Prolog

Prolog（Programming in Logic的缩写）是一种逻辑编程语言。它建立在逻辑学的理论基础之上，最初被运用于自然语言等研究领域。现已广泛的应用在人工智能的研究中，可以用来建造专家系统、自然语言理解、智能知识库等。同时对一些通常的应用程序的编写也很有帮助，能够比其他的语言更快速地开发程序，因为它的编程方法更像是使用逻辑的语言来描述程序。

历史

Prolog语言最早由Aix-Marseille大学的Alain Colmerauer与Phillipe Roussel等人于60年代末研究开发。1972年被公认为是Prolog语言正式诞生的年份，自1972年以后，分支出多种Prolog的方言。最主要的两种方言为爱丁堡和Aix-Marseille。最早的Prolog解释器由Roussel建造，而第一个Prolog编译器则是 David Warren编写的。

Prolog一直在北美和欧洲被广泛使用。日本政府曾经为了建造智能计算机而用Prolog来开发ICOT第五代计算机系统。在早期的机器智能研究领域，Prolog曾经是主要的开发工具。

80年代Borland开发的Turbo Prolog，进一步普及了Prolog的使用。1995年确定了ISOProlog标准。

受Prolog影响的程序语言有很多，较为人所知的有：Mercury、Oz、Erlang、Strand。

目前比较流行的实现工具包括 SWI-Prolog, Yap 等。

特点

1. prolog程序没有特定的运行顺序，其运行顺序是由电脑决定的，而不是编程序的人。

从这个意义上来说，prolog程序不是真正意义上的程序。所谓程序就是按照一定的步骤运行的计算机指令，而prolog程序的运行步骤不由人来决定。它更像一种描述型的语言，用特定的方法描述一个问题，然后由电脑自动找到这个问题的答案。举个极端的例子，你只需要把某个数学题目告诉它，它就会自动的找到答案，而不像使用其他的语言一样，必须人工的编制出某种算法。

2. prolog程序中没有if、when、case、for这样的控制流程语句

前面已经说了，程序的运行方式有电脑自己决定，当然就用不到这些控制流程的语句了。通常情况下，程序员不需要了解程序的运行过程，只需要注重程序的描述是否全面，不过prolog也提供了一些控制流程的方法，这些方法和其他语言中的方法有很大的区别，希望你在以后的学习当中能够融会贯通。

3. prolog程序和数据高度统一

在prolog程序中，是很难分清楚哪些是程序，哪些是数据的。事实上，prolog中的所有东西都有相同的形式，也就是说数据就是程序，程序就是数据。举一个其他语言的例子：如果想用c语言编写一个计算某个数学表达式的程序很简单(比如：a=2+5*4)，因为这是一段程序。但是如果想编写一个计算用户输入的表达式的值的程序就很困难了。因为用户输入的是一段数据(字符串)，如果想让c语言处理这个字符串，就需要很多方面的技术。则正是因为在c语言中，程序和数据是分开的。而在prolog就不存在这个问题，你甚至可以很轻松的编写处理其它prolog程序的程序。

4. prolog程序实际上是一个智能数据库

prolog的原理就是关系数据库，它是建立在关系数据库的基础上的。在以后的学习中你会发现它和SQL数据库查询语言有很多相似之处。使用prolog可以很方便的处理数据。

5. 强大的递归功能

在其它的语言中，你也许已经接触过递归程序了。递归是一种非常简洁的方式，它能够有效的解决许多难题。而在prolog中，递归的功能得到了充分的体现，你甚至都会感到惊奇，递归居然有如此巨大的能力。

语法示例

表示事实：

human(Kate).

human(bill).

likes(kate,bill).

——表示kate和bill是人（human），kate喜欢bill；

表示规则：

friend(X,Y):-likes(X,Y),likes(Y,X).

