Sintaxis básica de Prolog.

• Conceptos básicos.
• Prolog.
• Predicados.
• Hechos.
• Reglas.
• Variables.
• Operadores aritméticos.
• Operadores relacionales.
• Operadores de igualdad.
• Comentarios.
• Recursividad.
• Listas.
• Ejemplos.
• Problema 1.
• Factorial recursivo.

Es un lenguaje de programación declarativo, lo que significa que, se centra en la lógica del algoritmo mas que en el control de la secuencia (imperativo). Ejemplo de lenguajes declarativos: SQL, Prolog, Html, Xml, etc...

Prolog bastante conocido en el área de la Ingeniería Informática para investigación en la IA.

Su paradigma es lógico, lo que conlleva a construir una base de conocimiento (un archivo plano con extensión .pl o .pr) compuesto por predicados, hechos y reglas, la cual será consultada y el sistema sólo responderá con true, false o un valor.

Para el desarrollo de una base de conocimiento y de consultas, se puede utilizar el IDEs SWI-Prolog,J-prolog (java), Win-prlog, SWI-prolog, Eclipse.

Un predicado es cuando se afirma algo del sujeto o hablan del sujeto, por ejemplo: "Juan es alto". En la base de conocimiento de prolog, un predicado se denota así:

alto(juan). % José es alto.

Para Prolog, esto también sería un hecho, debido que afirma que Juan es alto si o si, lo que significa que Prolog supone que todos los hechos declarados en la base de conocimientos son verdaderos.

Si quiero consultar la base, sería:

?- alto(juan).
true

En Prolog, los hechos son predicados que prolog va asumir que son verdaderos. Ejemplo:

padreDe(juan, maria). % juan es padre de maria.

Una regla se define para confirmar si un hecho es o no es lo que dice afirmar. Las reglas está compuestas de una cabeza (que es un hecho) y un cuerpo. Dicho cuerpo está compuesto por otras series de hechos para poder confirmar si la cabeza declarada es verdadero o falso.

Sintaxis:

cabeza(argumento1, ..., argumentoN) :- otrosHechos(argumento1, ..., argumentoN).

Ejemplo:

padre(juan, maria) :- hija(maria, juan). % Juan es padre de Maria, si Maria es hija de Juan.

El simbolo :- se lee como si.

El cuerpo de las reglas pueden estar compuestas de operadores lógicos como el AND, que se representa con , y OR, que se representa con el ;. Ejemplo:

abuelo(juan, pepe) :- hijo(pepe, pedro), padre(juan, pedro).
% juan es abuelo de pepe, si pepe es hijo de pedro y juan es padre de pedro.

Se denotan empezando con la letra mayúscula y sirven para tomar un valor y mostrarlo en la consulta.

?- alto(X). 
X = Juan

NOTA: Con ; pregunto de nuevo a la base de conocimiento, si existe otra afirmación. Ejemplo:

?- alto(X). 
X = Juan;
X = Maria;
X = Pepe;
false

También, se pueden enviar constantes los cuales ya deben estar definidos en los hechos de la base. Ejemplo:

?- alto(juan). 
true

Estas operaciones sólo se realizan por medio del operador is. Ejemplo:

% Reglas:
% La variable Valor retorna el resultado de la operación.

suma(X, Y, Valor) :- Valor is X + Y.
resta(X, Y, Valor) :- Valor is X - Y.
multi(X, Y, Valor) :- Valor is X * Y.
divi(X, Y, Valor) :- Valor is X / Y.
es_par(X) :- 0 is X mod 2. % retorna true o false si X es par o no.

Ejemplo función = unificación.

?- X + Y = 3 + 5.
X = 3, 
Y = 5.

?- X = 3 + 5.
X = 3 + 5.

Ejemplo función =:= mismo valor.

?- 3*3 =:= 9.
True

Podemos realizar comentarios en la base de conocimientos. Para comentarios con múltiples lineas, los encerramos con /* */ y para comentarios de una sóla linea, anteponemos el %.

En el paradigma de programación declarativa, no se puede realizar iteraciones. Por lo tanto, se utiliza el método de la recursión, el cual, consiste el llamado de la misma regla dentro de su cuerpo.

Ejemplo: Recursividad de un número factorial.

En la base de conocimiento:

factorial(0, 1).
factorial(X, Y) :- 	X > 0, Xmenos1 is X - 1, factorial(Xmenos1, Z), Y is X * Z.

Una consulta de ejemplo, sería: factorial(5, N).

