Иван Братко - Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта

• Название: Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта
• Автор: Иван Братко
• Издательство: Мир
• Жанр: Программирование
• Год: 1990
• ISBN: 5-03-001425-Х

Книга известного специалиста по программированию (Югославия), содержащая основы языка Пролог и его приложения для решения задач искусственного интеллекта. Изложение отличается методическими достоинствами — книга написана в хорошем стиле, живым языком. Книга дополняет имеющуюся на русском языке литературу по языку Пролог.

Для программистов разной квалификации, специалистов по искусственному интеллекту, для всех изучающих программирование.

---

% Библиотека предикатов для окончания

% "король и ладья против короля"

% Позиция представлена стуктурой:

% ЧейХод..Бх : Бу..Лх : Лу..Чх : Чу..Глуб

% ЧейХод - с чьей стороны ход в этой позиции ('б' или 'ч')

% Бх, Бу - координаты белого короля

% Лх, Лу - координаты белой ладьи

% Чх, Чу - координаты черного короля

% Глуб - глубина, на которой находится эта позиция в дереве

% поиска

% Отношения выбора элементов позиции

чей_ход( ЧейХод.._, ЧейХод).

бк( _..БК.._, БК).                % Белый король

бл( _.._..БЛ.._, БЛ).             % Белая ладья

чк( _.._.._..ЧК.._, ЧК).          % Черный король

глуб( _.._.._.._..Глуб, Глуб).

восст_глуб( ЧХ..Б..Л..Ч..Г, ЧХ..Б..Л..Ч..0).

  % Формируется копия позиции, глубина устанавливается в 0

% Некоторые отношения между клетками доски

сосед_чсл( N, N1) :- % Соседнее число "в пределах доски"

 ( N1 is N + 1;

   N1 is N - 1 ),

 внутри( N1).

внутри( N) :-

 N > 0, N < 9.

сосед_диаг( X : Y, X1 : Y1) :-

  % Соседние клетки по диагонали

 сосед_чсл( X, X1 ), сосед_чсл( Y, Y1).

сосед_верт( X : Y, X : Y1) :-

  % Соседние клетки по вертикали

 сосед_чсл( Y, Y1).

сосед_гор( X : Y, X1 : Y) :-

  % Соседние клетки по горизонтали

 сосед_чсл( X, X1).

сосед( S, S1) :-

  % Соседние клетки (предпочтение - диагонали)

 сосед_диаг( S, S1);

 сосед_гор( S, S1);

 сосед_верт( S, S1).

конец_игры( Поз) :-

 мат( Поз).

% Предикаты, ограничивающие ходы

% Специализированное генераторы ходов вида:

% ход( Ограничение, Поз, Ход, Поз1)

ход( глубина < Макс, Поз, Ход, Поз1) :-

 глуб( Поз, Г),

 Г < Макс, !.

ход( глубина = Г, Поз, Ход, Поз1) :-

 глуб( Поз, Г), !.

ход( сначала диаг, б..Б..Л..Ч..Г, Б-Б1,

 ч..Б1..Л..Ч..Г1) :-

 Г1 is Г + l,

 сосед( Б, Б1),

  % "сосед" порождает сначала диагональные ходы

 not сосед( Б1, Ч), % Не попасть под шах

 Б1 \== Л.          % Не столкнуться с ладьей

ход( ход ладьей, б..Б..Лх : Лу..Ч..Г, Лх : Лу-Л,

 ч..Б..Л..Ч..Г1) :-

 Г1 is Г + 1,

 коорд( I),                       % Число между 1 и 8

 ( Л = Лх : I; Л = I : Лу),

  % По горизонтали или по вертикали

 Л \== Лх : Лу,                   % Обязательно двигаться

 not мешает( Лх : Лу, Б, Л).      % Мешает белый король

ход( ход_шах, Поз, Л-Лх : Лу, Поз1) :-

 бл( Поз, Л),

 чк( Поз, Чх : Чу),

 ( Лх = Чх; Лу = Чу),

  % Ладья и черный король на одной линии

 ход( ход_ладьей, Поз, Л-Лх : Лу, Поз1).

ход( разреш, б..П, М, П1) :-

 ( Огр = сначала_диаг; Огр = ход ладьей),

 ход( Огр, б..П, М, П1).

ход( разреш, ч..Б..Л..Ч..Г, Ч-Ч1, б..Б..Л..Ч1..Г1) :-

 Г1 is Г + 1,

 сосед( Ч, Ч1),

 not шах( б..Б..Л..Ч1..Г1).

разрход( Поз, Ход, Поз1) :-

 ход( разреш, Поз, Ход, Поз1).

 шах( _..Б..Лх : Лу..Чх : Чу.._ ) :-

 сосед( Б, Чх : Чу);              % Короли рядом

 ( Лх = Чх; Лу = Чу),

 Лх : Лу \== Чх : Чу,             % Нет взятия ладьи

 not мешает( Лх : Лу, Б, Чх : Чу).

мешает( S, S1, S1) :- !.

мешает( X1 : Y, X2 : Y, Х3 : Y) :-

 упоряд( X1, Х2, Х3), !.

мешает( X : Y1, X : Y2, X : Y3) :-

 упоряд( Y1, Y2, Y3).

упоряд( N1, N2, N3) :-

 N1 < N2, N2 < N3;

 N3 < N2, N2 < N1.

коорд( 1). коорд( 2). коорд( 3). коорд( 4).