——表示对于两个对象XY，如果X喜欢Y，且Y喜欢X，那么他们是朋友。

范例

Quicksort

/*quicksort2.pl,原始来源：http://en.wikipedia.org/wiki/Prolog*/

/* quicksort()中的第二个引数带有排序好的结果　*/

/* 仅为示范，若为gprolog使用者则用内建sort等较佳 */

/* 在gprolog下之编译，例：gplc --min-size quicksort.pl*/

/* 执行 quicksort2 后会出现排序结果 [2,9,18,18,25,33,66,77] */

q:- L=[33,18,2,77,66,18,9,25], last(P,_),(quicksort(L,P,_),write(P),nl). /* 加入last/2会在印P时没复合项 */

partition([], _,[],[]). /* 此行表空集亦视为分割（分割成空集与空集）*/

partition([X|Xs], Pivot, Smalls, Bigs):- /* 原list分成Smalls与Bigs; 此rule保证Smalls集\u003cPivot且Bigs集\u003e=Pivot */

( X @\u003c Pivot -\u003e

Smalls =[X|Rest],

partition(Xs, Pivot, Rest, Bigs)

; Bigs =[X|Rest],

partition(Xs, Pivot, Smalls, Rest)

).

quicksort([]) --\u003e[]. /* 表empty list视为排序好的list */

quicksort([X|Xs])--\u003e /* 此行相当于quicksort([X|Xs],Start,End) :- 此rule让Start为sorted list */

{ partition(Xs, X, Smaller, Bigger)}, /* 由上行最左端元素为 Pivot */

quicksort(Smaller),[X], quicksort(Bigger). /* 此行相当于 quicksort(Smaller,Start,A),

A=[X|B], 注意首字母大写者皆视为变数(list)

quicksort(Bigger,B,End). */

:-initialization(q). /* 启动q处goals */

Sort

/* sortcsj.pl 原始参考：Computer Science J. Glenn Brookshear */

/* sortcsj()中的第二个引数带有排序好的结果　*/

/* 仅为示范，若为gprolog使用者则用内建sort等较佳 */

/* 在gprolog下之编译，例：gplc --min-size sortcsj.pl　*/

/* 执行 sortcsj 后会出现排序结果 [2,9,18,18,25,33,66,77] */

q:- L=[33,18,2,77,18,66,9,25],(sortcsj(L,P),write(P),nl).

sortcsj(L,S):- permutation(L,S), ordered(S). /* L为原list, S为排序好的list, 此为permutation关系(built-in) */

ordered([]). /* 表empty list视为排序好的list */

ordered([_|[]]). /* 只有一元素之list视为排序好的list */

ordered([A|[B|T]]):- A =\u003c B, ordered([B|T]). /* 此rule约束所谓的排序好是指前项元素小于或等于后一项元素 */

:-initialization(q). /* 启动q处goals */

Russell's paradox

/* tstpx.pl */

/* 罗素佯谬(罗素悖论)（皇帝新脑 罗杰。彭罗斯 p.120）会导致不停机(使得gprolog产生 stack overflow) */

/* 在gprolog下之编译，例：gplc --min-size tstpx.pl　*/

q:- px(_). /* 找寻任何可使 px() rule 成立的方式 */

px(1):-\+ px(1). /* 规定此rule不成立。 i.e. 此rule为假时此rule才为真 (佯谬）*/

:-initialization(q). /* 启动q处goal */

如何使用Prolog

一般而言，prolog作为数据或者逻辑处理程序而运行，配合其它程序如VC++、JAVA等的界面，由此实现带UI交互的“智能”软件，当然你所编辑出来的“智能”是软件，而不能说是真正意义的人工智能。上文说Prolog就是一个智能数据库，其实不然，Prolog主要是对数据进行一种关系描述，比如张三和李四是A关系，李四和王二是B关系，A关系==B关系，那么Prolog则擅长处理这种逻辑上的数据关系，不能和SQL混为一谈，所以说，Prolog的用途是来处理数据之间关系的，而不是存储数据本质的存在。

参考资料

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