Лабораторная работа №3: Рекурсивные структуры данных. Списки

Цель работы

Основные теоретические положения

Пролог позволяет определить и использовать рекурсивные типы данных. Примерами рекурсивных типов данных служат списки и деревья. Список -- это объект данных, содержащий конечное число других объектов (элементов списка). Список, содержащий числа 1, 2 и 3, записывается следующим образом: [1, 2, 3].

Для объявления списка используется следующее описание домена:

domains integerlist=integer*

Список является рекурсивным составным объектом, он состоит из двух частей:

головы списка -- первого элемента списка;

хвоста списка -- списка, включающего все последующие элементы.

Пусть имеется список [1|[2, 3]]. Тогда головой списка будет элемент 1, а хвостом [2, 3].

Так как список имеет рекурсивную составную структуру, для работы со списками используется рекурсия.

Пример 1. Вывод элементов списка.

domains integerlist=integer* predicates printlist (integerlist) clauses printlist ([]):- !. % Для пустого списка ничего не делать printlist ([H|T]):- write (H), nl, printlist (T). % Для непустого списка % отделить голову, % вывести ее, % продолжить вывод для % хвоста списка

Пример 2. Необходимо преобразовать список, элементами которого являются целые числа, инвертируя знак элементов списка, то есть положительные числа преобразовать в отрицательные, отрицательные в положительные, для нулевых значений никаких действий не предпринимать.

Придется рассмотреть два случая -- для непустого и пустого списков. Преобразование пустого списка дать в результате также пустой список. Если же список не пуст, то следует рекурсивно выполнять отделение головы списка, ее обработку и рассматривать полученный результат как голову списка-результата.

domains intlist=integer* predicates inverting (intlist, intlist) processing (integer, integer) clauses % обработка пустого списка дает, в результате, тоже пустой список inverting ([ ], [ ]):- !. % если список непустой, отделить голову, обработать ее, % и добавить в качестве головы списка-результата inverting ([H | T], [Inv_H | Inv_T]):- processing (H, Inv_H), inverting (T, Inv_T). % предикат processing выполняет действия по обработке элемента списка в % зависимости от его знака, предикат имеет два предложения, % так как нужно рассмотреть два варианта: ненулевое и нулевое значения processing (0, 0):- !. processing (H, Inv_H):- Inv_H=-H. goal inverting ([-2, -1, 0, 1, 2], Inv_List), write("Inv_List=", Inv_List).

Результат работы программы:

Inv_List=[2, 1, 0, -1, -2]

Постановка задачи

Реализовать на языке Visual Prolog программу, выполняющую заданные операции над списками в соответствии с индивидуальным вариантом задания.

Порядок выполнения работы

Напишите на языке Visual Prolog программу, реализующую заданные операции над списками в соответствии с индивидуальным вариантом задания.

Произведите отладку программы в системе Visual Prolog для запросов на решение прямой и обратной задачи и задачи на перебор вариантов.

Постройте трассу программы при выполнении каждого запроса.

Варианты заданий

Варианты к лабораторной работе №3

Содержание отчёта

Цель работы.

Краткое изложение основных теоретических понятий.

Постановка задачи с кратким описанием порядка выполнения работы.

Трассы выполнения запросов и объяснение результатов их выполнения.

Общий вывод по проделанной работе.

Код программы.