Руководство к пользованию TURBO PROLOG

Подождите немного. Документ загружается.

-----------------------------------

а фрагмент

....,

write("List1=",L1,", List2=",L2).

может дать следующее:

List1=[1,2,3], List2=["Анатолий","Вавилин"]

Кроме того, если в фрагменте

domains

sentence = sentence(subject,sentence_verb)

subject = subject(symbol);.......

sentence_verb = sentence_verb(verb);......

verb = symbol

clauses

......write("SENTENCE=",My_sentence).

переменная My_septence (мое_предложение) связана со значением

sentence(subject(john),sentence_verb(sleeps))

то мы можем получить на экране такую информацию:

SENTENCE=sentence(subject(john),sentence_verb(sleeps))

Часто предикат write, если рассматривать его сам по себе,

не предоставляет столько возможностей, сколько хотелось бы их

иметь при печати составных объектов, например, списков, но им

легко пользоваться в программах, которые обеспечивают больше

удобств. В заключение этого раздела мы приведем четыре не-

больших примера, иллюстрирующих такого рода средства. Первый

пример - это программа 19, которая выводит на печать списки

без открывающих и закрывающих квадратных скобок.

/* Программа 19 */

domains

integerlist=integer*

namelist=symbol*

predicates

writelist(integerlist)

writelist(namelist)

clauses

writelist([]).

writelist([H|T]):-write(," "),writelist(T).

Введите эту программу и попытайтесь выполнить следующую цель:

writelist([1,2,3,4]).

Наш следующий пример - это программа 20, которая выписы-

вает значения, содержащиеся в списке, причем на одной строке

располагается не более пяти элементов.

/* Программа 20 */

domains

integerlist=integer*

predicates

writelist(integerlist)

write5(integerlist,integer)

clauses

writelist(NL):-nl,write5(NL,0),nl.

write5(TL,5):-!,nl,write5(TL,_).

write5([H|T],N):-write(H," "),N1=N+1,write5(T,N1).

write5([],_).

Если задать для программы 20 такую цель, как

writelist([2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22])

то Турбо Пролог ответит:

2 4 6 8 10

12 14 16 18 20

Нередко вам хочется воспользоваться предикатом, который

выводит на экран составные объекты в более наглядной форме.

Программа 21 выводит такой составной объект, как

plus(mult(x,number(99),mult(number(3),x))

в следующем виде:

x*99+3*x

/* Программа 21 */

domains

expr=number(integer);x;log(expr);

plus(expr,expr);mult(expr,expr)

predicates

writeExp(expr)

clauses

writeExp(x):-write('x').

writeExp(number(No)):-write(No).

writeExp(log(expr)):-

write("log("),write(Expr),write(')').

writeExp(plus(U1,U2)):-

write(U1),write('+'),write(U2).

writeExp(mult((U1,U2)):-

write(U1),write('*'),write(U2).

Программа 22 - это другой, похожий пример. Попробуйте вы-

полнить ее со следующей целью:

ite_sentence

/* Программа 22 */

domains

sentence = sentence(noupphrase,verbphrase)

noupphrase=noup(article,noun);name(name)

verbphrase=verb(verb);verbphrase(verb,noupphrase)

article,noun,name,verb=symbol

predicates

write_sentence(sentence)

write_noupphrase(noupphrase)

write_verbphrase(verbphrase)

clauses

write_sentence(sentence(S,Y)) if

write_noupphrase(S) and write_verbphrase(Y).

write_noupphrase(noup(A,N)) if write(A,' ',N,' ').

write_noupphrase(name(N)) if write(N,' ').

write_verbphrase(verb((Y)) if write(Y,,' ').

write_verbphrase(verbphrase(Y,N)) if

write(Y,' ') and write_noupphrase(N).

Упражнение. Напишите на Турбо Прологе программу, которая,

имея список адресов, содержащихся в программе, как предложе-

ния вида

address("Sylvia Dickson","14 Railway Boulevard",

"Any Town",27240).

