Изучение и исследование рекурсивных структур данных в языке Visual Prolog на примере списков.

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]

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

1. Напишите на языке Visual Prolog программу, реализующую заданные операции над списками в соответствии с индивидуальным вариантом задания.
2. Произведите отладку программы в системе Visual Prolog для запросов на решение прямой и обратной задачи и задачи на перебор вариантов.
3. Постройте трассу программы при выполнении каждого запроса.

Варианты к лабораторной работе №3

• 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.