实验二：使用Prolog的一阶逻辑推理实验

实验二：使用Prolog的一阶逻辑推理实验

班级；智能1401 姓名：蒙寿伟 学号：201408070120

一．实验目的

1.学会使用Prolog语言；

2.用Prolog语言巩固一阶逻辑知识；

3.能够使用prolog语言实现一阶逻辑的证明；

二、实验的硬件、软件平台

硬件：计算机

软件：操作系统：WINDOWS 10 应用软件：Prolog

三、实验内容及步骤

熟悉prolog语言的使用并实现对于一阶逻辑推理的证明 实验步骤：

1：对于a,b,c,d四种输入情况，验证|?- p(a).的真假；

a. p(b). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c)

推理分析：

事实：p(b)为真.

推理：由p(b)为真可以推出p(a)为真，由p(c)为真可以推出p(a)为真. p(a)为真. 运行结果：

1

结论：b. p(c). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).

推理分析： 事实：p(c)为真.

推理：由p(b)为真可以推出p(a)为真，由p(c)为真可以推出p(a)为真. 结论：p(a)为真. 运行结果：

c. p(b). p(a) :- p(b) ,p(c).

推理分析： 事实：p(b)为真.

推理：由p(b)为真且p(c)为真可以推出p(a)为真. 结论：p(a)为假.因为p(b)未知.

d. p(c). p(a):- p(b) ; p(c).

推理分析： 事实：p(b)为真.

推理：由p(b)为真或p(c)为真可以推出p(a)为真. 结论：p(a)为真.

2. 验证

?-friend(john,Y). likes(bell,sports). likes(mary,music).

2

likes(mary,sports). likes(jane ,smith).

friend(john,X):-likes(X,reading),likes(X,music). friend(john,X):-likes(X,sports),likes(X,music). 推理分析：

1.如果X喜欢音乐，而且喜欢阅读，那么X是john的朋友。 2.如果X喜欢音乐，而且喜欢运动，那么X是john的朋友。 相关事实：mary喜欢音乐也喜欢运动。 结论：mary是john的朋友。 运行结果：

3. 验证

likes(bill,X)

likes(ellen,tennis). likes(john,football). likes(tom,baseball). likes(eric,swimming). likes(mark,tennis).

likes(bill,X) if likes(tom,X). 推理分析:

如果tom喜欢X，则bill喜欢X。相关事实：tom喜欢baseball 结论：bill喜欢baseball 运行结果：

4.构建与，或，非，异或表达，并验证。 代码：

and(X,Y) :- X,Y. or(X,Y) :- X;Y. no(X) :- not(X). xor(X,Y) :- X\\==Y.

推理分析: 推理：X，Y都为真时and(X,Y)为真。 X，Y有一个为真时or(X,Y)为真。X为真时no(X)为真。 X不等于Y时，异或xor(X,Y)

3

为真。

运行结果：

5.已知兄弟sib(X, Y)的定义如下

sib(X, Y):- p(Z, X), p(Z, Y), X \\== Y. 5.1：定义堂兄弟co(X, Y)；

5.2; 定义二代堂兄弟sco(X, Y)，X,Y的父母是堂兄弟。 并做验证。 代码： p(ye,ba). p(ye,bo). p(ba,wo). p(bo,tg). p(wo,tom). p(tg,jerry). sib(X,Y) :- p(Z,X),p(Z,Y), X\\==Y.

co(X,Y) :- sib(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\\==B,X\\==Y. sco(X,Y) :- co(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\\==B,X\\==Y.

推理分析：

当X不等于Y，Y且Z是和Y的父亲，则X和Y是兄弟。

当A不等于B,X不等于Y，A和B是兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是堂兄弟。

当A不等于B,X不等于Y，A和B是堂兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是二代堂兄弟。

4

相关事实：

ye是ba和bo的父亲，ba是wo的父亲，bo是tg的父亲，wo是tom的父亲，tg是jerry的父亲。 结论：

Wo和tg是堂兄弟，tom和jerry是二代堂兄弟。 运行结果：

6.自动实现搜索算法-回溯，判断JOHN是谁的朋友

TOM喜欢TALK,BILL喜欢游泳，BILL喜欢谈话;若X既喜欢TALK,有喜欢SWIM,则JOHN是X的朋友。 代码： likes(tom,talk). likes(bill,swim). likes(bill,talk).

friend(X,Y) :- likes(X,talk),likes(X,swim). 推理分析：

当X喜欢talk，且喜欢swimming，则X是Y的朋友。 相关事实：bill喜欢talk，且喜欢swimming。 结论：bill是JOHN的朋友。 运行结果：

7.谁是盗窃犯问题：某人被盗，公安局派出所派出5个侦察员去调查。研究案情时:

侦察员A说：“赵与钱中至少有一人作案”；

侦察员B说：“钱与孙中至少有一人作案”；

侦察员C说：“孙与李中至少有一人作案”；

5

侦察员D说：“赵与孙中至少有一人与此案无关”；

侦察员E说：“钱与李中至少有一人与此案无关”。

如果这5个侦察员的话都是可信的，试编程求出谁是盗窃犯，并给出Prolog.程序。 代码：

spyA(X,Y):-(X=true);(Y=true). spyB(X,Y):-(X=true);(Y=true). spyC(X,Y):-(X=true);(Y=ture). spyD(X,Y):-(X=false);(Y=false). spyE(X,Y):-(X=false);(Y=false).

find([Zhao,Qian,Sun,Li]):-spyA(Zhao,Qian),spyB(Qian,Sun),spyC(Sun,Li),spyD(Zhao,Sun),spyE(Qian,Li). 推理分析：

定义谓词：Crime(x)表示x作案。 则已知事实：

(1) Crime(Zhao) ∨ Crime(Qian) (2) Crime(Sun) ∨ Crime(Qian) (3) Crime(Sun) ∨ Crime(Li) (4) Crime(Zhao) ∨ Crime(Sun) (5) Crime(Qian) ∨ Crime(Li) 推理：

Find(Zhao) V Crime(Qian) Find(Zhao) V Crime(Sun) Find(Zhao) V Crime(Li)

归结结果，Zhao不是罪犯，按照同样的方法得： Qian 是罪犯，Sun 也是罪犯。 结果：

钱和孙作案。

四、思考题

1.在题目2中PROLOG搜索过程是怎样的，试用树的结构表示，并计算其推理步数。

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reading sports 1 bell 2 mary 3 music 4 Mary 是 john的朋友 先搜索是否有喜欢reading的，发现没有，然后搜索是否有喜欢sports的，发现bell和mary喜欢sports，继续搜索bell是否喜欢music，发现不喜欢，继续搜索mary是否喜欢music，发现喜欢，即mary满足是john朋友的条件，由此判断mary是john的朋友。故推理步数为4步。

2.PROLOG语言和其它语言（如C语言）做逻辑推理，你更喜欢哪一个，简要说说差别。

Prolog是陈述性语言，一旦给它提交必要的事实和规则之后，Prolog就使用内部的演绎推理机制自动求解程序给定的目标，而不需要像C语言那样要在程序中列出详细的求解步骤。Prolog给人的感觉就是你提出问题，让机器自己去想怎么实现，而C语言则是你要去想怎么实现。如果从解决逻辑推理来说，我更喜欢Prolog语言。

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