выводит адреса на экран в форме, принятой для почтовых отп-

равлений, например:

Sylvia Dickson

14 Railway Boulevard

Any Town

27240

Чтение

~~~~~~

Турбо Пролог включает в себя стандартные предикаты, поз-

воляющие читать:

- полные строки, состоящие из литер;

- целые, вещественные и литерные значения с клавишной па-

нели;

- с дискового файла.

Сами по себе эти предикаты нельзя непосредственно исполь-

зовать для чтения составных объектов или списков (однако см.

предикат readterm в главе 11). Построение составных объектов

или списков из входных данных пользователей возлагается на

программиста. Перечень доступных предикатов приводится в таб-

лице 6-5.

Таблица 6-5

Стандартные предикаты для чтения

--------------------------------------------------------------

readln(Line) Домен для переменной Line (строка) должен

иметь либо строковый, либо символьный тип. До

вызова предиката readln переменная Line долж-

на быть свободной. Предикат считывает до 150

литер для строк типа 64К и вплоть до предель-

ного значения для других устройств (см.главу

8). Строка, подлежащая вводу должна заканчи-

ваться возвратом каретки.

readint(X) Домен для переменной Х должен иметь целый

тип, и к моменту вызова эта переменная должна

быть свободной. Когда читаемая строка будет

преобразовываться в целое число, предикат

readint будет читать литеры с текущего уст-

ройства ввода (возможно о клавишной панели,

но см.главу 8) до тех пор, пока не будет на-

жата клавиша ввод. Если строка не удовлетво-

ряет обычному синтаксису для целых чисел,

предикат вырабатывает ложь, после чего вызы-

вается имеющийся в Турбо Прологе механизм

возврата.

readreal(X) Домен для переменной Х должен иметь вещест-

венный тип, и к моменту вызова эта переменная

должна быть свободной. Предикат readreal счи-

тывает литеры с текущего устройства ввода до

тех пор, пока не будет нажата клавиша ввод.

После этого полученные входные данные преоб-

разуются в вещественное число. Если эти дан-

ные не удовлетворяют обычному синтаксису ве-

щественного числа, то предикат вырабатывает

ложь.

file_str(F,X) Домены для переменных F (имя_файла) и

Х должны иметь символьный или строковый тип

(предпочтительно строковый, так как длинные

тексты замедляют просмотр таблицы символьных

имен). К моменту вызова предиката переменная

Х должна быть свободной. Предикат file_str

считывает литеры из файла до тех пор пока

этот процесс не завершится литерой конца фай-

ла (как правило, последовательностью ).

Содержимое файла с именем Filename передается

переменной Х. Так, например, предикат

file_str("t.dat",My_text)

связывает переменную My_text (мой_текст) с

содержимым файла t.dat. В данном случае стро-

ка может включать в себя литеры возврата ка-

ретки. Файлы, которые считываются с диска,

будут автоматически содержать литеру конца

файла, играющую роль последней литеры. Объем

считываемого файла не должен превышать 64К

байтов.

readchar(Ch ) К моменту вызова предиката переменная Ch

(СharParam == литерный_параметр) должна быть

свободной; она должна принадлежать домену ли-

терного типа. Предикат readchar считывает с

текущего устройства ввода единственную лите-

ру. Как только эта единственная литера введе-

на, предикат завершает работу.

-------------------------------------------------------------

Программа 23 иллюстрирует как действие предиката readln,

так и выделение составных объектов из входных строк.

/* Программа 23 */

domains

person = p(name,age,telno,job)

age = integer

telno,job,name = string

predicates

readperson(person)

run

goal

run.

clauses

readperson(p(Name,Age,Telno,Job)):-

write("Which name ?"),readln(Name),

write("Job ?"),readln(Job),

write("Age ?"),readln(Age),

write("Telephone no ?"),readln(Telno),

run:-

readperson(P),nl,write(P),nl,nl,

write("Is this compound object Ok (y/n)"),

readchar(Ch),Ch='y'.

run:-

nl,nl,write("Alright, try again"),nl,nl,run.

Последний пример этого раздела показывает, как пользо-

ваться предикатом readint для чтения списка из целых чисел.

По одному целому числу, находящемуся на отдельной строке,

