Программирование на языке Clips

 

NOT AND F A T B.

 

Легче всего восстановить исходный вид выражения, представленного  в польской нотации, просматривая его  справа налево. При этом операнды считываются  до тех пор, пока не встретится объединяющий их оператор. Полученное выражение оказвается операндом следующего оператора. В представленном выше выражении В является операндом одноместного оператора Т, а пара операндов Т(В) и F(A) объединяется оператором AND.

Задавшись таким способом представления составных высказываний, сформируем правило выполнения отрицания дизъюнктивной и конъюнктивной форм, в котором будет использоваться функция flip, заменяющая “T” на “F” и наоборот.

 

(defrule not-or

       ?F <- (claim (content NOT OR ?P ?X ?Q ?Y))

=>

       (modify ?F (content AND (flip ?P)  ?X (flip ?Q)  ?Y))

)

(defrule not-and

        ?F <- (claim (content NOT AND ?P ?X ?Q ?Y))

=>

        (modify ?F (content OR (flip ?P)  ?X  (flip ?Q)  ?Y))

)

Использование функции flip упрощает преобразование и позволяет перейти от выражения

 

NOT AND F A T B

 

Прямо к

           OR T A F B,

Минуя

          OR NOT F A NOT T B.

Функция flip определена следующим образом:

 

(deffunction flip (?P)

          (if (eq ?P T) then F else T)

)

Для упрощения мы ограничимся утверждениями в виде простых дизъюнкций или конъюнкций вида

T(A)vT(B)

Или

F(A)^T(B),

Но не будем использовать более  сложные утверждения в форме

F(B)^(T(A)vT(B))

Или

-(F(A)vF(B))^(T(A)vT(B)),

поскольку для решения большинства  интересных головоломок вполне достаточно простых выражений.

Наибольшие сложности при модификации  нашей программы связаны с  обработкой дизъюнктивных выражений, поскольку вывод о наличии  противоречия может быть сделан только после завершения анализа всех членов операндов дизъюнкции. Напрмер, нет противоречия между F(A) и T(A)vF(B). Противоречие, которое обнаружится при обработке первого операнда дизъюнкции Т(А) в предположении F(A), будет локальным в контексте Т(А). Но если мы вернемся к исходной дизъюнкции и попробуем проанализировать контекст F(B), то никакого противоречия обнаружено не будет, и, следовательно, интерпретация найдена.

Реализовать такой анализ локальных  и глобальных противоречий можно, добавив  в шаблон объекта claim атрибут contest:

 

(deftemplate claim

         (multifield content (type SYMBOL))

         (multifield reason (type INTEGER)  (default 0))

         (field scope (type SYMBOL))

         (field context  (type INTEGER)  (default 0))

)

Значение 0 в поле context означает, что мы имеем дело с глобальным контекстом, значение 1 – с локальным контекстом левого операнда, а значение2 – с локальным контекстом правого операнда дизъюнкции. Пусть, например, анализируется дизъюнкция

    T(A)vF(B),

Причем Т(А) будет истинным в  контексте 1, а F(B) – истинным в контексте 2. В этом случае все выражение будет истинным глобально, т.е. в контексте 0.

Структуру объекта world также нужно модифицировать – внести в нее поле context. Это позволит отслеживать ход вычислений. Пусть, например, объект world имеет вид

 

(world (tag 1)  (scope truth)  (context 2)).

 

Это означает, что данный «мир»  создан следующей парой предположений:

• истинно высказывание, имеющее идентификатор (tag), равный 1, и
• правый операнд утверждения, которое содержится в этом высказывании, имеет значение «истина».

Новый вариант шаблона объекта world приведен ниже.

 

;; Объект world представляет контекст,

;; сформированный определенными  предположениями

;; о правдтвости или лживости  персонажей.

;; Объект имеет уникальный идентификатор  в поле tag,

;; а смысл допущения – истинность  или лживость –

;; фиксируется в поле scope.

;; В поле context сохраняется текущий контекст

;; анализируемого операнда дизъюнкции.

;; 0 означает глобальный контекст  дизъюнкции,

;; 1 означает левый операнд,

;; 2 означает правый операнд.

(deftemplate world

        (field tag (type INTEGER)  (default 1))

        (field scope (type SYMBOL)  (default truth))

        (field context (type INTEGER)  (default 0))

)

Следующий шаг – разработка правил, манипулирующих контекстом. Приведенное  ниже правило формирует контекст для левого операнда дизъюнкции.

 

(defrule left-or

        ?W <- (world (tag ?N)  (context 0))

        (claim (content OR ?P ?X ?Q ?Y)  (reason ?N)

                (scope ?V))

=>

        (modify ?W  (context 1))

        (assert  (claim

                 (content ?P ?X)  (reason ?N)  (scope ?V)          

                              (context 1)))

)

Это правило устанавливает значение 1 в поле context объекта world т формирует соответствующий объект claim.

По этому же принципу разработаем  правило для формирования контекста правого операнда дизъюнкции.

 

(defrule right-or

        ?W <- (world (tag ?N)  (context 1))

        (claim (content OR ?P ?X ?Q ?Y)  (reason ?N)

               (scope ?V))

=>

        (modify ?W (context 2))

        (assert  (claim

                (content ?Q ?Y)  (reason ?N)  (scope ?V)

                (context 2))

)

 

 

Упражнение 2

 

Разработайте самостоятельно правило, которое оперировало бы с объектом claim содержим утверждение в конъюнктивной форме, как показано ниже.

 

(claim  (content AND T A F B ) (reason 1) (scope truth))

 

Это правило должно разделить такое  утверждение на два: суть первого  – утверждение, что А – правдолюбец, а второго – утверждение, что  В – лжец. Новяе объекты claim должны существовать в текущем контексте, определенном в объекте world.

