Logik-Programmierung und Prolog für IMP-Wechselnde
Im IMP-Studiengang eingeschriebene Studierende, die das Modul „I/LOG Einführung in die formale Logik für IMP“ (5LP) bereits erfolgreich abgeschlossen haben und in die neue SPO wechseln wollen, können durch die erfolgreiche Teilnahme an dieser Veranstaltung die Äquivalenz zum neuen Modul „I/A3 Logik in der Informatik“ (8LP) erwerben. Unter der Voraussetzung, dass die in „Übung Logikprogrammierung und Prolog für IMP-Wechselnde“ vorgesehene Studienleistung (Übungsschein) erbracht wird, wird die im Modul „I/LOG Einführung in die formale Logik für IMP“ erzielte Note als äquivalent zum Modul „I/A3 Logik in der Informatik“ anerkannt.
Aktuelles
Beachten Sie bitte: Am 21.05. und 28.05. muss die Veranstaltung krankheitsbedingt ausfallen.
Beachten Sie bitte: Am 23.04. findet in den Räumlichkeiten der RBG der Girls'Day statt, d.h. wir treffen uns in dieser Woche nicht.
Beachten Sie bitte: Der Termin wurde auf Donnerstags verschoben.
-
Beachten Sie bitte: Für die Nutzung der Rechner der RBG in der Veranstaltung, wie auch für den Zugang des Referenzrechners, ist zwingend ein Informatik-Account notwendig (hier rechtzeitig beantragen). Ein Zugang mittels CMS-Account ist nicht mehr möglich.
- Die Veranstaltung findet erstmalig in der zweiten Woche der Vorlesungszeit statt, also am
22.04.26. Um erfolgreich an der Veranstaltung teilnehmen zu können, müssen Sie sich
- in AGNES anmelden (Ende der Nachfrist: 16.04.25).
- im Moodle-Kurs anmelden. Der Einschreibeschlüssel wird an die über AGNES eingeschriebenen Studierenden verschickt.
Übungsbetrieb und erfolgreicher Abschluss
Zeit und Raum der Veranstaltung: MittwochsDonnerstags 11-13 Uhr, RUD25 3.213
Übungsaufgaben
Es wird an dieser Stelle wöchentlich freitags ein Übungsblatt bereitgestellt. Die Lösung muss über Moodle abgegeben werden.
- Blatt 1 (bereitgestellt am 30.04., Bearbeitung bis zum o7.05., 11:00 Uhr)
- Blatt 2 (bereitgestellt am o7.05., Bearbeitung bis zum 21.05., 11:00 Uhr)
- Blatt 3 (bereitgestellt am o4.06., Bearbeitung bis zum 11.06., 11:00 Uhr)
- Blatt 4 (bereitgestellt am 11.06., Bearbeitung bis zum 18.06., 11:00 Uhr)
- Blatt 5 (bereitgestellt am 18.06., Bearbeitung bis zum 25.06., 11:00 Uhr)
- Blatt 6 (bereitgestellt am 25.06., Bearbeitung bis zum o2.07., 11:00 Uhr)
- Blatt 7 (bereitgestellt am o2.07., Bearbeitung bis zum o9.07., 11:00 Uhr)
- Blatt 8 (bereitgestellt am o9.07., Bearbeitung bis zum 16.07., 11:00 Uhr)
- Blatt 9 (bereitgestellt am 16.07., Bearbeitung bis zum 23.07., 11:00 Uhr)
Geben Sie auf jeder Abgabe bitte Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer an.
Eine verspätete Abgabe ist nicht möglich. Bei Problemen wenden Sie sich bitte direkt an mich (z.B. über das Diskussionsforum in Moodle).
Es ist ratsam über die Aufgaben mit Kommiliton*innen gemeinsam zu reden und nachzudenken. Aber zur Abgabe der Lösungen muss jede*r Student*in seine*ihre Lösung selbst zu erstellen und abgeben.
Für den erfolgreichen Abschluss der Veranstaltung müssen insgesamt mindestens 40% der maximal erreichbaren Punkte erreicht werden.
Abgabehinweise für die Abgabe der Programmieraufgaben über moodle (ab Übungsblatt 3)
Die Abgabe der Datei mit dem Prolog-Quellcode muss den Namen blattx.pl tragen, wobei x durch die aktuelle Blattnummer ersetzt wird. So sollte die Datei für die Abgabe von Blatt 3 den Namen blatt3.pl tragen.
