Conceitos
Prolog = PROgramming in LOGic
Origens: anos 70
Linguagem baseada na lógica de predicados de 1ª ordem, ou
melhor, no seu subconjunto da lógica clausal (Horn).
Ideias principais
programa = conjunto de axiomas (cláusulas)
computação = prova construtiva de uma afirmação a
partir dos axiomas.
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Elsa Carvalho
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Programação em Lógica e Funcional (2000/01)
(Actualizado em 2004/05)
Conceitos
Motivação das cláusulas
A :- A1, ..., An.
A se A1e ... e An. ( A é verdadeiro se A1, ..., An forem
verdadeiros)
Exemplo: passar a uma disciplina da LEI
passar(D, X) :- disciplina(D, lei), inscrito(D,X), positiva(D,X).
O Prolog é uma linguagem essencialmente declarativa, em que o
problema a resolver é exposto através de cláusulas. Estão no entanto
envolvidos igualmente aspectos procedimentais.
A :- A1, ..., An.
Uma maneira de resolver A é resolver A1, ..., An.
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Sintaxe
Termos em Prolog
Termos
Termos simples Termos compostos
Constantes
Variáveis
Átomos Números
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Sintaxe
Átomos
Os átomos podem ser
strings de letras, dígitos e o caracter _ , começando com uma letra
minúscula
strings de caracteres especiais (<, >, -, =, :), etc.
Ex. <----->, ====>, ::==
strings de caracteres entre plicas
Ex. ‘Funchal’, ‘323-ABS’
Números
Os números em Prolog podem ser inteiros ou reais (estes últimos não são
muito utilizados).
Ex. 1, 1990, 0, -80, 3.14, -0.00334
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Sintaxe
Variáveis
As variáveis são strings de letras, dígitos e o caracter _ , começando com
uma letra maiúscula ou com _ .
Ex. X, Resultado, List, _objecto1
Termos compostos
Os termos compostos são formados a partir de uma função aplicada a um
conjunto de argumentos. A função segue a sintaxe dos átomos e os
argumentos são também termos.
Ex. aluno(ricardo, departamento(universidade_madeira, matematica),
7003289)
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Sintaxe
Os termos compostos são o correspondente em Prolog das estruturas
noutras linguagens de programação.
A identificação de termos baseia-se em duas características: o nome e a
aridade. O mesmo nome pode estar associado a diferentes funções.
Ex. ponto(X,Y)
ponto(X, Y, Z)
corresponde à função ponto/2
corresponde à função ponto/3
Um termo diz-se chão se nele não intervêm quaisquer variáveis.
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Sintaxe
Cláusulas: Factos e Regras
Uma cláusula é uma fórmula A :- A1, ..., An quantificada universalmente
constituída pela cabeça A e pelo corpo (A1, ..., An), neste caso a
conjunção de diversos objectivos.
Os As são literais (predicados aplicados a termos).
(Pontuação: as cláusulas são sempre sucedidas de um ponto ‘.’; a
conjunção de objectivos expressa-se através da vírgula ‘,’)
No caso do corpo ser vazio as cláusulas chamam-se usualmente factos,
exprimindo relações universais.
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Sintaxe
pais e maes
pai(antonio, rui).
pai(antonio, sandra).
mae(maria, rui).
mae(maria, sandra).
(o antónio é pai do rui)
(a maria é mae do rui)
feminino(maria).
feminino(sandra).
masculino(antonio).
masculino(rui).