 

Далее разработаем правила, чувствительные к контексту, которые будут выявлять наличие противоречий в анализируемых  утверждениях.

 

;; Выявление противоречия между  предположением о 

;; правдивости и следующими из  него фактами

;; в разных контекстах одного и того же объекта world.

(defrule contra-truth-scope

         (declare (salience 10))

         (world (tag ?N) (scope truth) (context ?T))

         (claim

                  (content T ?X) (reason ?N) (scope truth)

                  (context ?S&: (< ?S ?T)))

         ?Q <- (claim (content P ?x) (reason ?N)

                   (scope truth) (context ?T))

=>

         (printout t “Disjunct “  ?T

                    “ is inconsistent with earlier truth context. “

;; “Дизъюнкт “ ?T

;; “ противоречит ранее установленному контексту правдивости. “

              crlf)

              (retract ?Q)

)

;; Выявление противоречия  между предположением о

;; лживости и следующими  из него фактами

;; в разных контекстах  одного и того же объекта world.

(defrule contra-falsity-scope

        (declare (salience 10))

        ?W <- (world (tag ?N) (scope falsity) (context ?T))

        (claim

               (content F ?X) (reason ?N) (scope falsity)

               (context ?S&: (< ?S ?T)))

        ?Q <- (claim (content T ?X) (reason ?N)

               (scope falsity) (context ?T))

=>

        (printout t “Disjunct “ ?T

               “ is inconsistent with earlier falsity context. “

;; “Дизъюнкт” ?T

;; “ противоречит ранее установленному контексту лживости. “

               crlf)

   retract ?Q)

)

Нам потребуется модифицировать и  прежний вариант правила contra-truth.

;; Выявление противоречия между  предположением о

;; правдивости и следующими из него фактами

;; в одном и том же контексте  оджного и того же объекта  world.

(defrule contra-truth

       (declare (salience 10))

       ?W <- (world (tag ?N) (scope truth))

       ?P <-  (claim (content T ?X) (reason ?N) (context ?S)

               (scope truth))

       ?Q <- (claim (content F ?X) (reason ?N) (context ?S)

               (scope truth))

=>

       (printout t

               “Statement is inconsistent if “?X “ is a knight”

;; “Высказывание противоречиво, если “? X

;; “ правдолюбец.”

           crlf)

    (retract ?Q)

    (retract ?P)

    (modify ?W (scope falsity) (context 0)

)

 

;; Выявление противоречия между  предположением о

;; лживости и следующими из  него фактами

;; в одном и том же контексте  одного и того же объекта  world.

(defrule contra-falsity

       (declare (salience 10))

       ?W <- (world (tag ?N) (scope falsity))

       ?P <- (claim (content F ?X) (reason ?N) (context ?S)

             (scope falsity))

       ?Q <- (claim (content T ?X) (reason ?N) (context ?S)

             (scope falsity))

=>

       (printout t

             “Statement is inconsistent whether “ ?X

                       “ is a knight or knave.”

;; “Высказывание противоречиво, независимо от того,”

;; “является ли “ ?X “ прадолюбцем или лжецом.”

             crlf)

    (modify ?W (scope contra)

)

Поскольку теперь постановка задачи усложнилась по сравнению с вырожденным  случаем, имеет смысл включить в  программу распечатку предположений о характеристиках персонажей, упомянутых в высказываниях.

 

(defrule consist-truth

        (declare (salience -10))

         ?W <- (world (tag ?N) (scope truth)

        (statement (speaker ?Y) (tag ?N))

=>

        (printout t

        “Statement is consistent:”

;; “Высказывание непротиворечиво:”

     crlf)

     (modify ?W (scope consist)

) 

 

(defrule consist-falsity

      (declare (salience -10))

      ?W <- (world (tag ?N) (scope falsity))

      (statement (speaker ?Y (tag ?N))

=>

      (printout t

             “Statement is consistent:”

;; “Высказывание непротиворечиво:”

             crlf)

      (modify ?W (scope consist)

)

(defrule true-knight

      (world (tag ?N) (scope consist))

      ?C <- (claim (content T ?X) reason ?N)

=>

      (printout t

      ?X “is a knight”

;;    ?X “ – правдолюбец”

               crlf)

          (retract ?C)

)

(defrule false-knave

        (world (tag ?M) (scope consist))

        ?C <- (claim (content F ?X) (reason ?N))

=>

        (printout t

               ?X “ is a knave”

;;      ?X “ – лжец”

                  crlf)

        (retract ?C)

)

Ниже приведенное правило разделения операции конюънкции, которое ранее  мы предлагали вам разработать самостоятельно. Обратите внимание на то, что в нем  также отслеживается контекст, хотя в данном случае без этого можно было бы и обойтись.

 

(defrule conj

       (world (tag ?N) (context ?S))

       (claim (content AND ?P ?X ?Q ?Y) (reason ?N)

                (scope ?V))

=>

       (assert (claim

                (content ?P ?X) (reason ?N) (scope ?V)

                (context ?S)))

       (assert  (claim

                (content ?Q ?Y) (reason ?N) (scope ?V)

                (context ?S)))

)

Прежде чем запустить программу  на выполнение, сформируем исходные факты  в соответствии с условиями задачи Р4:

 

(deffacts the-facts

        (world)

        (statement (speaker A) (claim AND F A F B ) (tag 1))

)

После запуска программы в режиме трассировки интерпретатор сформирует распечатку процесса ее выполнения, приведенную  в листинге А.2.

 

Листинг А.2. Трассировка решения задачи Р4