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: Für die Nutzung der Rechner der RBG in der Übung, wie auch für den Zugang des Referenzrechners, ist zwingend (seit diesem Semester) 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 22.10.25. Um erfolgreich an der Veranstaltung teilnehmen zu können, müssen Sie sich
- in AGNES anmelden (Ende der Nachfrist: 16.10.25).
- im Moodle-Kurs anmelden. Der Einschreibeschlüssel wird an die über AGNES eingeschriebenen Studierenden verschickt (bis 14.10.25) und kann von den Teilnehmer*innen, die noch nicht über AGNES eingeschrieben sind, danach auch per Email an mich erfragt werden.
Übungsbetrieb und erfolgreicher Abschluss
Zeit und Raum der Veranstaltung: Mittwochs 9-11 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 17.10., Bearbeitung bis zum 27.10., 13:00 Uhr)
- Blatt 2 (bereitgestellt am 24.10., Bearbeitung bis zum 3.11., 13:00 Uhr)
- Blatt 3 (bereitgestellt am 31.10., Bearbeitung bis zum 10.11., 13:00 Uhr)
- Blatt 4 (bereitgestellt am 07.11., Bearbeitung bis zum 17.11., 13:00 Uhr)
- Blatt 5 (bereitgestellt am 14.11., Bearbeitung bis zum 24.11., 13:00 Uhr)
- Blatt 6 (bereitgestellt am 21.11., Bearbeitung bis zum 1.12., 13:00 Uhr)
- Blatt 7 (bereitgestellt am 28.11., Bearbeitung bis zum 8.12., 13:00 Uhr)
- Blatt 8 (bereitgestellt am 5.12., Bearbeitung bis zum 15.12., 13:00 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 & 2 beschriebene Wissensbasis ring.pl
- Die in Aufgabenblatt 7 (und folgende) benötigte Datei al.pl
Beispiele aus der Übung
Woche 01
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).
Woche 02
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:
Woche 03
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:
Woche 04
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).
Woche 05
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.
Woche 06
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).
Woche 07
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).
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.