Conferência Tratamento de listas no PROLOG

Transcrição

1 Inteligência Artificial Conferência Tratamento de listas no PROLOG O Docente: MSc. Angel Alberto Vazquez Sánchez

2 Objetivo Caracterizar as listas no Prolog, fazendo ênfase em sua definição recursiva.

3 Bibliografía Elaine Rich y Kevin Knight, Inteligencia Artificial. Stuart J. Russell and Peter Norvig, Artificial Intelligence A Modern Approach. Ivan Bratko, PROLOG Programming for Artificial Intelligence.

4 Recordando Feitos, Regras, Pergunta, Árvores SLD. Recursividad: Quando um predicado se demonstra em função de uma chamada a si mesmo, a chamada se converte em um sub-objetivo quase idêntico ao objetivo a cumprir, salvo pelo conjunto de dados sobre o que se aplica. Tem um caso apóie para finalizar as chamadas.

5 Listas Uma lista é uma seqüência de elementos que pode ter qualquer longitude. Na programação prescritiva, os elementos de uma lista L se acessam através de seu índice (ex. L[2]), entretanto no PROLOG não se tem acesso direto aos mesmos, devido à forma de representar a estrutura por parte da linguagem.

6 Representação Terá que ter em conta dois casos: a lista vazia [ ] e a lista não vazia que está formada por duas partes: o primeiro elemento (cabeça) pode ser qualquer tipo de dado o resto da lista (cola) tem que ser uma lista

7 Representação A cabeça e a cola são então combinadas por um functor especial em uma estrutura. A eleição deste functor depende da implementação do PROLOG; aqui se usa a chamada notação de ponto:.(cabeça, Cola)

8 Notação de ponto Exemplo. ( a, [ ] ) Devido a que Côa é uma lista, pode estar vazia ou ter sua própria cabeça e cauda. Do anterior pode ver-se a definição recursiva das listas no PROLOG. Exemplo:.( a,.( b,.( c,.( d, [ ] ) ) ) )

9 Notação [Cabeça Cola] PROLOG brinda uma notação mais clara para as listas: [ a, b, c, d ] Para expresar lo anterior en notación de corchetes para listas, Prolog brinda otra extensión notacional, la barra vertical, la cual separa la cabeza y la cola: [Cabeça Cola]

10 Conclusões Parciais Uma lista é uma estrutura de dados que pode estar vazia ou consistir de duas partes: uma cabeça e uma cauda que tem que ser uma lista. As listas no PROLOG são dirigidas como árvores binárias. Para melhorar a legalidade PROLOG provê uma notação especial para listas [cabeça cola]

11 Representações. Sintaxis Por elementos Cabeça Cola Ponto [a, b, c] [a [b, c] ] [a [b [c] ] ] [a [b [c [] ] ] ].(a, [b, c])

12 Exemplo prog(tomas, ana). prog(tomas, raul). prog(tomas, pedro). prog(maria, ana). prog(maria, felipe). prog(maria, rosa). prog(tomas,[raul,ana,pedro]).

13 Exemplo prog(tomas, ana). prog(tomas, raul). prog(tomas, pedro). prog(maria, ana). prog(maria, felipe). prog(maria, rosa). prog(maria,[ana,felipe,rosa]).

14 Percorrido A diferença da programação imperativa, em que se conta com instruções como for ou while que permitem o percurso iterativo das listas, PROLOG não brinda estes mecanismos. É através da recursividad que a linguagem cobre a falta de procedimentos iterativos.

15 Importante Quando quer percorrer uma lista até o final, é necessário utilizar na condição de parada a lista vazia, pois esta indica que se chegou ao final da lista. Logo se define a regra recursiva, na qual se passa como parâmetro a cauda da lista que se está tratando nesse momento; isto se repetirá até que se cumpra a condição de parada.

16 Percorrido É usual e necessário poder separar a cabeça da cauda de uma lista o que é possível graças à barra vertical?-l = [nora, angel, jose], L = [X P]. L = [nora, angel, jose], X= nora, P = [angel, jose]. À esquerda da barra vertical podemos acessar a qualquer quantidade de elementos na cabeça da lista e depois dela uma lista com o resto dos elementos.?-[nora [angel, jose]] = [nora,angel [jose]] = yes [nora,angel,jose []].

17 Predicado membro El acceso a cualquier elemento de la lista es a través de la cabeza (descabezar). Exemplo membro(x, [X _]). X é membro da lista L, se: Caso base membro(x, [_ L]) :- membro(x, L). Regra recursiva

18 Predicado membro A relação membro é um claro exemplo da flexibilidade das definições no PROLOG já que se pode utilizar para: 1. Checar se um elemento pertence a uma lista. 2. Obter todos os elementos de uma lista por backtracking. 3. Obter listas com um elemento X em primeira, segunda,... n- ésima posição

19 concat([],ys,ys). Predicado concatenar concat([x Xs],Ys,[X Zs]):- concat(xs,ys,zs). Zs é o resultado de concatenar as listas Xs e Ys

20 longitude([],0). Predicado Longitude longitude([_ C],L):-longitude(C,L1), L is L1+1. A longitude L da lista é o resultado de acrescentar 1 à longitude da cola C.

21 member(x,lista). Predicados predefinidos append(lista1,lista2,lista3). length(lista,c).

22 Se quer perguntar 1. Quem não tem filhos? 2. Quem tem um só filho? 3. Quem tem ao menos um filho? 4. Quem tem exatamente dois filhos? 5. Quem tem ao menos dois filhos? 6. Quem é o primeiro filho de Tomás?

23 Estudo Individual Estudar dos epígrafes 3.1 e 3.2 do Bratko, onde vêm resolvidos exemplos bem ilustrativos do trabalho sobre listas como a implementação de investir uma lista e obter as permutações de uma lista.

24 Estudo Individual 1.Programar los predicados que permitan: a) Adicionar un elemento en el principio b) Eliminar el primer elemento de una lista c) Adicionar un elemento al final d) Eliminar el último elemento de una lista e) Eliminar el N-ésimo elemento de una lista

25 Concluções As listas no Prolog são variáveis não atômicas que permitem armazenar em uma ordem seqüencial um grupo de elementos. Existem três formas de representar as listas no PROLOG, a mais utilizada é a de [cabeza cola] pois permite ir descabeçando a lista e realizar o percurso com a cauda. Os predicados já definidos sobre listas são length, member e append.

26 Que respondería Prolog?? - [a, b, c, d] = [a, [b, c, d]].? - [a, b, c, d] = [a [b, c, d]].? - [a, b, c, d] = [a, b, c, d, [ ]].? - [a, b, c, d] = [a, b [c, d]].? - [a, b, c, d] = [a, b, c, [d]].

27 Predicado membro?- membro(pedro, [jose,pedro,tomas]).?- membro(jose,[]).?- membro(x, [jose,pedro,tomas]).

28 ?- concat([1,2],[3,4],v).?- concat([1,2],x,[1,2,3,4]).?- concat(x,y,[1,2,3]). Predicado concatenar