prognyelvkozoktl_1ea

Programozsi nyelvek a kzoktatsban

1. elads

Pap Gborn- Szlvi Pter Zsak Lszl: Programozsi nyelvek a kzoktatsban.

Prolog

2011.09.05. 2

AlapelveProgramozs a matematikai logika segtsgvel

Egy logikai program logikai lltsok halmaza

Egy logikai program futsa egy kvetkeztetsi folyamat, azaz

a logikai formula kirtkelse

Azt kell megmondani, hogy mit akarunk megoldani (a

hogyannal nem kell trdni)


Prolog

2011.09.05. 3

Trtnete 1972 Marseille (PROgramming in LOGic)

1975 NIM IGSZI

1978 PROLOG fordt

1981 A japn 5. genercis projekt a logikai programozst

vlasztja

1982 MPROLOG, TPROLOG

1985 TC PROLOG

198x Turbo PROLOG

1984 mikroPROLOG


Prolog

2011.09.05. 4

Trtnete

1986 Prolog szabvnyosts kezdete

198789 j logikai programozsi nyelvek (CLP, Gdel stb.)

1989 CS PROLOG

1990 SICStus Prolog

A legfontosabb Prolog megvalstsok: SWI Prolog: http://www.swi-prolog.org/

SICStus Prolog: http://www.sics.se/sicstus

GNU Prolog: http://pauillac.inria.fr/~diaz/gnu- prolog/


Prolog

2011.09.05. 5

A Prolog program elemei

Tnyek = azonosan igaz formulkPlda:szlje(andrs,anna).

szlje(andrs,andrea).

szlje(anna,antal).

Egy hagyomnyos rtelemben vett eljrs azon tnyek

sszessge, amelyek neve s paramterszma azonos.


Prolog

2011.09.05. 6


Szablyok (kvetkeztetsi szablyok)Plda:nagyszlje(X,Y) ha szlje(X,Z) s

szlje(Z,Y).

szlje(X,Y) ha anyja(X,Y) vagy apja(X,Y).

A szablyokban az s, illetve a vagy mveletek nem

szimmetrikusak!


Prolog

2011.09.05. 7

Megfelel = a szabad paramterek behelyettestendk, a

ktttek egyezzenek meg mintailleszts!


Krdsek a program utastsai (tnyek, szablyok)

kztt keressnk a krdsnek megfelel(ke)t!Plda:szlje(andrs,anna)? igaz

szlje(anna,melinda)? hamis

szlje(andrs,X)? igaz, ha X=anna (X=andrea)

szlje(X,antal)? igaz, ha X=anna

szlje(X,Y)? igaz ha X=andrs s Y=anna

(+ tovbbi megoldsok)


Prolog

2011.09.05. 8

A krdsek megvlaszolshoz a tnyek s szablyok

kztt keresnk a lers sorrendjben a krdssel ssze-

illeszthett!

sszeilleszthet (egyesthet), ha

a nevk s paramterszmuk azonos,

az rtkkel rendelkez paramtereik azonosak,

a szabad (mg ki nem tlttt) vltoz paramtereiket pedig

behelyettestjk, hogy egyformk legyenek.


Prolog

2011.09.05. 9

Ha egy tny (vagy szably) nem feleltethet meg a

krdsnek, akkor a sorrendben kvetkezvel folytatjuk.

Ha megfeleltethet, akkor megkapjuk, hogy milyen

vltoz-paramter belltssal felelnek meg egymsnak.

Ezutn megtrtnhet az sszes megolds megkeresse

is.


Prolog

2011.09.05. 10

Plda:nagyszlje(andrs,antal)?

szlje(andrs,Z) s szlje(Z,antal)?1. szlje(andrs,Z)? igaz, ha Z=anna

2. szlje(anna,antal)? igaz

nagyszlje(andrs,antal)? igaz

Krds: mi trtnne, ha a tnyeket ms sorrendben trolnnk?szlje(andrs,andrea).

szlje(andrs,anna).

szlje(anna,antal).


