那迷人的被遗忘的语言：Prolog

在进入正题以前，咱们先一块儿思考一个问题：当咱们在编程时，咱们在作什么？

看到这个问题，有些同窗可能会第一时间要回答：

• 在听音乐
• 在打字
• 在发呆
• 在装做很忙的样子
• ……

呃，我不是那个意思，说认真的：当咱们在编程时，咱们在作什么？

咱们在把所想的「解决方案」转换成计算机可理解的「计算机语言」。

JavaScript, Python, Java, Ruby, C++ …… 等等等等，哪怕是世界上最好的语言 PHP，也大抵如此：「解决方案」->「计算机语言」。

但你有没有想过反过来？「计算机语言」->「解决方案」 这样，咱们使用「计算机语言」描述问题，而计算机来告诉咱们「解决方案」？

或许你会想到人工智能、深度学习等等概念，但那些热门话题不是咱们今天要讨论的。

今天，咱们来一块儿聊聊那迷人的被遗忘的语言：Prolog.

Prolog 简介

Prolog（Programming in Logic）是一种逻辑编程语言。它建立在逻辑学的理论基础之上， 诞生与 1972 年，最初被运用于天然语言等研究领域，距今 46 年历史。当下火热的 JavaScript 语言 23 岁，年龄恰好是 Prolog 的一半。

说到 Prolog 是一种逻辑编程语言，那么跟通常的函数式语言有什么区别呢？答：彻底不是一码事情。在 Prolog 里，最基本的作法是先描述事实（定立对象与对象之间的关系），而后用询问目标的方式来查询各类对象之间的关系，系统会自动进行匹配、回溯，并给出答案。

举个例子：

咱们使用下面的语法来表述一个事实

handsome(ergou).
复制代码

这个语句描述了一个事实：二狗 (ergou) 是无比帅气 (handsome) 的，而后以句号 (.) 结束，代表这个事实描述完毕，无可置疑。

而后接下来咱们在 Prolog 的控制台 (REPL) 里就会获得以下的结论：

?- handsome(X).
X = ergou.

?-
复制代码

其中 ?- 开头的是咱们手动输入的，其余的是 Prolog 返回的。上面的那些操做是：

1. 咱们首先问 Prolog：谁是世界上最帅的人？handsome(X). 其中 X 是大写字母开头，在 Prolog 里全部大写字母开头的都是变量。
2. 而后 Prolog 回答说：X = ergou. ，固然是二狗了！

以上，应该能够算做 Prolog 基本思路的一个演示。你能够去下载适用于你的 Prolog 环境，而后在本身的电脑上把玩一下。

建议使用 SWI Prolog（本文的全部演示代码都是在 SWI Prolog 进行的操做）：www.swi-prolog.org/

安装完毕以后，执行下面三步，便可复现上面的结果：

1. 将事实写入文件

echo 'handsome(ergou).' > fact.prolog
复制代码

2. 启动 Prolog REPL 并加载既定事实：

swipl fact.prolog
复制代码

3. 在 Prolog REPL 内输入如下语句并回车：

handsome(X).
复制代码

谁是我大爷？

刚才的例子是咱们描述了一个事实，而后又让 Prolog 告诉了咱们这个事实，好像没有太大的用途，接下来咱们试着作一下别的事情：

文件名：grandfather.prolog

father(yigou,ergou).
father(linggou,yigou).

grandfather(X,Z) :- father(X,Y), father(Y,Z).
复制代码

看了上面的代码，应该能够理解到，咱们是描述了三个事实：

1. 二狗 (ergou) 的父亲是 一狗 (yigou)
2. 一狗 (yigou) 的父亲是零狗 (linggou)
3. X 是 Z 大爷的前提条件是：X 是 Y 的父亲，Y 是 Z 的父亲

有了这些事实，咱们能够干什么？能够找到二狗爷爷啊！

载入既定事实

swipl grandfather.prolog
复制代码

执行询问语句

?- grandfather(X,yigou).
false.

?- grandfather(X,ergou).
X = linggou.