считывается до тех пор, пока предикат readint не вырабатывает

ложь.

domains

list = integer*

ptedicates

readlist(list)

goal

write("Write a list of integers),readlist(L),

write("\nThe Turbo Prolog list is ",L).

clauses

readlist([H|T]):-readln(H),!,readlist(T).

readlist([]).

Упражнение. Напишите и проверьте предложение для предика-

та readbin (чтение_двоичного), который при вызове цели

in(IntVar)

преобразует пользовательские входные данные в виде 16-ти

разрядного двоичного числа к определенному в Турбо Прологе

целому значению, с которым связывается переменная IntVar.

Проверьте вашу работу, написав программу, содержащую предикат

readbin.

Отладка и трассировка

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Перед выполнением программы прежде всего проводится про-

верка, удовлетворяет ли она синтаксису Турбо Пролога. Кроме

того проверяется, что значения из доменов различных типов не

перемешиваются. Если при этом обнаруживается какя-то ошибка,

то, как мы уже видели в главе 2, система передает управление

редактору и помещает курсор в то место, где была найдена

ошибка.

Как только проверено, что программа не имеет синтаксичес-

ких ошибок, Турбо Пролог предоставляет специализированные

средства отладки и трассировки, требуемые для эффективного

сопровождения программы. Когда программа уже успешно прошла

компиляцию и Турбо Пролог ожидает поступления внешней цели,

очередным этапом отладки является тщательный выбор целей. Это

должно делаться так, чтобы предикаты можно было проверить на

достаточно представительном наборе всевозможных значений. Ес-

ли при этом обнаруживается непредвиденное поведение, то сле-

дует воспользоваться директивой компилятора trace (трассиров-

ка), введенной в главе 2 и позволяющей проводить пошаговую

трассировку выполнения в окнах трассировки, редактора и диа-

лога.

Турбо Пролог в значительной степени пользуется оптимиза-

цией, позволяющей увеличить скорость выполнения программ.

Один из важных приемов оптимизации - это исключение остаточ-

ной рекурсии (см.главу 11). При использовании директивы ком-

пилятора trace трассировка включает в себя все возвраты, сос-

тавляющие логическую часть выполнения программы. Чтобы про-

вести трассировку выполнения с учетом оптимизации, вместо ди-

рективы trace следует воспользоваться директивой shorttrace

(укороченная_трассировка).

Помимо указанного, при использовании директивы shorttrace

в окно трассировки выводится меньше информации. При проведе-

нии трассировки достаточно больших участков программы это мо-

жет оказаться преимуществом само по себе. Тем не менее, может

оказаться, что использование любой из двух директив порождает

чересчур много информации о трассировке. В этом случае можно

воспользоваться предикатом trace, что приведет к существенно-

му сокращению объема информации, выводимой на экран.

Предикат trace всегда вырабатывает истину и работает

только тогда, когда в начале программы присутствует одна из

директив компилятора trace или shorttrace. Предикат

trace(on)

включает трассировку, а предикат

trace(off)

ее отключает. Таким образом, если о предложениях для предика-

та works_already (уже_работает) известно, что они ведут себя,

как полагается, то предложение, определяющее предикат test

(тест)

test(X):-wprks_olready(X,Z),.....

можно было бы временно переопределить, как

test(X):-trace(off),

wprks_olready(X,Z),.....

trace(on),

....

что дало бы возможность проводить трассировку более эффектив-

но.

Во время проведения пошаговой трассировки программы функ-

ции предиката trace можно выполнять с помощью клавиш ,

поскольку они действуют как триггер, влияющий на отключение

или включение трассировки.

Другой способ управления выводом информации, который до-

пускается средствами трассировки, - это использование дирек-

тив компилятора trace и shorttrace в виде

trace p1,p2,p3,...

или

shorttrace p1,p2,p3,...

Это приводит к тому, что в результатах трассировки участвуют

только вызовы и возвраты из поименованных предикатов p1, p2,

p3,...

Некоторые особые предикаты

