Prolog

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1. 1
   Prolog
   

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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」
   

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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.
   

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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）
   

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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
   

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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
   

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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
   

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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
   

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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
   

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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
    

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