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Sintaxe
Quando o corpo não é vazio as cláusulas designam-se por regras,
definindo relações à custa de outras relações.
filhos e filhas
filho(X,Y) :- pai(Y,X), masculino(X).
filho(X,Y) :- mae(Y,X), masculino(X).
filha(X,Y) :- pai(Y,X), feminino(X).
filha(X,Y) :- mae(Y,X), feminino(X).
ou
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Sintaxe
progenitor(X,Y) :- pai(X,Y).
progenitor(X,Y) :- mae(X,Y).
filho(X,Y) :- progenitor(Y,X), masculino(X).
filha(X,Y) :- progenitor(Y,X), feminino(X).
irmaos
irmao(X,Y) :- masculino(X), progenitor(F, X), progenitor(F,Y), not(X==Y).
irma(X,Y) :- feminino(X), progenitor(F, X), progenitor(F,Y), not(X==Y).
Defina as relações de avo_m_f(avô ou avó); tio; tia;
primo_m_f(primo ou prima).
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Sintaxe
Solução!
avo_m_f(X,Y) :- progenitor(X,Z), progenitor(Z,Y).
tio(X,Y) :- irmao(X,Z), progenitor(Z,Y).
tia(X,Y) :- irma(X,Z), progenitor(Z,Y).
primo_m_f(X,Y) :- pai(Z,Y), tio(Z,X).
primo_m_f(X,Y) :- mae(Z,Y), tia(Z,X).
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Sintaxe
Um conjunto de regras com o mesmo predicado à cabeça é chamado um
procedimento, tal como o que encontrámos no exemplo anterior para
progenitor.
Quando as variáveis apenas intervêm uma vez nas cláusulas podem
ser substituídas pela variável anónima _ .
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Sintaxe
Interrogações
A forma de se obter informação de um programa Prolog é através de
interrogações. Uma interrogação é uma fórmula cujas variáveis são
quantificadas existencialmente e o seu objectivo é obter uma das
seguintes respostas:
não, se a fórmula não se verificar para todos os valores
possíveis para as variáveis intervenientes.
sim, se a fórmula for verdadeira para alguns valores das
suas variáveis. Neste caso a resposta inclui as diferentes
valorações das variáveis que tornam a fórmula verdadeira
(através da utilização do símbolo ; )
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Utilização do SWI-Prolog
Para trabalhar em Prolog vai ser utilizado um interpretador ao qual
serão fornecidos programas e sobre os quais podemos fazer
perguntas.
Depois de ‘abrir’ o interpretador SWI-Prolog aparece-nos o cursor:
?ao qual podemos colocar uma interrogação:
?- interrogacao.
No entanto teremos de ‘alimentar’ o interpretador com as relações que
definimos num ficheiro de texto com extensão .pl (ou .swi):
?- consult(‘ficheiro’).
ou
[‘ficheiro’]
O ficheiro ficheiro é lido e os ‘procedimentos’ definidos ficam
disponíveis para possíveis interrogações.
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Sintaxe
Considere-se o programa anterior dos parentescos enriquecido com os
seguintes factos:
pai(alberto, antonio).
pai(alberto, luisa).
mae(emilia, antonio).
mae(emilia, luisa).
?- pai(X, rui).
X= antonio
yes
(Quem é o pai do rui?)
?- avo_m_f(alberto, X).
X= rui;
X= sandra;
no
(Quem são os netos de alberto?)
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Sintaxe
Em Prolog o raciocínio é feito sob o princípio do mundo fechado, isto
é, toda a informação que não é expressa directamente ou que não
pode ser deduzida é considerada como falsa.
Defina a árvore da sua família utilizando os predicados pai
e mae e faça algumas experiências com perguntas sobre os
seus parentes. Se desejar, pode definir mais predicados para
expressar outras relações de parentesco.
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‘Database programming’
Existem 2 estilos básicos na utilização de programas lógicos:
definir uma base de dados lógica
manipular estruturas de dados
Uma base de dados lógica é composta de um conjunto de factos e
regras.
Os factos definem relações universais.
As regras definem relações mais complexas.
Assim, um programa lógico composto por um conjunto de regras e
factos, que tenham um formato restrito, podem expressar
funcionalidades semelhantes às bases de dados relacionais.
Podemos ver isso pelo exemplo de definições de parentesco que
temos estado a definir.
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