коорд( 5). коорд( 6). коорд( 7). коорд( 8).

% Предикаты целей

любая_поз( Поз).

ход_противника( б.._ ).           % Противник ходит белыми

мат( Поз) :-

 чей_ход( Поз, ч),

 шах( Поз),

 not разрход( Поз, _, _ ).

пат( Поз) :-

 чей_ход( Поз, ч),

 not шах( Поз),

 not разрход( Поз, _, _ ).

уменьш_простр( Поз, КорнПоз) :-

 простр( Поз, Пр),

 простр( КорнПоз, КорнПр),

 Пр < КорнПр.

ладья_под_боем( ЧейХод..Б..Л..Ч.._ ) :-

 расст( Б, Л, P1),

 расст( Ч, Л, Р2),

 ( ЧейХод = б, !, P1 > Р2 + 1;

   ЧейХод = ч,  !,  P1 > Р2 ).

ближе_к_клетке( Поз, КорнПоз) :-

 расст_до_клетки( Поз, P1),

 расст_до_клетки( КорнПоз, Р2),

 P1 < Р2.

расст_до_клетки( Поз, Мрасст) :-

               % Манхеттеновское расстояние

 бк( Поз, БК), % между БК и критической клеткой

 кк( Поз, КК), % Критическая клетка

 манх_расст( БК, КК, Мрасст).

раздел( _..Бх : Бу..Лх : Лу.. Чх : Чу.._ ) :-

 упоряд( Бх, Лх, Чх), !;

 упоряд( Бу, Лу, Чу).

l_конфиг( _..Б..Л..Ч.._ ) :-      % L - конфигурация

 манх_расст( Б, Ч, 2),

 манх_расст( Л, Ч, 3).

не дальше_от_ладьи( _..Б..Л.._, _..Б1..Л1.._ ) :-

 расст( Б, Л, P),

 расст( Б1, Л1, P1),

 P =< P1.

простр_больше_2( Поз) :-

 простр( Поз, Пр),

 Пр > 2.

наш_король_на_краю( _..X : Y.._ ) :-

  % Белый король на краю

 ( X = 1, !; X = 8, !; Y = 1, !; Y = 8).

король_противника_на_краю( _..Б..Л..X : Y.._ ) :-

  % Черный король на краю

 ( X = 1, !; X = 8, !; Y = 1, !; Y = 8).

короли_рядом( Поз) :-             % Расстояние между королями  <  4

 бк( Поз, БК), чк( Поз, ЧК),

 расст( БК, ЧК, P),

 P < 4.

потеря_ладьи( _..Б..Л..Л.._ )- % Ладья взята

потеря_ладьи( ч..Б..Л..Ч.._ ) :-

 сосед( Ч, Л),                 % Черный король напал на ладью

 not сосед( Б, Л).             % Белый король не защищает ладью

расст( X : Y, X1 : Y1, P) :-   % Расстояние до короля

 абс_разн( X, X1, Рх),

 абс_разн( Y, Y1, Ру),

 макс( Рх, Ру, P).

абс_разн( А, В, С) :-

 А > В, !, С is A - В;

 С is В - А.

макс( А, В, М) :-

 А >= В, !, М = А;

 М = В.

манх_расст( X : Y, X1 : Y1, P) :- % Манхеттеновское расстояние

 абс_разн( X, X1, Рх),

 абс_разн( Y, Y1, Ру),

 P is Рх + Ру.

простр( Поз, Пр) :-

  % Область, в которой "заперт" черный король

 бл( Поз, Лх : Лу),

 чк( Поз, Чх : Чу),

 ( Чх < Лх, СторонаХ is Лх - 1;

   Чх > Лх, СторонаХ is 8 - Лх ),

 ( Чу < Лу, СторонаY is Лу - 1;

   Чу > Лу, СторонаY is 8 - Лу ),

 Пр is СторонаХ * СторонаY, !;

 Пр = 64. % Ладья и черный король на одной линии

кк( _..Б..Лх : Лу.. Чх : Чу.._, Кх : Ку) :-

  % Критическая клетка

 ( Чх < Лх, !, Кх is Лх - 1; Кх is Лх + 1),

 ( Чу < Лу, !, Ку is Лу - 1; Ку is Лу + 1).

% Процедуры для отображения позиций

отобр( Поз) :-

 nl,

 коорд( Y), nl,

 коорд( X),

 печ_фиг( X : Y, Поз),

 fail.

отобр( Поз) :-

 чей_ход( Поз, ЧХ), глуб( Поз, Г),

 nl, write( 'ЧейХод='), write( ЧХ),

 write( 'Глубина='), write( Г), nl.

печ_фиг( Клетка, Поз):-

 бк( Поз, Клетка), !, write( 'Б');

 бл( Поз, Клетка), !, write( 'Л');

 чк( Поз, Клетка), !, write( 'Ч');

 write( '.').

показать_ход( Ход) :-

 nl, write( Ход), nl.

Рис. 15.10. Библиотека предикатов для окончания "король и ладья против короля".

Проект

Рассмотрите какой-нибудь другой простой эндшпиль, например "король и пешка против короля", и напишите для него программу на языке AL0 (вместе с определениями соответствующих предикатов).

Резюме

• Игры двух лиц поддаются формальному представлению в виде И/ИЛИ-графов. Поэтому процедуры поиска в И/ИЛИ-графах применимы для поиска в игровых деревьях.