Решение логических задач
Интерпретатор Пролога можно заставить решать логические задачи, что недоступно большинству процедурных языков.
Многие логические задачи связаны с рассмотрением нескольких конечных множеств с одинаковым количеством элементов, между которыми устанавливается взаимно-однозначное соответствие. На языке Пролог эти множества можно описывать как базы данных, а зависимости между объектами устанавливать с помощью правил.
Пример
В автомобильных гонках три первых места заняли Алеша, Петя и Коля. Какое место занял каждый из них, если Петя занял не второе и не третье место, а Коля - не третье?
| Имя | I место | II место | III место |
| Алеша | |||
| Петя | - | - | |
| Коля | - |
Традиционным способом задача решается заполнением таблицы.По условию задачи Петя занял не второе и не третье место, а Коля - не третье. Это позволяет поставить символ '-' в соответствующих клетках. Между множеством имен участников гонки и множеством мест должно быть установлено взаимно-однозначное соответствие. Поэтому определяем занятое место сначала у Пети, затем у Коли и, наконец, у Алеши. В соответствующих клетках проставляем знак '+'. В каждой строке и каждом столбце должен быть только один такой знак.
| Имя | I место | II место | III место |
| Алеша | - | - | + |
| Петя | + | - | - |
| Коля | - | + | - |
Из последней таблицы следует, что Алеша занял третье место, Петя - первое, Коля - второе.
На языке Пролог структура программы будет следующей: сначала перечисляются данные - имена и номер занятого места, а затем записываются правила, связывающие эти два множества.
/* База данных имен */ имя(алеша). имя(петя). имя(коля).
/* База данных призовых мест */ место(первое). место(второе). место(третье).
/* Устанавливаем взаимно-однозначное соответствие между базами данных, X - элемент из базы данных имен, Y - элемент из базы данных занятых мест */
/* Петя занял не второе и не третье место */ соответствие(X, Y) :- имя(X), X=петя, место(Y), not(Y=второе), not(Y=третье).
/* Коля занял не третье место */ соответствие(X, Y) :- имя(X), X=коля, место(Y), not(Y=третье).
соответствие(X, Y) :- имя(X), X=алеша, место(Y).
/* У всех ребят разные места */ решение(X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3) :- X1=петя, соответствие(X1,Y1), X2=коля, соответствие(X2,Y2), X3=алеша, соответствие(X3,Y3), Y1\=Y2, Y2\=Y3, Y1\=Y3.
Для получения ответа следует выполнить запрос
?- решение(X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3).
В ответ Пролог выдаст имена ребят и занятые ими места. Проверьте, есть ли другие варианты ответов.
Пример
Витя, Юра и Миша сидели на скамейке. В каком порядке они сидели, если известно, что Миша сидел слева от Юры, а Витя слева от Миши.
В условии задачи перечисляются объекты одного типа, связанные между собой. Заполним базу данных:
/* Миша сидел слева от Юры */ слева(юра,миша).
/* Витя сидел слева от Миши */ слева(миша,витя).
Правило для установления следования объектов друг за другом будет таким:
/* Объекты X, Y и Z образуют ряд, если X слева от Y и Y слева от Z */
ряд(X, Y, Z) :- слева(Y, X), слева(Z, Y).
Количество аргументов в голове данного правила равно количеству объектов в задаче. Запрос ?- ряд(X, Y, Z). даст нам решение задачи.
Задание
Решите следующие логические задачи с помощью интерпретатора Пролога.
- Трое ребят вышли гулять с собакой, кошкой и хомячком. Известно, что Петя не любит кошек и живет в одном подъезде с хозяйкой хомячка. Лена дружит с Таней, гуляющей с кошкой. Определить, с каким животным гулял каждый из детей.
Подсказка: прежде всего составьте таблицу, как в примере 1. - Витя, Юра и Миша сидели на скамейке. В каком порядке они сидели, если известно, что Юра сидел слева от Миши и справа от Вити.