In jeder Abgabe soll das Prädikat matnr/1 exakt für Ihre Matrikelnummer gelten. Wenn Sie also die Matrikelnummer 123456 haben, soll Prolog auf die Anfrage ?- matnr(X). mit X = 123456. antworten. Wird die Datei über einen moodle-Account abgegeben, werden frühere Abgaben für diese Aufgabe überschrieben.
Beachten Sie, dass wir Ihre Bearbeitung dieser Aufgaben nur dann bewerten, wenn sich der abgegebene Prolog-Quellcode von SWI-Prolog auf gruenau6 ohne Fehlermeldungen laden lässt und die Abarbeitung gegebener Beispielanfragen nicht länger als 10 Sekunden dauert!
Korrekturanmerkungen zu Ihren Prolog-Abgaben können in Moodle unter Bewertungen (in der Navigationsleiste) eingesehen werden.
Downloads
Hier finden Sie zu gegebener Zeit die für die Lösung einzelner Aufgaben hilfreiche bzw. benötigten Dateien:
- Die in Aufgabenblatt 1 beschriebene Wissensbasis leer.pl
- Die in Aufgabenblatt 7 (und folgende) benötigte Datei al.pl
- Die für Aufgabenblatt 9 benötigte Datei kinodb.pl
Beispiele aus der Übung
geld_verbrannt.
lachgas.
woman(jody).
woman(yolanda).
loves(vincent, mia).
loves(marsellus, mia).
playsAirGuitar(jody).
party.
loves(ramona,todd).
time_flies(_).
ramonasEvilExes(lucas).
ramonasEvilExes(X) :- time_flies(X), loves(ramona,X).
fights(knives,X):-loves(X,scott).
fights(scott,X):- ramonasEvilExes(X).
loves(ramona,roxy).
loves(ramona,todd).
time_flies(_).
ramonasEvilExes(lucas).
ramonasEvilExes(X) :- time_flies(X), loves(ramona,X).
fights(knives,X):-loves(X,scott).
fights(scott,X):- ramonasEvilExes(X).
loves(mia,X) :- good_dancer(X).
kills(marsellus,X) :- loves(mia,X).
f(b).
g(a).
g(b).
h(b).
k(X) :- f(X), g(X), h(X).
Programmieren mit Unifikation:
Aufgabe 2.4 aus [BBS]
Die Worte werden dabei wie folgt in der Wissensbasis repräsentiert:
word(astoria, a,s,t,o,r,i,a).
word(baratto, b,a,r,a,t,t,o).
word(cobalto, c,o,b,a,l,t,o).
word(pistola, p,i,s,t,o,l,a).
word(statale, s,t,a,t,a,l,e).
Programmieren mit Nicht-Unifizierbarkeit:
kind(brigitte, carolin).
kind(carolin, donna).
kind(donna, emilie).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Y).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Z), nachkomme(Z, Y).
kind(brigitte, carolin).
kind(carolin, donna).
kind(donna, emilie).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Z), nachkomme(Z, Y).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Y).
kind(brigitte, carolin).
kind(carolin, donna).
kind(donna, emilie).
nachkomme(X, Y) :- nachkomme(Z, Y), kind(X, Z).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Y).
kind(brigitte, carolin).
kind(carolin, donna).
kind(donna, emilie).
nachkomme(X, Y) :- kind(X, Y).
nachkomme(X, Y) :- nachkomme(Z, Y), kind(X, Z).
numeral(succ(X)) :- numeral(X).
double(succ(X),succ(succ(Y))) :- double(X,Y).
add(0,Y,Y).
add(succ(X),Y,succ(Z)):- add(X,Y,Z).
greater(succ(_),0).
greater(succ(X),succ(Y)):-greater(X,Y).
offen:
element(X,[_|T]) :- element(X,T).
invert([a|T1],[b|T2]) :- invert(T1,T2).
invert([b|T1],[a|T2]) :- invert(T1,T2).
evenElements([], []).
evenElements([_, X|T1], [X|T2]) :- evenElements(T1,T2).
laenge([_|T],L) :- laenge(T,LT),L is LT + 1.
laenge([_|T],A,N) :- AT is A + 1 , laenge(T,AT,N).
laenge(L, N) :- laenge(L,0,N).
prod([], A, A).
prod([H|T], A, P) :- A2 is A * H, prod(T, A2, P).
max([H|T], A, MT) :- H > A, max(T, H, MT).
max([H|T], A, MT) :- H =< A, max(T, A, MT).
max([H|T], M) :- max(T, H, M).
