Prolog

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1. 1 Prolog
2. 2 Prologとは • 論理型プログラミング言語 – 「Prologプログラムは命題、実行は命題の証明過程」で あるとみなせる • 「Haskellが数学だとすれば, Prologは国語だ」
3. 3 サザ◦さん %事実 親子(ふね,サザエ). 親子(ふね,カツオ). 親子(ふね,ワカメ). 親子(サザエ,タラオ). %規則 兄弟(X,Y) :­ 親子(Z,X), 親子(Z,Y), X\==Y. %­­­ここまでをファイルに記述し、Prolog処理系にロードする %質問 ?­ 親子(ふね,X). X = サザエ ; X = カツオ ; X = ワカメ ?­ 兄弟(カツオ,ワカメ). yes. ?­ 兄弟(タラオ,ワカメ). no.
4. 4 地図を塗り分ける different(red,green). different(red,blue). different(green,red). different(green,blue). different(blue,red). different(blue,green). coloring(Hyogo,Kyoto,Shiga,Nara,Osaka,Wakayama) :­ different(Hyogo,Kyoto), …… , different(Osaka,Wakayama). ?­ coloring(Hyogo,Kyoto,Shiga,Nara,Osaka,Wakayama). Hyogo = red 　Kyoto = green Shiga = red　　Nara = red Osaka = blue 　Wakayama = green ; Hyogo = red Kyoto = green Shiga = blue　Nara = red Osaka = blue Wakayama = green （...以下省略）
5. 5 append %リストを連結 append([], Xs, Xs). append([X | Ls], Ys, [X | Zs]) :­ append(Ls, Ys, Zs). %質問 ?­ append([1,2],[3,4,5],X). X = [1,2,3,4,5] yes. ?­ append([1,2],X,[1,2,3,4,5]). X = [3,4,5] yes. ?­ append(X,Y,[a,b,c]). X = NIL Y = [a,b,c] ; X = [a] Y = [b,c] ; X = [a,b] Y = [c] ; X = [a,b,c] Y = NIL
6. 6 Prologの動作 • 合致する節がなければ失敗 • 合致する節があり、その副目標もすべて成功すれ ば、成功 • 節の意味 – A :- B, C, D. • 「B かつ C かつ D が真なら A は真」（命題として見る） • 「サブルーチンAは文B, C, Dを逐次実行」（手続き的な見方） • Prologの実行は深さ優先探索と見ることもできる
7. 7 単一化（ユニフィケーション） • Prologの変数 – Prologの変数ははじめ未束縛（アンバウンド） – 一度代入されると値は変えられない • 『合致する』というのは項同士の単一化（ユニフィケーショ ン）で調べる – 単一化は２つの項を等しくしようとする操作 – 未束縛変数と値の単一化は、変数への代入 – 未束縛変数同士の単一化は、２つの変数を同一視 – 親子(ふね, サザエ) と 親子(ふね, X)を単一化 • Xにサザエが代入される（Xは未束縛だとする） – 親子(ふね, サザエ) と 親子(波平, サザエ)の単一化 • 失敗する • 双方向性 – appendの例では、３つの引数うちどれを変数にしてもうごいた
8. 8 バックトラック • Prologの大きな特徴 • もし目標が失敗したら – いったん巻き戻して、別の候補を探しに行く – それまでの変数への代入はなかったことにされる • 非決定性 – 解が複数 – バックトラックのおかげで、親子(ふね,X) は３つの解を持 つ
9. 9 Warren's Abstract Machine (WAM) • Prologプログラムを効率よく動かすために考えられたアーキテクチャ switch­on­term L2,L1,L5,FAIL L1: switch­on­constant {[] L3} → L2: try­me­else L5 L3: get­constant [],A1 get­value X2,A3 proceed L4: trust­me L5: get­list A1 unify­variable X4 unify­variable X1 get­list A3 unify­value X4 unify­variable X3 execute append/3 %append( % [], % Xs, Xs %). %append( % [ % X | % Ls], Ys, % [ % X | % Zs]) :­ %append(Ls, Ys, Zs). append/3をWAMの命令列にコンパイルした結果
10. 10 参考文献 • Prolog(Wikipedia) – https://ja.wikipedia.org/wiki/Prolog • Prologを使ってみる – http://www.takeoka.org/~take/ailabo/prolog/prolog-prol ogue.html • 7つの言語 7つの世界（Bruce.A.Tate, オーム社） • wambook – http://wambook.sourceforge.net/ • AN ABSTRACT PROLOG INSTRUCTION SET（和訳） – http://www.takeoka.org/~take/ailabo/prolog/wam/wam.h tml