Структура программы на Турбо Прологе

Программа на Турбо Прологе состоит из следующих семи разделов:

· директивы компилятора;

· CONSTANTS - раздел описания констант;

· DOMAINS - раздел описания доменов;

· DATABASE - раздел описания предикатов внутренней базы данных;

· PREDICATES - раздел описания предикатов;

· CLAUSES - раздел описания предложений;

· GOAL - раздел описания внутренней цели.

В программе не обязательно должны быть все эти разделы. Так, например, она может состоять из одного описания цели:

GOAL write("hello"),readchar(_).

Эта программа, вполне в императивном духе, выведет сообщение (с помощью стандартного предиката write) и будет ожидать нажатия пользователем любой клавиши (стандартный предикат readchar читает символ).

Однако, как правило, программа содержит, по меньшей мере, разделы PREDICATES и CLAUSES.

Если программа запускается в среде разработки Турбо Пролога, то раздел GOAL необязателен. При написании же программы, не зависящей от среды разработки, в ней необходимо указать внутреннюю цель.

В программе может быть несколько разделов описаний DOMAINS, PREDICATES, DATABASE и CLAUSES. Однако разделов GOAL не может быть в программе более одного.

Порядок разделов может быть произвольным, но при этом константы, домены и предикаты должны быть определены до их использования. Однако в разделе DOMAINS можно ссылаться на домены, которые будут объявлены позже.

Рассмотрим разделы немного подробнее.

Директивы компилятора

В самом начале программы можно расположить одну или несколько директив компилятора, которые дают компилятору дополнительные инструкции по обработке программы.

Давайте для примера рассмотрим несколько наиболее широко используемых директив компилятора.

Директива trace применяется при отладке программы для трассирования. Этот процесс немного похож на пошаговое выполнение императивной программы с отслеживанием значений переменных. Трассировка позволяет пользователю наблюдать за ходом выполнения программы. Если после ключевого слова trace указаны имена предикатов через запятую, то трассировка идет только по этим предикатам. В противном случае - по всем предикатам программы. После завершения отладки трассировку нужно выключить, чтобы компилятор мог осуществить оптимизацию хвостовой рекурсии, о которой рассказывалось в предыдущей лекции.

Во время исполнения программы при включенной трассировке в специальном окне трассировки будет отображаться следующая информация:

· после слова "CALL" будет указано имя выполняемого предиката (текущая подцель) и его параметры; *

· после слова "FAIL" будет выводиться имя текущей подцели, которая не была достигнута;

· после слова "RETURN" будет выводиться результат вычисления текущей подцели, в случае успеха. При этом если у подцели есть еще альтернативы, к которым возможен возврат, то перед именем предиката высвечивается звездочка (" * ");

· слово "REDO" перед именем предиката указывает на то, что произошел возврат и происходит вычисление альтернативного решения.

Переход от подцели к подцели вызывается нажатием функциональной клавиши F10. При этом в окне редактирования выполняющуюся подцель указывает курсор, она также отображается в окне трассировки с параметрами и дополнительной информацией.

Директива nowarnings используется для подавления предупреждения системы о том, что какая-то переменная встречается в предложении только один раз. Эту директиву стоит использовать только в хорошо отлаженных программах. Как правило, для подавления такого предупреждения ("WARNING: The variable is only used once") достаточно заменить переменную, которая встретилась только один раз, на анонимную переменную.

С помощью директивы include, при компиляции в исходный текст, можно вставить содержимое некоторого файла.

Заметим, что многие директивы компилятора могут быть не только расположены в тексте программы, но и установлены в меню среды разработки Турбо Пролога (Options-> Compiler Directives). Значение директивы компилятора, указанное в тексте программы, имеет более высокий приоритет, чем значение, установленное в меню.

Раздел описания констант

Раздел, озаглавленный зарезервированным словом CONSTANTS, предназначен для описания констант. Объявление константы имеет вид:

<имя константы>=<значение>

Имя константы должно быть идентификатором, то есть оно может состоять из английских букв, цифр и знака подчеркивания, причем не может начинаться с цифры.

Каждое определение константы должно размещаться в отдельной строке.

Например:

CONSTANTSpi=3.14bgi_path="c:\\prolog\\bgi"

В разделе описания констант можно использовать в качестве первого символа имени константы прописные символы, потому что в этом разделе прописные и строчные символы не различаются. Однако при использовании констант в разделе описания предложений нужно задействовать в качестве первого символа имени константы только строчные символы, чтобы Пролог-система не восприняла константу как переменную.

Разделов описания констант может быть несколько, но каждая константа должна быть определена до ее первого использования.

Раздел описания доменов

Раздел описания доменов является аналогом раздела описания типов в обычных императивных языках программирования и начинается с ключевого слова DOMAINS.

В Турбо Прологе имеются стандартные домены, которые не нужно указывать в разделе описания доменов. Основные стандартные домены - это:

integer - целое число (из промежутка -32768...32767);

real - действительное число (лежащее между ±1e-307...±1e308);

char - символ, заключенный в одиночные апострофы;

string - последовательность символов, заключенная в двойные кавычки;

symbol - символическая константа (начинающаяся со строчной буквы последовательность букв латинского алфавита, цифр и знаков подчеркивания или последовательность любых символов, заключенная в кавычки). Этот домен соответствует понятию атома, с которым мы познакомились во второй лекции;

file - файл (подробному изучению файлов будет посвящена лекция 12).

В разделе описания доменов объявляются любые нестандартные домены, используемые в качестве аргументов предикатов.

Объявление домена имеет следующий вид:

<имя домена>=<определение домена>

или

file=<имя файлового домена1>;...;<имя файлового доменаN>

Удобно использовать описание доменов для сокращения имен стандартных доменов. Например, чтобы не писать каждый раз integer, можно написать следующее:

DOMAINSi=integer

и далее использовать вместо ключевого слова integer односимвольное обозначение i.

Из доменов можно конструировать составные или структурные домены (структуры). Структура описывается следующим образом:

<имя структуры>=<имя функтора>(<имя домена первой компоненты>,...,<имя домена последней компоненты>) [;<имя функтора>(...)]*

Каждая компонента структуры в свою очередь может быть структурой. Например, структура, описывающая точку на плоскости и имеющая две компоненты (координаты точки)

point = p(integer, integer)

может входить в качестве компоненты в более сложную структуру, описывающую треугольник:

triangle = tr(point, point, point)

В описание структуры могут входить альтернативы, разделенные символом "; " или ключевым словом " or ".

Так, структуру, описывающую точку и на плоскости, и в пространстве, можно задать следующим образом:

point = p(integer, integer);p(integer, integer, integer).

Описание файлового домена имеет вид:

file = <символическое имя файла 1>;...;<символическое имя файла N>

Для представления данных в Турбо Прологе, в отличие от стандартных алгоритмических языков программирования, используются не массивы, а списки. Подробнее списки будут рассмотрены в следующей лекции, а пока заметим, что списковый домен задается следующим образом:

<имя спискового домена>=<имя домена элементов списка>*

Например, список целых чисел описывается так:

list_of_integer=integer*