% CAKE
% STORY
ziffer(0).
ziffer(1).
ziffer(2). ziffer(3). ziffer(4). ziffer(5).
ziffer(6). ziffer(7). ziffer(8). ziffer(9).
raetsel(F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y) :-
ziffer(F), ziffer(A), ziffer(K), ziffer(E),ziffer(C),
ziffer(S), ziffer(T), ziffer(O), ziffer(R), ziffer(Y),
F =\= A, F =\= K , F =\= E, F =\= C, F =\= S, F =\= T, F =\= O, F =\= R, F =\= Y,
A =\= K , A =\=E, A =\=C, A =\=S, A =\=T, A =\=O, A =\=R, A =\=Y,
K =\=E, K =\=C, K =\=S, K =\=T, K =\=O, K =\=R, K =\=Y,
E =\=C, E =\=S, E =\=T, E =\=O, E =\=R, E =\=Y,
C =\=S, C =\=T, C =\=O, C =\=R, C =\=Y,
S =\=T, S =\=O, S =\=R, S =\=Y,
T =\=O, T =\=R, T =\=Y,
O =\=R, O =\=Y,
R =\=Y,
S =\= 0, C =\= 0, F =\= 0,
Y =:= (E + E) mod 10, U1 is (E + E) // 10,
R =:= (K + K + U1) mod 10, U2 is (K + K + U1) // 10,
O =:= (A + A + U2) mod 10, U3 is (A + A + U2) // 10,
T =:= (F + C + U3) mod 10, S =:= (F + C + U3) // 10.
% Try:
% ?- time(findall([F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y],raetsel(F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y),Z)).
% CAKE
% STORY
ziffer(0).
ziffer(1).
ziffer(2). ziffer(3). ziffer(4). ziffer(5).
ziffer(6). ziffer(7). ziffer(8). ziffer(9).
raetsel(F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y) :-
ziffer(E),
Y is (E + E) mod 10, U1 is (E + E) // 10,
ziffer(K),
R is (K + K + U1) mod 10, U2 is (K + K + U1) // 10,
ziffer(A),
O is (A + A + U2) mod 10, U3 is (A + A + U2) // 10,
ziffer(F), ziffer(C),
T is (F + C + U3) mod 10, S is (F + C + U3) // 10,
F =\= A, F =\= K , F =\=E, F =\=C, F =\=S, F =\=T, F =\=O, F =\=R, F =\=Y,
A =\= K , A =\=E, A =\=C, A =\=S, A =\=T, A =\=O, A =\=R, A =\=Y,
K =\=E, K =\=C, K =\=S, K =\=T, K =\=O, K =\=R, K =\=Y,
E =\=C, E =\=S, E =\=T, E =\=O, E =\=R, E =\=Y,
C =\=S, C =\=T, C =\=O, C =\=R, C =\=Y,
S =\=T, S =\=O, S =\=R, S =\=Y,
T =\=O, T =\=R, T =\=Y,
O =\=R, O =\=Y,
R =\=Y,
S =\= 0, C =\= 0, F =\= 0.
% Try:
% ?- time(findall([F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y],raetsel(F, A, K, E, C , S, T, O, R,Y),Z)).
Offen: Der Klassiker der Rekursion
Die Fakultät n! einer natürlichen Zahl n ist definiert durch:
Definieren Sie
- ein Prädikat fak/2, dass bei Anfrage fak(X,Y) die Fakultät von X mit Y unifiziert.
- ein Prädikat fakAcc/2, dass äquivalent zu fak/2 ist und "End-Rekursiv” realisiert.
verkettet([], Y, Y).
verkettet([H|T], Y, [H|T2]) :- verkettet(T, Y, T2).
% praefix
praefix(X, Y) :- verkettet(X, _, Y).
% suffix
suffix(X, Y) :- verkettet(_, X, Y).
umgedreht([], []).
umgedreht([H|T], R) :-
umgedreht(T, RT), verkettet(RT, [H], R).
% mit Akkumulator
umgedrehtAcc([], A, A).
umgedrehtAcc([H|T], A, R) :-
umgedrehtAcc(T, [H|A], R).
umgedrehtAcc(L, R) :- umgedrehtAcc(L, [], R).
% verkettet
verkettet([], Y, Y).
verkettet([H|T], Y, [H|T2]) :- verkettet(T, Y, T2).
not_member(X, [H|T]) :- X \= H, not_member(X, T).
atree(tree(L, R)) :- atree(L), atree(R).
sum_labels(tree(L, R), N) :-
sum_labels(L, NL), sum_labels(R, NR),
N is NL + NR.
