Learn Prolog Now 翻译 - 第十一章 - 知识库相关操做和解决方案的收集 - 第一节， 知识库相关操做

Prolog中有四个知识库相关的操做命令：assert,retract,asserta,assertz。让咱们学习它们是如何使用的。假设从一个空白的知识库开始，若是输入命令：

?- listing.

Prolog会简单地回复true，列表是空白的。

假设咱们输入这个命令：

?- assert(happy(mia)).

Prolog会回复true（assert/1命令始终会成功）。可是重点不是这个命令可以成功，而是它对知识库带来的反作用。若是如今咱们输入：

?- listing.
happy(mia).

即，知识库已经再也不是空白的了：它如今包含了咱们声明的一个事实。

假设咱们继续输入四个assert命令：

?- assert(happy(vincent)).
true

?- assert(happy(marcellus)).
true

?- assert(happy(butch)).
true

?- assert(happy(vincent)).
true

若是咱们如今查询知识库的内容：

?- listing.

happy(mia).
happy(vincent).
happy(marcellus).
happy(butch).
happy(vincent).
true

咱们声明的全部事实如今都存在在知识库中了。注意happy(vincent)在知识库中存在两个，由于咱们声明了两次，看上去是合理的。

咱们使用的知识库操做实际上已经更新了谓词happy/1的含义。更通用地讲，知识库操做命令给予了咱们在运行程序时更新谓词的能力。在运行期间更新谓词定义称为动态谓词，与之相对的是咱们以前定义和使用的静态谓词。大多数Prolog解释器都坚持认为应该显式地声明动态谓词。咱们将会稍后介绍包含动态谓词的例子，如今让咱们继续讨论知识库操做命令。

到此为止，咱们只经过声明往知识库中添加了事实，可是咱们也能够添加规则。假如咱们想要声明一个规则说若是任何人很高兴，那么他就很天真，即：

naive(X) :- happy(X).

咱们能够这么作：

assert((naive(X) :- happy(X))).

请注意这个命令的语法：咱们声明的规则使用一对小括号括起来。若是咱们如今问知识库有哪些内容：

happy(mia).
happy(vincent).
happy(marcellus).
happy(butch).
happy(vincent).

naive(A) :- happy(A).

如今咱们已经了解若是声明新的信息到知识库中，咱们应该也了解若是在不须要这些信息的时候，将它们从知识库中移除。存在一个和assert/1相反的谓词，名为retract/1来达到这个目的。好比，若是咱们使用下面的命令：

?- retract(happy(marcellus)).

而后列出如今知识库中的全部内容：

happy(mia).
happy(vincent).
happy(butch).
happy(vincent).

naive(A) :- happy(A).

能够看到，happy(marcellus)这个事实已经被移除。

若是咱们继续：

?- retract(happy(vincent)).

而后列出如今知识库中的全部内容：

happy(mia).
happy(butch).
happy(vincent).

naive(A) :- happy(A).

请注意第一个happy(vincent)，并且只有第一个这样的事实被移除。

若是想要移除咱们定义的happy/1全部的相关信息，能够使用变量：

?- retract(happy(X)).
X = mia;
X = butch;
X = vincent;
false

如今的知识库中，只剩下一个规则：

?- listing.
naive(A) :- happy(A).

若是咱们但愿对声明的位置有更多的控制，这里有两个assert/1的变种，分别是：

1. assertz。将声明的内容放在知识库的最后。
2. asserta。将声明的内容放在知识库的开头。

好比，假设咱们从一个空白知识库开始，而后给出以下的命令：

?- assert( p(b)), assertz(p(c)), asserta(p(a)).

而后列出知识库中全部的内容：

?- listing.

p(a).
p(b).
p(c).
true

知识库操做是一项有用的技术。特别是用于保存计算结果时，因此在之后再问相同的问题，咱们就能够不用再从新计算一次：咱们只须要在声明的事实中直接查询保存的结果便可。这种技术称为内存化，或者缓存，这种技术在一些应用中能够显著地提高性能。下面是如何使用这项技术的简单示例：

:- dynamic lookup/3.

add_and_square(X, Y, Res) :- lookup(X, Y, Res), !.
add_and_square(X, Y, Res) :- Res is (X + Y) * (X + Y), assert(lookup(X, Y, Res)).

这个程序作了什么？基本上讲，它使用两个数字X和Y，将它们相加，而后进行平方运算得出结果。好比，咱们查询：

?- add_and_square(3, 7, X).
X = 100
true

可是重点在于：程序如何实现？首先，须要注意的是咱们已经声明lookup/3为一个动态谓词。咱们须要在运行时可以修改lookup的定义。其次，请注意定义add_and_square/3时存在两个子句。其中第二个子句是数学运算，而且将结果使用lookup/3谓词保存到知识库中（即，缓存了运算结果）。第一个子句检查Prolog的当前知识库，看是否存在已经运算过的结果，若是存在，就简单地返回结果，并中断第二个子句的执行。

下面是程序运行的例子。假设咱们进行另外一个查询：

?- add_and_square(3, 4, Y).
Y = 49
true

若是咱们如今查询知识库中存在的信息会发现已经包括了：

lookup(3, 7 ,100).
lookup(3, 4, 49).

若是咱们再问Prolog关于3,4相加后平方的查询，将不会再进行计算，而是直接返回已经计算过的结果。

有一个问题：咱们如何删除全部咱们再也不须要的事实，若是咱们输入命令：

?- retract(lookup(X, Y, Z)).

Prolog将会一个一个搜索全部的事实，而后询问咱们是否想要删除它们。可是存在一个更加简便的方式，使用下面的命令：

?- retract(lookup(_, _, _)).

这个命令将会移除知识库中全部lookup/3相关的事实。

关于知识库操做的应用，还有一些建议：虽然这是一项有用的技术，可是知识库操做可以致使一些不美观，难以理解的代码出现；若是你在一个存在不少回溯的程序中大量使用它们，理解程序含义会成为噩梦。它是Prolog中一项没有良好声明性，非逻辑的技术，咱们须要很是当心地使用它。