Prolog

2011.09.05. 11

Megoldsi stratgia: visszalpses keress

Plda:nagyszlje(andrs,antal)?

szlje(andrs,Z) s szlje(Z,antal)?1. szlje(andrs,Z)? igaz, ha Z=andrea

2. szlje(andrea,antal)? hamis

1. jra: szlje(andrs,Z)? igaz, ha Z=anna

2. szlje(anna,antal)? igaz

nagyszlje(anna,antal)? igaz


Prolog

2011.09.05. 12

rsmd:

Kulcsszavas rsjeles

ha if :-

s and ,

vagy or ;


Els Prolog program

132011.09.05.


Prolog

2011.09.05. 14

Alternatvk mskpp:szlje(X,Y) ha anyja(X,Y) vagy apja(X,Y).

szlje(X,Y) ha anyja(X,Y).

szlje(X,Y) ha apja(X,Y).

rtelmezs: akkor megy a vagy jobboldalra, ha a baloldalra nem kapott

megoldst;

akkor megy a msodik szablyra, ha az elsre nem kapott

megoldst;


Prolog

2011.09.05. 15

Ciklus helyett rekurzv formula:se(X,Y) ha szlje(X,Y) vagy

szlje(X,Z) s se(Z,Y).

Ha egy paramter rtkre nincs szksgnk: szl(X) ha szlje(X,_).

Ha valamibl csak egy megolds kell:egyszl(X) ha szl(X) s !.

A vgs(!) rtelmezse: elre haladva azonosan igaz;

visszafel haladva hamissal fejezi be a szablyt.


Prolog

2011.09.05. 16

Ciklus helyett rekurzv formula:se(X,Y) ha szlje(X,Y) vagy

szlje(X,Z) s se(Z,Y).

Ha egy paramter rtkre nincs szksgnk: szl(X) ha szlje(X,_).

Ha valamibl csak egy megolds kell:egyszl(X) ha szl(X) s !.

A vgs(!) rtelmezse: elre haladva azonosan igaz;

visszafel haladva hamissal fejezi be a szablyt.


Prolog elemek alkalmazsa

172011.09.05.


Prolog

2011.09.05. 18

A ! egyb hasznlata: hinyz felttelek ptlsa:absz(X,Y) ha X>=0 s X=Y vagy Y=-X.

Krdsek:absz(5,5)? igaz

absz(-5,5)? igaz

absz(5,-5)? igaz?????

Problma: ha a msodik felttelrsz hamis, akkor is a

vagy tloldalra megy.

Helyes megolds lehet:absz(X,Y) ha X>=0 s ! s X=Y vagy Y=-X.


A vgs msik alkalmazsa

192011.09.05.


Prolog feladattpusok

2011.09.05. 20

Ha valamibl csak egy megolds kell:egy_szl(X) ha szl(X) s !.

Ha valamibl az sszes megolds kell:sszes_szl ha szl(A) s write(A)

s fail vagy true.

Magyarzat:

fail azonosan hamis logikai formula

true azonosan igaz logikai formula

write kirs



2011.09.05. 21

Adott tulajdonsggal nem rendelkez:Nem_szl(A) ha valami(A) s nem(szl(A)).

valami(A) ha szlje(A,_) vagy szlje(_,A).

Rkrdezs valami egyszeressgre:egyszeres_szl(A) ha szl(A) s

nem(tbbszrs_szl(A)).

tbbszrs_szl(A) ha szlje(A,X) s

szlje(A,Y) s XY.


Egyszeres, tbbszrs

222011.09.05.



2011.09.05. 23

Rkrdezs valami sszessgre:mindegy_szl(A) ha szl(A) s

nem(vanms_szl(A)).

vanms_szl(A) ha szl(B) s AB.

Rkrdezs a legnagyobbra:max_kor(Y,K) ha kora(Y,K) s

nem(vannagyobb_kor(K)).

vannagyobb_kor(K) ha kora(_,L) s L>K.


Mind ugyanaz, legnagyobb

242011.09.05.


Tanuls

2011.09.05. 25

A Prolog program kpes futs kzben vltoztatni nmagn, j

tnyeket, szablyokat vehetnk fel, korbbiakat trlhetnk.

Az ehhez kapcsold mveletek:

assert(tny vagy szably).

asserta(tny vagy szably).

assertz(tny vagy szably).

retract(tny vagy szably feje).

retractall(tny vagy szably feje).