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Возможно, вы уже заметили, что предикат write играет при

трассировке не такую же роль, как остальные предикаты (вызовы

и возвраты из этого предиката не фиксируются). Это объясняет-

ся тем, что предикат write реализован достаточно специальным

образом, и именно поэтому он допускает произвольное число па-

раметров.

Несколько других предикатов обрабатываются во время трас-

сировки особым образом, что вызвано похожими причинами. Среди

них все операции сравнения (=,< и т.д.), а также предикаты

not,findoll,free,bound,asserta,retract,writef и readterm (Не-

которые из них уже были введены на наших занятиях, но полное

описание всех таких предикатов приводится в главе 12).

Упражнение по трассировке

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Набейте программу 25, в которой делается попытка опреде-

лить предикат intersect (пересечение) так, чтобы с его по-

мощью можно было решать два рода задач. В результате такая

цель, как

intersect(X,List1,List2)

должна удовлетворяться, если переменная Х связана со списком

целых чисел, каждое из которых встречается и в списке List1,

и в списке List2. Поэтому цель

intersect(X,[1,2,3],[2,3,4,5])

удовлетворяется, если переменная Х связана со списком [2,3],

а цель

intersect([2,3],X,[2,3,4,5])

выполняется, если переменная Х связана со списком [2,3,4,5].

Воспользуйтесь средствами трассировки,имеющимися в Турбо Про-

логе, и найдите, почему программа не работает так, как было

задумано.

/* Программа 25 */

domains

list = integer*

predicates

member(integer,list)

intersect(list,list,list)

clauses

member(X,[X|_]).

member(X,[_|Y]):-member(X,Y).

intersect([],[],_).

intersect([X|Y],[X|L],L2):-

member(L2),intersect(Y,L1,L2).

intersect(X,[_|L1],L2):-

intersect(X,L1,L2).

7. ЗАНЯТИЕ 5:

ОбЗОР ЧЕРЕЗ ОКНА ТУРбО ПРОЛОГА

Турбо Пролог позволяет включать работу с окнами в ваши

программы (с полным набором цветов, если у вас есть требуемая

аппаратура), а также иметь полный доступ к ДОС. Перед тем,

как познакомить вас с первоклассными возможностями обработки

окон, свойственными Турбо Прологу, в этой главе описывается,

как определять значения атрибутов экрана, которые будут ис-

пользоваться в командах для окон с целью определения цветов

как внутри заданного окна, так и для его рамки (если такая

существует).

Глава завершается двумя увлекательными иллюстрациями того

потенциала, которым обладают средства обработки окон в Турбо

Прологе (игра "стреляй вверх" в аркадском стиле и игра в от-

гадывание слов). После этого приводится несколько протых при-

меров, показывающих, как ваши программы на Турбо Прологе мо-

гут взаимодействовать с ДОС.

Задание атрибутов экранного дисплея

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Турбо Пролог позволяет вам управлять такими характеристи-

ками экранного дисплея, как обратное изображение, подчеркива-

ние и цвета. Эта информация передается стандартным предикатом

с помощью значений атрибутов, которые определяют, в частнос-

ти, цвет символов (главный цвет) и цвет позади символов (фон).

Имеется возможность задавать атрибуты как для отдельных сим-

волов, так и для всего экрана.

Если ваша ЭВМ имеет монохроматический адаптер дисплея, то

значения атрибутов дисплея вычисляются следующим образом:

- выберите целое число, соответствующее требуемому соче-

танию главного цвета и фона, исходя из таблицы 7-1;

- прибавьте 1, если вам хочется, чтобы символы были под-

черкнуты главным цветом;

- прибавьте 8, если вам хочется, чтобы белая часть экрана

была бы с повышенной яркостью;

- прибавьте 128, если вам хочется иметь мерцающий экран.

Таблица 7-1

Значения атрибутов для монохроматического адаптера дисплея

-------------------------------------------------------------

Черные символы на черном фоне (черное изображение) 0

Белые символы на черном фоне (нормальное изображение) 7

Черные символы на белом фоне (обратное изображение) 112

--------------------------------------------------------------

Чтобы вычислить значения экранных атрибутов для дисплея

цветовой графики, воспользуйтесь следующей процедурой:

