Prolog

запрограммированные нами в специальной прологовской нотации, легко поддаются перепрограммированию в различные системы обозначений, выбранные пользователем. Например, отношение конк транслируется на язык "затем - ничего_не_делать" следующим образом. Определение, которое мы использовали до сих пор, имеет вид

        конк( [ ], L, L).

        конк( [X | L1], L2, [X | L3] ) :-

                конк( L1, L2, L3).

В новой системе обозначений оно превращается в

        конк( ничего_не_делать, L, L).

        конк( Х затем L1, L2, Х затем L3) :-

                конк(L1, L2, L3).

Этот пример показывает, как легко наши определения отношений над списками обобщаются на весь класс структур этого типа. Решение о том, какой именно способ записи списков будет использоваться в той или иной программе, следует принимать в соответствии с тем смыслом, который мы придаем списку в каждом конкретном случае. Если, например, список - это просто множество элементов, то наиболее удобна обычная прологовская нотация, поскольку в ней непосредственно выражается то, что программист имел в виду. С другой стороны, некоторые типы выражений также можно трактовать как своего рода списки. Например, для конъюнктов в исчислении высказываний подошло бы следующее спископодобное представление:

истина соответствует пустому списку,

& - оператор для соединения головы с хвостом, определяемый, например, как

            :- ор( 300, xfy, &)

Конъюнкция членов а, b, и с выглядела бы тогда как

            а & b & с & истина

Все приведенные примеры базируются, по существу, на одной и той же структуре, представляющей список. Однако в гл. 8 мы рассмотрели существенно другой способ, влияющий на эффективность вычислений. Уловка состояла в том, что список представлялся в виде пары списков, являясь их "разностью". Было показано, что такое представление приводит к очень эффективной реализации отношения конкатенации.

Материал настоящего раздела проливает свет и на то различие, которое существует между применением операторов в математике и применением их в Прологе. В математике с каждым оператором всегда связано некоторое действие, в то время как в Прологе операторы используются просто для представления структур. Упражнения

9. 1.    Определите отношение

        список( Объект)

для распознавания случаев, когда Объект является стандартным прологовским списком.

Посмотреть ответ

9. 2.    Определите отношение принадлежности к списку, используя систему обозначений, введенную в этой разделе: "затем - ничего_не_делать".

Посмотреть ответ

9. 3.    Определите отношение

        преобр( СтандСпис, Спис)

для преобразования списков из стандартного представления в систему "затем-ничего_не_делать". Например:

        преобр( [а, b], а затем b затем ничего_не_делать)

Посмотреть ответ

9. 4.    Обобщите отношение преобр на случай произвольного альтернативного представления списков. Конкретное представление задается символом, обозначающим пустой список, и функтором для соединения головы с хвостом. В отношении преобр придется добавить два новых аргумента:

        преобр( СтандСпис, Спис, Функтор, ПустСпис)

Примеры применения этого отношения:

        ?-  пpeoбp( [а, b], L, затем, ничего_не_делать).

        L = а затем b затем ничего_не_делать

        ?-  преобр( [а, b, с], L, +, 0).

        L = а+(b+(с+0) )

Посмотреть ответ

9. 1. 2.    Сортировка списков

Сортировка применяется очень часто. Список можно отсортировать (упорядочить), если между его элементами определено отношение порядка. Для удобства изложения мы будем использовать отношение порядка

        больше( X, Y)

означающее, что Х больше, чем Y, независимо от того, что мы в действительности понимаем под "больше, чем". Если элементами списка являются числа, то отношение больше будет, вероятно, определено как

        больше( X, Y) := Х > Y.

Если же элементы списка - атомы, то отношение больше может соответствовать алфавитному порядку между ними.

Пусть

        сорт( Спис, УпорСпис)

обозначает отношение, в котором Спис - некоторый список, а УпорСпис - это список, составленный из тех же элементов, но упорядоченный по возрастанию в соответствия с отношением больше. Мы построим три определения этого отношения на Прологе, основанные на трех различных идеях о механизме сортировки. Вот первая идея:

Для того, чтобы упорядочить список Спис, необходимо:

Найти в Спис два смежных элемента Х и Y, таких, что больше( X, Y), и поменять Х и Y местами, получив тем самым новый список Спис1; затем отсортировать Спис1.