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Prática: Programação lógica em Prolog

A execução de programas Prolog é implementada como um processo de busca sobre a base que contém fatos e regras. Veja mais sobre isso nestes slides. Nesta prática, vamos fazer alguns exercícios que ilustram esse processo.

Aquecimento

1. Baixe o programa simpsons-flintstones.pl.

2. Faça as execuções passo-a-passo que estão nos slides.

Lembrete: Para desativar o modo trace, use nodebug.

Exercícios com trace

1. Copie o código Prolog abaixo para dentro de um arquivo .pl.

   ismember(X, [X|_]).        % ismember(X, [Head|Tail]) is true if X = Head 
                              % that is, if X is the head of the list
   ismember(X, [_|Tail]) :-   % or if X is a member of Tail,
     ismember(X, Tail).       % ie. if ismember(X, Tail) is true.

2. Carregue o arquivo no SWI-Prolog e execute as seguintes consultas no modo trace. Sempre que o interpretador parar mostrando um resultado, digite ";" para continuar. O prompt do interpretador vai ser mostrado quando não houver mais continuidade possível.

   ?- trace.
   [trace]  ?- ismember(a,[a,b,c,d]).
   [trace]  ?- ismember(a,[b,c,d,a]).
   [trace]  ?- ismember(z,[a,b,c,d]).
   [trace]  ?- ismember(X,[a,b,c]).
   

Exercícios com cut

Em Prolog, o operador ! (leia-se: cut) é usado para impedir o retrocesso (backtracking) na avaliação de um predicado. Por exemplo, na avaliação de uma regra, se uma variável X recebe um valor 1 e depois é feito um cut, o processo de inferência Prolog vai considerar que o valor 1 é a única instância possível para X, mesmo que existam outras possibilidades na base de dados.

1. Copie o código Prolog abaixo para um arquivo .pl.

   b(2).
   b(3).
   c(4).
   c(5).
   regra1(X, Y) :- b(X), c(Y).
   regra2(X, Y) :- b(X), !, c(Y).

2. Considerando o programa acima, qual será o resultado da seguinte consulta?

   ?- regra1(X,Y).
   

   Execute a consulta e verifique se sua resposta está correta. Obs: use ; para buscar todas as respostas possíveis.

3. Ainda considerando o mesmo programa, qual será o resultado da seguinte consulta?

   ?- regra2(X,Y).
   

   Execute a consulta para verificar se sua resposta está correta, lembrando de usar ; para buscar todas as respostas possíveis.

4. Ative o modo de rastreamento (trace) e re-execute as consultas acima. Observe a ocorrência de backtracking (Redo) nos 2 casos.

5. Baixe o programa fatoriais.pl e carregue-o no SWI-Prolog.

6. Execute a consulta abaixo e use ; para verificar se há outras respostas possíveis.

   ?- fatv1(3,N).
   

7. A consulta acima deve ter gerado um erro depois que for digitado ;. Você consegue identificar o motivo deste erro?

8. Para melhor entender o erro acima, ative o modo trace e re-execute a consulta:

   ?- trace.
   true.
   [trace]  ?- fatv1(3,N).
   

   Dica: quando você cansar de rastrear a execução passo-a-passo, digite a (abort) no lugar de Enter.

9. Analise o código em fatoriais.pl, comparando os predicados fatv2 e fatv3 com o predicado fatv1.

10. Execute as consultas abaixo, digitando ; após cada resposta. Compare os resultados com os da consulta anterior (fatv1).

    ?- fatv2(3,N).
    ?- fatv3(3,N).
    

11. Ative o modo trace e re-execute as consultas acima, acompanhando suas execuções.

12. Você consegue identificar alguma vantagem de fatv2 sobre fatv3?