- выберите один главный цвет и один цвет для фона;

- сложите соответствующие целые числа, приведенные в таб-

лице 7-2;

- прибавьте 128, если вам хочется добиться мерцания всего

того, что выводится на экран с таким атрибутом.

Таблица 7-2

Значения атрибутов для адаптера цветовой графики

--------------------------------------------------------------

Цвета для фона Главные цвета

--------------------------------------------------------------

Черный 0 Черный 0

Серый 8 Синий 1

Синий 16 Зеленый 2

Голубой 24 Циан 3

Зеленый 32 Красный 4

Светло-зеленый 40 Фуксин 5

Циан 48 Коричневый 6

Красный 64 Белый 7

Светло-красный 72

Фуксин 80

Светлый фуксин 88

Коричневый 96

Желтый 104

Белый 112

Белый (с повышенной 120

яркостью)

--------------------------------------------------------------

Таким образом , для черно-белого изображения на цветном

мониторе соответствующий экранный атрибут равен 0+7=7, а для

красного главного цвета и желтого фона значение соответствую-

щего атрибута равно 4+104=108.

Окна в ваших программах

В Турбо Прологе определено шесть стандартных предикатов,

с помощью которых ваши программы могут обрабатывать окна,

т.е. задавать области на экране и осуществлять туда непосред-

ственный вывод. Эти предикаты таковы:

makewindow(...)

shiftwindow(...)

removewindow(...)

clearwindow(...)

window_str(...)

window_attr(...)

Кроме того, в связи с этим полезным является стандартный

предикат установки курсора:

cursor(...)

Сейчас мы рассмотрим каждый из перечисленных предикатов.

Начнем с предиката makewindow (сделать_окно):

makewindow(WindowNo,ScrAtt,FrameAtt,Framestr,Row,Column,

Height,Width)

Этот предикат определяет некоторую область на экране как

окно. Все параметры, за исключением параметра Header (заголо-

вок), должны быть целыми значениями. Параметр Header должен

быть строкой или символьным именем, и он используется в ка-

честве заголовка на верхней строке рамки. Окна идентифициру-

ются своим номером (WNo), который используется при выборе на

экране активного окна. Если параметр FrameAttr (атрибут_рам-

ки) больше или меньше нуля, то вокруг определяемой области

строится граница (т.е. окно окантовывается рамкой), причем

данный параметр определяет ее цвет. Как только окно определе-

но, оно "очищается", принимая фоновый цвет, а курсор переме-

щается в его левый верхний угол.*

Координаты строки и столбца, соответствующих левому верх-

нему углу окна (по отношению ко всему экрану), определяются

параметрами Row (строка) и Col (столбец) соответственно, а

размеры окна задаются параметрами Height (высота) и Width

(ширина). Последние четыре параметра должны соответствовать

размеру дисплея. Обычно этот размер составляет 25 строк из 80

символов, но его можно изменить с помощью стандартного преди-

ката graphics (графика), описанного в главе 8. Приведем при-

мер использования предиката makewindow:

makewindow(1,7,135,"My first window",1,20,4,34)

-------------------------

*) Цвет фона определяется атрибутом экрана ScrAttr. (Прим.пе-

рев.)

Этот предикат определяет окно с номером 1 и черно-белым

изображением.Окно будет иметь границу (аттрибут рамки номер

135) с заголовком "My first window" ("Мое первое окно"). Вы-

сота окна будет составлять 4 строки, а ширина - 34 столбца;

оно будет расположено так, что его левый верхний угол будет

находиться в 1-ой строке и 20-ом столбце экрана (обратите

внимание, что как строки, так и столбцы нумеруются от 0).

С другой стороны, предикат

makewindow(2,7,135,"count the rows",8,20,19,34)

приведет к выдаче сообщения об ошибке

the parameters in makewindow are illegal

(некорректные параметры окна).

Действительно, разместить окно высотой 19, начиная со строки

8, невозможно (8+19>25!). Отметим, что если переменные Height

и Width связаны со значениями 10 и 20 соответственно, то фак-

тическая область экрана, выделенная под окно, составит 8

строк и 18 столбцов при условии, что это окно ограничено рам-

кой (т.е. переменная FrameAttr связана со значением, отличным

от нуля); это объясняется тем, что рамка занимает две строки