Plda tanulsra I.

2011.09.05. 26

Egyes Prolog verzikban: A is C+1

Adott tnyek megszmolsa (gyerekek szma):

szlje(anna,antal).szlje(anna,andrea).

szlje(andrea,andrs).

megszamol(X,A)ha szuloje(X,_)s szabadsz(X)s

darab(X,A).

szabadsz(B) ha voltsz(B) s ! s fail

vagy asserta(voltsz(B)).

darab(X,A) ha szlje(X,B) s szabad(B) s

darab(X,C) s A=C+1 s ! vagy A=0.

szabad(B) ha volt(B) s ! s fail

vagy asserta(volt(B)).

Ez csak akkor mkdik, ha a gyerekek neve klnbz!


Adott tnyek megszmolsa

272011.09.05.


Plda tanulsra II.

2011.09.05. 28

Adott tnyek sszegzse (termkek rt troljuk):

ra(kv,1000).

ra(tea,800).

ra(kaka,1000).

sszeg(A) ha ra(X,B) s szabad(X) s

sszeg(C) s A=C+B vagy A=0.

szabad(X) ha volt(X) s ! s fail

vagy asserta(volt(X)).

Ez csak akkor mkdik, ha a termkek neve klnbz!


Plda tanulsra III.

2011.09.05. 29

Adott tnyek szmnak maximuma (legtbb gyerek szlje):

szlje(anna,antal).

szlje(anna,andrea).

szlje(andrea,andrs).

darab(X,A) ha szlje(X,B) s szabad(B) s

darab(X,C) s A=C+1 vagy A=0.

szabad(B) ha volt(B) s ! s fail

vagy asserta(volt(B)).

legtbb(X) ha darab(X,A) s nem(vantbb(A)).

vantbb(A) ha darab(_,B) s B>A.


Prolog sorozat tpus

2011.09.05. 30

Sorozat megads:

NIL vagy elem.sorozat

[] vagy [elem|sorozat] vagy [elem,elem,...]

Plda: 1.2.3.NIL

[1|[2|[3|[]]]] vagy [1,2,3]

Eleme mvelet megvalstsa:

eleme(E,[E,_]).

eleme(E,[_,S]) ha eleme(E,S).


Prolog sorozat tpus

2011.09.05. 31

Hozzfz mvelet megvalstsa:

hozzfz([],S,S).

hozzfz([E|S1],S,[E,S2]) ha hozzfz(S1,S,S2).

Ltrehoz mvelet megvalstsa:

ltrehoz(S,T) ha valami(E) s nem(eleme(E,T))

s ltrehoz(S,[E|T]) vagy S=T.

Elemszm mvelet megvalstsa:

elemszm(0,[]).

elemszm(X,[_|S]) ha elemszm(Y,S) vagy X=Y+1.


Programozsi ttelek Prologban

2011.09.05. 32

szegzs:sszeg(0,[]).

sszeg(X,[E|S]) ha sszeg(Y,S) s X=E+Y.

Eldnts:eldnt([E|_]) ha t(E).

eldnt([_|S]) ha eldnt(S).

Megjegyzs: ha a sorozat nem bonthat rszekre (azaz res),

akkor egyik szably sem alkalmazhat, teht a vlasz hamis.


sszegzs s eldnts listval

332011.09.05.



2011.09.05. 35

Megszmols:megszmol(0,[]).

megszmol(A,[E|S]) ha t(E) s megszmol(B,S) s

A=B+1 s !.

megszmol(A,[_|S]) ha megszmol(A,S).

Maximumkivlaszts:maximum(E,[E]).

maximum(E,[F|S]) ha maximum(G,S) s

nagyobb(E,F,G).

nagyobb(E,F,G) ha E>=G s E>=F.



2011.09.05. 37

sszefuttats:ssze([],[],[]).

ssze(S,[],S).

ssze([],S,S).

ssze([X|A],[Y|B],[X|C]) ha XY s

ssze([X|A],B,C).

Programozsi nyelvek a kzoktatsban

1. elads vge

Documents

prognyelvkozoktl_1ea