## 家谱
假设我们有这样一个家谱图:
!["alt"](https://box.kancloud.cn/2015-08-05_55c1da050d6e7.png "family-tree")
我们现在的任务是将这个家谱图写成程序代码的形式。请打开你最喜欢的文本编辑器,输入以下代码。
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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).
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这段代码里面的每一行都代表一个子句(clause)。其中带有“:-”的子句叫做规则(rule),不带有”:-“的子句叫做事实(fact)。另外,在Prolog里面诸如”di”和”jianbo”这类以小写英文字母开头的名称我们称它们为原子(atom),以大写英文字母为开头的名称我们称它们为变量,例如上面程序里面的”X”和”Y”。顾名思义,原子是常量,即它的值是不可变的,而变量的值可以改变。最后需要讲的是,在Prolog里面”,”代表逻辑关系中的”且”,我们回在后面的章节里面看到,”;”代表逻辑关系里面的”或”。
已经被这些名称搞得头晕了?没关系,我会在之后的教程里面详细的介绍Prolog的数据类型和术语,在这里,你只需有初步的了解即可。
保存上述代码到你的磁盘的某个地方,例如在Mac系统里,我把它存到“~/prolog/chapter2.pl”,然后依照第一章里面讲的那样,进入SWI-Prolog。在SWI-Prolog里面输入如下查询:
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?- consult('path/to/your/chapter2.pl').
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在我的电脑里,我应该这么输入:
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?- consult('~/prolog/chapter2.pl').
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这里”consult”的意思是让SWI-Prolog加载你编写的程序,然后编译它。输入完这句查询以后,敲击回车键,你应该得到如下输出:
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% /Users/fengdi/prolog/chapter2.pl compiled 0.00 sec, 3,816 bytes
true.
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如果你得到了上述的输出,那么恭喜你,你的第一个程序完成了。如果你得到的是其他的错误的输出,请重新检查你的程序代码是否输入正确(不过要记得,千万不要因为想要保证代码输入的不出错而直接复制粘贴代码,那样的话你学不到真正的东西)。下面,让我们考验一下我们的SWI-Prolog现在都知道些什么。在SWI-Prolog里面输入下面一个查询:
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grandfather(X,yuqing).
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令人惊讶的事情发生了!你得到了下列输出:
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X = jianbo.
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你的电脑告诉你,”yuqing”的祖父是”jianbo”。现在请看之前我们编写的”chapter2.pl”程序代码,我们在程序里根本没有明确的说明谁是谁的祖父,我们只是给了一个规则:
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grandfather(X,Y):-father(X,Z),father(Z,Y).
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我们说,当X是Z的父亲并且Z是Y的父亲的时候,X是Y的祖父。然后我们问,yuqing的祖父是谁,Prolog就能自动帮我们找到答案!
下面再看一个例子:
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parent(keyuan,jianbo).
parent(jianbo,di).
parent(di,yuqing).
ancestor(X,Y):-parent(X,Y).
ancestor(X,Y):-parent(X,Z),ancestor(Z,Y).
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在这个例子里面,我们定义了一个回溯的规则”ancestor”,规则可以这样解读:我们可以说X是Y的祖先基于两个条件:X是Y的parent,或者存在一个Z,使得X是Z的parent并且Z是Y的祖先。请读者仔细的想一下,是不是这个道理呢?为了证明我们的程序的正确性,我们输入一下查询:
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?- ancestor(keyuan,yuqing).
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Prolog会返回:
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true.
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这证明了我们的程序是正确的,因为根据常识,keyuan是yuqing的曾祖父,所以keyuan是yuqing的祖先。
好了,今天的新内容就讲到这里,下面是一个习题,你可以自己试验一下。
## 加分习题
1. 试着用Prolog描述一下你的家谱,并且做一些简单的查询。(小提示:在编写你的家谱的时候,你可以试着用一些新的事实,比如:”sister(your_sister,you)”“brother(your_brother,you)”等等)