家譜

假設我們有這樣一個家譜圖：

我們現在的任務是將這個家譜圖寫成程序代碼的形式。請打開你最喜歡的文本編輯器，輸入以下代碼。

male(di).
male(jianbo).
female(xin).
female(yuan).
female(yuqing).
father(jianbo,di).
father(di,yuqing).
mother(xin,di).
mother(yuan,yuqing).
grandfather(X,Y):-father(X,Z),father(Z,Y).
grandmother(X,Y):-mother(X,Z),father(Z,Y).
daughter(X,Y):-father(X,Y),female(Y).

這段代碼里面的每一行都代表一個子句(clause)。其中帶有“:-”的子句叫做規(guī)則(rule)，不帶有”:-“的子句叫做事實(fact)。另外，在Prolog里面諸如”di”和”jianbo”這類以小寫英文字母開頭的名稱我們稱它們?yōu)樵?atom)，以大寫英文字母為開頭的名稱我們稱它們?yōu)樽兞?，例如上面程序里面的”X”和”Y”。顧名思義，原子是常量，即它的值是不可變的，而變量的值可以改變。最后需要講的是，在Prolog里面”,”代表邏輯關系中的”且”，我們回在后面的章節(jié)里面看到，”;”代表邏輯關系里面的”或”。

已經被這些名稱搞得頭暈了？沒關系，我會在之后的教程里面詳細的介紹Prolog的數據類型和術語，在這里，你只需有初步的了解即可。

保存上述代碼到你的磁盤的某個地方，例如在Mac系統(tǒng)里，我把它存到“～/prolog/chapter2.pl”,然后依照第一章里面講的那樣，進入SWI-Prolog。在SWI-Prolog里面輸入如下查詢：

?- consult('path/to/your/chapter2.pl').

在我的電腦里，我應該這么輸入：

?- consult('~/prolog/chapter2.pl').

這里”consult”的意思是讓SWI-Prolog加載你編寫的程序，然后編譯它。輸入完這句查詢以后，敲擊回車鍵，你應該得到如下輸出：

% /Users/fengdi/prolog/chapter2.pl compiled 0.00 sec, 3,816 bytes
true.

如果你得到了上述的輸出，那么恭喜你，你的第一個程序完成了。如果你得到的是其他的錯誤的輸出，請重新檢查你的程序代碼是否輸入正確(不過要記得，千萬不要因為想要保證代碼輸入的不出錯而直接復制粘貼代碼，那樣的話你學不到真正的東西)。下面，讓我們考驗一下我們的SWI-Prolog現在都知道些什么。在SWI-Prolog里面輸入下面一個查詢：

grandfather(X,yuqing).

令人驚訝的事情發(fā)生了！你得到了下列輸出：

X = jianbo.

你的電腦告訴你，”yuqing”的祖父是”jianbo”。現在請看之前我們編寫的”chapter2.pl”程序代碼，我們在程序里根本沒有明確的說明誰是誰的祖父，我們只是給了一個規(guī)則：

grandfather(X,Y):-father(X,Z),father(Z,Y).

我們說，當X是Z的父親并且Z是Y的父親的時候，X是Y的祖父。然后我們問，yuqing的祖父是誰，Prolog就能自動幫我們找到答案！

下面再看一個例子：

parent(keyuan,jianbo).
parent(jianbo,di).
parent(di,yuqing).

ancestor(X,Y):-parent(X,Y).
ancestor(X,Y):-parent(X,Z),ancestor(Z,Y).

在這個例子里面，我們定義了一個回溯的規(guī)則”ancestor”，規(guī)則可以這樣解讀：我們可以說X是Y的祖先基于兩個條件：X是Y的parent，或者存在一個Z，使得X是Z的parent并且Z是Y的祖先。請讀者仔細的想一下，是不是這個道理呢？為了證明我們的程序的正確性，我們輸入一下查詢：

?- ancestor(keyuan,yuqing).

Prolog會返回：

true.

這證明了我們的程序是正確的，因為根據常識，keyuan是yuqing的曾祖父，所以keyuan是yuqing的祖先。

好了，今天的新內容就講到這里，下面是一個習題，你可以自己試驗一下。

加分習題

1. 試著用Prolog描述一下你的家譜，并且做一些簡單的查詢。(小提示：在編寫你的家譜的時候，你可以試著用一些新的事實，比如:”sister(your_sister,you)”“brother(your_brother,you)”等等）