?-
复制代码

能够看到一狗 (yigou) 是没有爷爷的，二狗 (ergou) 的爷爷是零狗 (linggou) 。

我和小红的共同爱好是什么？

像刚才那个例子，咱们再举一个来加深一下这种思惟方式：

文件名：music.prolog

listen(ergou, bach). % 二狗 听 巴赫
listen(ergou, beethoven). % 二狗 听 贝多芬
listen(ergou, mozart). % 二狗 听 莫扎特
listen(xiaohong, mj).  % 小红 听 迈克尔·杰克逊
listen(xiaohong, dylan). % 小红 听 鲍勃·迪伦
listen(xiaohong, bach). % 小红 听 巴赫
listen(xiaohong, beethoven). % 小红 听 贝多芬
复制代码

上面这些代码描述了二狗和小红的听歌品味，如今若是二狗想要找出本身与小红在听歌品味上的共同之处，该怎么办？

载入既定事实

swipl music.prolog
复制代码

执行询问语句

?- listen(ergou, X),listen(xiaohong,X).
X = bach ;
X = beethoven ;
false.

?-
复制代码

咱们在加载了既定事实以后，开始询问：有什么音乐是二狗 (ergou) 和小红 (xiaohong) 都有在听的呢？

?- listen(ergou, X),listen(xiaohong,X).
复制代码

而后咱们获得了下面的答案：

?- listen(ergou, X),listen(xiaohong,X).
X = bach
复制代码

若是你有在跟着文章手动操做，若是你是个细心的同窗，你会发现此次询问以后光标停留在了 X = bach 这里，而不是换行显示出 ?-。这是为何呢？

这时候 Prolog 是在说：问题还有别的解答，按下 ; 寻求更多，按下 Enter 表示接受当前答案。在上边了例子中，咱们持续按下 ; ，直到返回 false 才停下来。

因而咱们获得了二狗和小红共同欣赏的音乐，是巴赫和贝多芬。

鸡兔同笼问题

接下来咱们来一个经典问题：

今有雉兔同笼，上有三十五头，下有九十四足，问雉兔各几何？

—— 《孙子算经》

翻译成白话文：

有若干只鸡兔同在一个笼子里，从上面数，有35个头，从下面数，有94只脚。问笼中各有多少只鸡和兔？

停！快中止思考！

若是你在使用 JavaScript、Python 等等语言的思路去尝试编程解决问题的话，赶忙停下来，如今咱们要用描述既定事实的方式，让 Prolog 给咱们答案！

文件名：chicken-and-rabbits.prolog

% 首先，咱们引入一个 clpq 的库来帮助咱们进行运算符描述
:- use_module(library(clpq)).

% 而后，咱们定义事实：脑壳的总数量(H) 应当等于 鸡的总数量(C) 加上 兔子的总数量(R)
head(C,R,H) :- {H = C + R}.

% 而后，咱们定义事实：脚的总数量(F) 应当等于 鸡的总数量(C)乘以二 加上 兔子的总数量(R)乘以四
foot(C,R,F) :- {F = C*2 + R*4}.
复制代码

咱们定义好了事实，那么接下来让咱们去询问 Prolog 答案：

载入既定事实

swipl chicken-and-rabbits.prolog
复制代码

执行询问语句

?- head(C,R,35),foot(C,R,94).
C = 23,
R = 12.
复制代码

答：鸡有 23 只！兔有 12 只！

哈哈哈哈，没错！不再须要去绞尽脑汁思考怎么告诉计算机去计算啦！只须要告诉 Prolog 既定事实，剩下的，就是提出正确的问题啦！

古老的 Prolog 在计算机科学中的逐渐退热，必然有对应的缘由，但这种语言所特有的思惟方式，也不妨去探寻一下。在当下的编程氛围里，或许 Prolog 就像是夏日的一杯加冰柠檬水，给咱们带来凉爽和清新呢！

好了，关于 Prolog 的讨论，咱们今天就到这里了，多谢各位！

还有更多关于 Prolog 的资料，感兴趣能够继续阅读：

• Prolog - Wikipedia
• SWI-Prolog
• SWI-Prolog manual / clpqr
• Introduction to the Programming Language PROLOG: A Language for Logic Programming and Symbolic Computation

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文 / 王二狗 职业程序员，周末爱好者

编 / 荧声

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