Unificação PROGRAMAÇÃO EM LÓGICA. Unificação. Unificação. Unificação. Unificação. Linguagem Prolog Parte III

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1 PROGRAMAÇÃO EM LÓGICA CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO FACAPE Faculdade de Ciências Aplicadas e Sociais de Petrolina Linguagem Prolog Parte III Prof. Sergio Ribeiro Adaptado do material da Profª Elaine Ribeiro Universidade Federal de Uberlândia (UFU) É o processo em que, dados dois termos como entrada, se verifica se eles se casam. Dados dois termos, diz-se que eles unificam se: eles são idênticos, ou as variáveis de ambos os termos podem ser instanciadas com objetos de maneira que, após a substituição das variáveis por esses objetos, os termos se tornam idênticos. 2 Isto significa que: maria e maria se unificam. 42 e 42 se unificam. mulher(maria) e mulher(maria) se unificam. Isto também significa que: vicente e maria não se unificam. mulher(maria) e mulher(joana) não se unificam. 3 Os termos abaixo se unificam? maria e X mulher(z) e mulher(maria) ama(maria,x) e ama(x,vicente) X=maria, X=vicente. Por quê? Após trabalhar na primeira meta, Prolog instanciou a variável X com maria, e assim ele não pode mais unificá-la com vicente. Logo, a segunda meta falha. 4 Se os termos não unificam, dizemos que o processo falha. Se eles unificam, então o processo é bem-sucedido. Exemplo: data(d, M, 1994) e data(x, março, A) unificam data(d, M, 1994) e data(x, Y, 94) não unificam 5 Regras que determinam se dois termos S e T unificam: Se S e T são constantes, então S e T unificam somente se ambos representam o mesmo objeto. Se S é uma variável e T é qualquer coisa, então S e T unificam com S instanciada com T. Inversamente, se T é uma variável, então T é instanciada com S. Se S e T são estruturas, então unificam somente se: S e T tem o mesmo functor principal, e todos os seus componentes correspondentes também unificam. A instanciação resultante é determinada pela unificação dos componentes. Exemplo: triângulo(ponto(1, 1), A, ponto(2, 3)) e triângulo(x, ponto(4, Y), ponto(2, Z))? 6 1

2 O operador de unificação é representado por = (=/2). Este operador não tem a mesma semântica da igualdade aritmética e atua tentando unificar os termos existentes à sua direita e esquerda. Por exemplo, a operação ponto(x,2) = ponto(3,y) resulta bem sucedida com X instanciada com 3 e Y com 2. Já as operações ponto(x,2) = ponto(y,3) e k1(z) = k2(a) não são bem sucedidas, não ocorrendo instanciação. Por quê? 7 Exemplos com termos complexos: k(s(g),y) = k(x,t(k)). X=s(g) Y=t(k) k(s(g),t(k)) = k(x,t(y)). X=s(g) Y=k 8 Base de Conhecimento 1 Base de Conhecimento 1 tocaguitarra(joana). festa. tocaguitarra(joana). festa. tocaguitarra(joana). tocaguitarra(maria). tatuada(joana). ERROR: predicate tatuada/1 not defined. festa :: Cláusulas escuta_musica(iolanda) :- tocaguitarra(maria) :- escuta_musica(iolanda) :- tocaguitarra(maria) :- tocaguitarra(maria). tocaguitarra(iolanda). Existem cinco cláusulas nesta base de conhecimento: dois fatos e três regras. O final de uma cláusula é marcado com um ponto final

3 :: Predicados Base de Conhecimento 3 escuta_musica(iolanda) :- tocaguitarra(maria) :- tocaguitarra(vicente) :- escuta_musica(vicente), tocaguitarra(bruno) :- feliz(bruno). tocaguitarra(bruno) :- Existem três predicados nesta base de conhecimento: feliz, escuta_musica e tocaguitarra. A vírgula "," expressa conjunção em Prolog Base de Conhecimento 3 :: Expressando Disjunção Base de Conhecimento 4 :: Solicitando Alternativas tocaguitarra(vicente) :- escuta_musica(vicente), tocaguitarra(bruno) :- feliz(bruno). tocaguitarra(bruno) :- tocaguitarra(vicente) :- escuta_musica(vicente), tocaguitarra(bruno) :- feliz(bruno); ama(vicente, maria). ama(marcelo, maria). mulher(x). X=maria; X=joana; X=iolanda Base de Conhecimento 4 :: Consulta Composta Base de Conhecimento 5 ama(vicente, maria). ama(marcelo, maria). ama(marcelo,x), mulher(x). X=maria. ama(abobrinha,x), mulher(x). ama(vicente,maria). ama(marcelo,maria). tem_ciumes(x,y) :- ama(x,z), ama(y,z). tem_ciumes(marcelo,w). W=vicente; W=marcelo;

4 Base de Conhecimento 6 Interpretações Semânticas grande(urso). % Cláusula 1 grande(elefante). % Cláusula 2 pequeno(gato). % Cláusula 3 marrom(urso). % Cláusula 4 preto(gato). % Cláusula 5 cinza(elefante). % Cláusula 6 escuro(z) :- % Cláusula 7 preto(z). escuro(z) :- % Cláusula 8 marrom(z). Qual o resultado da consulta: escuro(x), grande(x). X = urso 19 Declarativa: Não depende da ordem das cláusulas nem da ordem dos objetivos dentro das cláusulas. Procedimental: Depende da ordem dos objetivos e cláusulas. Aqui a ordem pode afetar a eficiência de um programa. Operacional: Representa um procedimento para satisfazer a lista de objetivos no contexto de um dado programa. A saída desse procedimento é o valor-verdade da lista de objetivos com a respectiva instanciação de sua variáveis. 20 Execução do Prolog Busca pela Prova programa executor objetivos Agora que conhecemos a unificação, começaremos a aprender como Prolog busca em base de conhecimento para ver se uma consulta é satisfeita. Em outras palavras: nós começaremos a aprender sobre a busca pela prova. sucesso/falha instanciações Exemplo 1: árvore de busca Exemplo 2: árvore de busca base de dados f(a). f(b). g(a). g(b). h(b). k(x) :- f(x), g(x), h(x). k(y). Y=b. consulta K(Y). f(y), g(y), h(y). g(a), h(a). g(b), h(b). h(a). h(b). 23 base de dados consulta ama(vicente,maria). ama(marcelo,maria). tem_ciume(a,b) :- ama(a,c), ama(b,c). tem_ciume(x,y). X=vicente Y=vicente; X=vicente Y=marcelo; X=marcelo Y=vicente; X=marcelo Y=marcelo. ama(b,maria). B=vicente A=vicente C=maria tem_ciume(x,y). X=A Y=B ama(a,c), ama(b,c). B=marcelo ama(b,maria). B=vicente A=marcelo C=maria B=marcelo 24 4

5 Referência Luis, A. M. Palazzo, Introdução à Programação Prolog, Educat, Slides da Profa Solange ICMC-USP Inteligência Artificial. 25 5