Offen:
Definieren Sie ein Prädikat lookup/3, so dass lookup(X, L, Y) genau dann erfüllt ist, wenn L eine Liste von 2-Tupeln (A, B) ist, die insbesondere das Tupel (X, Y) enthält.
Beispielsweise sollte es folgene Ausgaben liefert:
X = 2 ;
false.
?- lookup(b, [(a, X), (b, Y), (c, Z)], 3).
Y = 3 ;
false.
node(f). node(g). node(h). node(i). node(j).
edge(a, j).
edge(c, e).
edge(d, e).
edge(e, f).
edge(f, g).
edge(g, h). edge(g, j).
edge(h, g). edge(h, i).
edge(i, a). edge(i, b). edge(i, j).
edge(j, b). edge(j, c). edge(j, d). edge(j, f).
erreichbar(X, X).
erreichbar(X, Y) :-
edge(X, Z), erreichbar(Z, Y).
% Try: ?- erreichbar(a, g).
% Try: ?- erreichbar(h, a).
node(f). node(g). node(h). node(i). node(j).
edge(a, j).
edge(c, e).
edge(d, e).
edge(e, f).
edge(f, g).
edge(g, h). edge(g, j).
edge(h, g). edge(h, i).
edge(i, a). edge(i, b). edge(i, j).
edge(j, b). edge(j, c). edge(j, d). edge(j, f).
erreichbarMem(X, Y) :- erreichbar(X, Y, [X]).
erreichbar(X, X, _) .
erreichbar(X, Y, Pfad) :-
edge(X, Z), not_member(Z, Pfad),
erreichbar(Z, Y, [Z|Pfad]).
% Try: ?- erreichbarMem(a, g).
% Try: ?- erreichbarMem(h, a).
% not_member
not_member(_, []).
not_member(X, [H|T]) :- X \= H, not_member(X, T).
distribute((A + B)*C, A*C + B*C).
numbers(L + R, X) :-
numbers(L, XL), numbers(R, XR),
append(XL, XR, X).
numbers(L * R, X) :-
numbers(L, XL), numbers(R, XR),
append(XL, XR, X).
atom_codes(N, SN),
atom_codes("x", XN),
append(XN, SN, S),
atom_codes(A, S).
s(0, 0).
q(X, Y) :- i(X), i(Y).
q(3, 3).
i(1).
i(2).
s(0, 0).
q(X, Y) :- i(X), !, i(Y).
q(3, 3).
i(1).
i(2).
max(X, Y, X) :- X > Y.
max(X, Y, X) :- X > Y.
max(X, _, X).
% Try
%
% ?-max(2,3,X).
%
% ?- max(3,2,X).
%
% ?- max(2,3,2).
max(X, _, X).
mag(etienne,X) :- schule(X).
schule(X) :- fach1(X).
schule(X) :- fach2(X).
schule(X) :- non_fach(X).
non_fach(hofpause).
non_fach(mittagspause).
non_fach(kleine_pause).
fach1(sport).
fach1(musik).
fach1(kunst).
fach2(deutsch).
fach2(englisch).
neg(_).
schule(X) :- fach1(X).
schule(X) :- fach2(X).
schule(X) :- non_fach(X).
non_fach(hofpause).
non_fach(mittagspause).
non_fach(kleine_pause).
fach1(sport).
fach1(musik).
fach1(kunst).
fach2(deutsch).
fach2(englisch).
retract(sad(X)),
assert(happy(X)).
fak(0, 1).
fak(N, X) :- lookup(N, X), !.
fak(N, X) :- N > 0,
N2 is N - 1,
fak(N2, X2),
X is N * X2,
assert(lookup(N, X)).
child(charlotte, caroline).
child(caroline, laura).
child(laura, rose).
descend(X, Y) :- child(X, Y).
descend(X, Y) :- child(X, Z), descend(Z, Y).
% Try
%
% ?- descend(martha, X).
%
% ?- findall(X, descend(martha, X), L).
Literatur
| [BBS] | Patrick Blackburn, Johan Bos, Kristina Striegnitz, Learn PROLOG Now!. Kings College Publications, 2006. Online version. |
| [SS] | Ehud Shapiro, Leon Sterling, The Art of PROLOG: Advanced Programming Techniques. 2nd Edition, MIT Press, 1994. |
Programmierressourcen
SWI-Prolog. Eine Kurzanleitung für den Einstieg in SWI-Prolog.