или два столбца.

Чтение и запись при работе с окнами

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Стандартные предикаты read, readint, readchar, write и n1

автоматически действуют на то окно, которое сделано послед-

ним. Так, в программе 26 сообщения будут выводиться в соот-

ветствующее окно (сначала в окно 1, а затем в окно 2), а пер-

вый вызов предиката readint будет работать с цифрами, набиты-

ми в окне 2. Как только будет нажата клавиша , окно 2

будет уничтожено при вызове предиката removewindow (уда-

лить_окно). Этот предикат уничтожает окно, активное в данный

момент, после чего изображение на экране возвращается в сос-

тояние, которое было до того, как это окно было "сделано".

После этого предикат readint будет работать с цифрами, кото-

рые вводятся через окно 1, а когда будет нажата клавиша ,

это окно будет уничтожено (будучи окном, активным в данный

момент времени). Следовательно, последний предикат readint

будет работать как обычно, т.е. воспринимать информацию, пос-

тупающую с нижней части экрана.

/* Программа 26 */

predicates

run

clauses

run:-

makewindow(1,20,7,"A blue window",2,5,10,50)

write("The characters are red"),

makewindow(2,184,7,"A light cyan window",14,55,10,20),

write("This window is light cyan and the "),

write("letters are black and blinc."),

write("Please type an integer to axit."),

readint(_),

removewindow,

readint(_),

write("Notice where the integer appears").

Окна могут перекрываться. Чтобы увидеть это, замените ко-

манды создания окон в программе 26 на команды

makewindow(1,20,7,"First",1,3,20,30)

makewindow(2,184,7,"Second",6,18,18,30),

соответственно.

Если текст слишком большой и не помещается в окне, то он

будет закручиваться так, как это было бы на полном экране

дисплея. Чтобы увидеть это, замените команды создания окон в

программе 26 на команды

makewindow(1,20,7,"First",1,3,20,15)

makewindow(2,184,7,"Second",6,18,18,30),

Выходные данные, поступающие на экран, перемещаются в ок-

но WindowNo (фиктивное_окно) с помощью стандартного предиката

windowno(WindowNo)

причем это окно становится при этом активным. (Турбо Пролог

запоминает любое окно, которое ранее было активным). Курсор

возвращается в то место, где он был тогда, когда окно

WindowNo было активным в последний раз. Если такого окна не

существует, то фиксируется ошибка периода прогона. Атрибут

окна, активного в данный момент, можно изменить с помощью

стандартного предиката

windowattr(Attr)

Предикат window_attr (атрибут_окна) приводит к тому, что все

активное окно получает атрибут Attr.

Стандартный предикат cursor (курсор) также дает дополни-

тельные возможности работы с изображением на экране. Если пе-

ременные Row (строка) и Col (столбец) связаны с положительны-

ми целыми значениями, то предикат

cursor(Row,Col)

приводит к перемещению курсора в указанную позицию активного

окна. (Переменные Row и Col соответствуют значениям строки и

столбца внутри окна, т.е. считается, что левый верхний угол,

принадлежащий окну, расположен в строке 0 и столбце 0.) Если

переменные Row и Col являются свободными, то предикат

свяжет их с текущими координатами курсора.

Пользуясь стандартными предикатами для обработки окон,

программа 27 превращает вашу ЭВМ в простую машину для сложе-

ния, которая раз за разом складывает два целых числа и выво-

дит результат на экран. В окнах появляются как оба операнда,

так и их сумма.

Обратите внимание на переопределение окна 2, встречающее-

ся в программе. Если в новом определении окна используется

тот же самый номер, то при любых обстоятельствах будет ис-

пользовано самое последнее определение. Предикат clearwindow

(очистить_окно) очищает окно, активное в данный момент, за-

полняя его цветом, выбранным для фона. Чтобы запустить прог-

рамму, введите цель start (начать).

/* Программа 27 */

predicates

start

run(integer)

do_sums

set_up_windows

clear_windows

clauses

start:-

set_up_windows,do_sums.

set_up_windows:-

makewindow(1,7,7,"",0,0,25,80),

makewindow(1,7,7,"Left operand",2,5,5,25),

makewindow(2,7,7,"",2,35,5,25),