[科普中国]-逻辑编程语言

关于逻辑编程语言

Prolog以处理一阶谓词演算为背景，由于其简单的文法、丰富的表达力和独特的非过程语言的特点，很适合用来表示人类的思维和推理规则，从而一问世就赢得了人工智能研究和应用开发者的广泛兴趣。尤其在西欧和日本，Prolog语言已推广应用于许多应用领域，如关系数据库、数理逻辑、抽象问题求解、自然语言理解和专家系统等。日本还在其于1979年提出的第五代计算机研究计划中把Prolog列为核心语言。

Prolog实际上就是一种基于逆向规则的演绎推理技术，只不过对规则和目标的表示有严格的限制．再加上演绎推理控制机制自身的简单性，难以适用于复杂的应用域。1

Prolog语言的基本概念Prolog语言的基本成分是Horn子句，表示为如下形式：

∧ ∧ ∧ p；

Prolog语言中，Horn子句以3种形式去分别表示逆向演绎推理中问题求解描述的3个部分：目标、规则和事实。

目标表示为只有左部的Horn子句：

∧ ∧ ∧ ；

即在Prolog语言中，目标公式只限于表示为原子公式的合取，而不能是任意的文字与或形。

规则表示为典型的Horn子句：

∧ ∧ ∧ p

这就是逆向演绎推理所使用的规范化B规则，只是规则左部限定为原子公式的合取，而非任意文字与或形。

事实事实表示为事实元素的集合，每个事实元素表示为只有右部的Horn子句，即单一原子公式P。事实元素间隐含合取关系。

只要用Prolog语言表示问题描述的这3个部分，支持Prolog语句的推理机制就会自动执行基于规则的逆向演绎推理，并最终给出解答。

由于目标和规则的左部都限定为原子公式的合取，而这些原子公式又可激活多条规则(这些规则间隐含或关系)。所以，Prolog演绎推理过程建立的与或图具有与、或关系呈现逐层交替的局面。随着与或图的向下扩展，最终会形成(搜索到)一致解图，从而演绎推理成功；否则推理失败。

把目标中包含的各原子公式视为子目标，每当由子目标激活的规则插入与或图时，规则左部的各原子公式又成为新的子目标，再用于激活新的规则；如此，随着规则的激活和新子目标的产生，与或图逐步扩展，直到子目标直接与事实元素(原子公式)匹配为止。1

特点Prolog语言的语法结构相当简单，但描述能力很强。例如，当事实和规则描述的是某一学科公理。那么问题就是待证的命题；当事实和规则描述的是某些数据和关系，那么问题就是数据查询语句；当事实和规则描述的是某些状态变化规律，那么问题就是目标状态。因此，Prolog语言是一种智能型程序设计语言。

Prolog程序没有特定的运行顺序，程序运行顺序完全按照数理逻辑推导(消解法)的方式进行．而不是由编程序的人决定。Prolog是一种描述型语言，用特定的方法描述一个问题，然后由计算机自动找到这个问题的答案。举个极端的例子：当建立好事实和规则后，只需要把某个问题告诉它，它就会自动查找答案。

Prolog程序中没有if、case、for这样的控制流程语句。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也提供了一些控制程序流程的方法，这些方法和其他语言中的方法有很大区别。2