El caso base, sería: factorial(0, 1). y en realidad no es una regla sino un hecho, de que el factorial de 0 es 1. La siguiente linea si consiste en una regla que define el caso general de la recursividad para un factorial, sólo que tiene más pasos de lo acostumbrado a como se hace en POO:

if(n == 0){
	return 1; // -> caso base
} else {
	return n * factorial(n-1). // -> caso general.
}

Como X debe ser más pequeño en el próximo llamado, en prolog no podemos hacer lo siguiente: factorial(X-1, Z), sino que toca hacer los calculos antes: Xmenos1 is X - 1 y al final hacer la multiplicación por separado: Y is X * Z.

Las listas son colecciones de elementos en Prolog, cerrados en []. Una lista se divide en dos partes: Cabeza, que es el primer elemento de la lista y cola, que es una lista con el resto de los elementos de la lista. La cabeza y la cola de una lista se separan con el símbolo "|".

Sintaxis:

lista([cabeza | cola]).

Ejemplo:

lista([1,2,3]). % lista creada.

Consulta:

?- lista([Cabeza | Cola]).
Cabeza = 1,
Cola = [2, 3, 4, 5].

Dado el siguiente documento, cree las reglas para las consultas solicitadas.

Solución. Desarrollo de la base de conocimiento:

vuelo(cali,	medellin,	hk_4817,	lunes,		[2, 3, 5, 4]).
vuelo(medellin,	bogota,		hk_4812,	lunes,		[5]).
vuelo(bogota,	cartagena,	hk_4817,	miercoles,	[5, 6, 3, 7, 4]).
vuelo(cali,	pasto,		hk_4093,	sabado,		[6, 8, 2]).
vuelo(bogota,	santamarta,	hk_3212,	jueves,		[4, 8, 9, 1, 2]).
vuelo(pasto,	leticia,	hk_3212,	viernes,	[2, 3, 6]).
vuelo(cartagena, sanandres,	hk_4812,	domingo,	[1, 4]).
vuelo(medellin,	leticia,	hk_4093,	martes,		[3, 2, 9, 5]).
vuelo(bogota,	sanandres,	hk_3212,	viernes,	[7, 4]).

ciudad(cali,		1536,	calido,		1000).
ciudad(medellin,	1675,	calido,		1500).
ciudad(bogota,		1539,	templado,	2630).
ciudad(pasto,		1539,	templado,	2527).
ciudad(cartagena,	1533,	calido,		10).
ciudad(santamarta,	1525,	tropical,	5775).
ciudad(leticia,		1867,	calido,		100).

avion(hk_4817,	180,	a320).
avion(hk_4812,	160,	a330-200).
avion(hk_3212,	120,	a330-200).
avion(hk_4093,	200,	a320).


/*
*** Consultas sin reglas ***
Punto 1: vuelo(cali, Destino, _, _, _).
Punto 2: ciudad(Ciudad, _, calido, Altitud).
Punto 3: vuelo(Origen, Destino, _, viernes, Pasaje).
Punto 4: vuelo(bogota, Destino, _, _,_), ciudad(Destino, _, Clima, _).
Punto 5: vuelo(bogota, Destino, _, jueves, _), ciudad(Destino, _, Clima, _).
Punto 6: vuelo(Origen, Destino, Matricula, lunes, _), ciudad(Destino, _, _, Altitud), avion(Matricula, NumAsientos, _).
*/

% Reglas

% Obtener los destinos a los cuales se viajó desde cali.
obtenerPuntoUno(Origen, Destino) :- vuelo(Origen, Destino, _, _,_). 


% Obtener las ciudades y altitud de las ciudades que son de clima calido.
obtenerPuntoDos(Clima, Ciudad, Altitud) :- ciudad(Ciudad, _, Clima, Altitud). 


% Obtener la ciudad de origen, destino y pasajes, de los vuelos realizado el viernes
obtenerPuntoTres(Dia, Origen, Destino, Pasaje) :- vuelo(Origen, Destino, _, Dia, Pasaje). 


% Obtener el nombre y clima de las ciudades a las que se viajó desde bogota
obtenerPuntoCuatro(Origen, Destino, Clima) :- obtenerPuntoUno(Origen, Destino), ciudad(Destino, _, Clima, _).

% Obtener el nombre y clima de las ciudades a las que se viajó desde bogota el dia jueves
obtenerPuntoCinco(Dia, Origen, Destino, Clima) :- obtenerPuntoTres(Dia, Origen, Destino, _), ciudad(Destino, _, Clima, _).

% La ciudad de origen, destino, altitud y número de asientos, de los viajes realizados el lunes
obtenerPuntoSeis(Dia, Origen, Destino, Altitud, NumAsientos) :- vuelo(Origen, Destino, Matricula, Dia, _), 
																ciudad(Destino, _, _, Altitud),
																avion(Matricula, NumAsientos, _).

factorial(0, 1).
factorial(X, Y) :- 	X > 0, Xmenos1 is X - 1, factorial(Xmenos1, Z), Y is X * Z.