M.Hiroi's Home Page / Prolog Programming

WHAT'S NEW

2024/10/02 お気楽 Prolog プログラミング入門 (Yet Another Prolog Problems) のスタイルシート (CSS) を変更
2024/10/01 お気楽 Prolog プログラミング入門 (入門編, 中級編, 応用編) のスタイルシート (CSS) を変更

お気楽 Prolog プログラミング入門
制約論理プログラミング超入門 (別ページへ移動)

お気楽 Prolog プログラミング入門のフォントを Web フォント (Noto Sans JP, Noto Sans Mono) に変更し、印刷用の CSS を追加しました。Web ブラウザの印刷機能を使って PDF に変換することもできます。表示が崩れるときはフォント Noto Sans Mono CJK JP をインストールしてください。

GitHub - notofonts/noto-cjk

Sans/Mono

NotoSansMonoCJKjp-Bold.otf
NotoSansMonoCJKjp-Regular.otf

お気楽 Prolog プログラミング入門

2023/04/22 はじめに
2023/04/22 入門編
2023/05/07 中級編
2023/05/07 応用編
2023/04/22 参考文献・URL
2023/04/22 権利・免責事項など

●入門編

2023/04/22 Prolog で扱う事実とは？
2023/04/22 Prolog の変数はちょっとヘン？
2023/04/22 Prolog のプログラムとは？
2023/04/22 簡単な例題：家系図
2023/04/22 算術演算
2023/04/22 再帰定義
2023/04/22 リストってなーに？
2023/04/22 リストのパターンマッチング
2023/04/22 基本的なリスト操作
2023/04/22 再帰定義とリスト操作(1)
2023/04/22 再帰定義とリスト操作(2)
2023/04/22 集合としてのリスト
2023/04/22 データ型と型述語
2023/04/22 カットと否定
2023/04/22 繰り返し
失敗駆動ループ、整数値の繰り返し、末尾再帰による繰り返し
2023/04/22 差分リスト
2023/04/22 集合述語
2023/04/22 ハノイの塔
2023/04/22 クイックソート
2023/04/22 ８クイーン
順列の生成、利き筋のチェック、実行結果 (1)、8 クイーンの高速化、実行結果 (2)

●中級編

2023/04/22 プログラムの操作
節の追加、節の削除、節へのアクセス、グローバル変数のシミュレート
2023/04/22 マスターマインド(1)
数字を選ぶ、数字の入力、bulls と cows を数える、ゲーム本体、実行結果
2023/04/22 マスターマインド(2)
コードの推測、コードの生成、コードのチェック、コードの登録、メインプログラム
2023/04/22 経路の探索(1)
グラフの表現方法、経路の表現方法、バックトラックによる探索、プログラム、補足
2023/04/22 経路の探索(2)
幅優先探索、経路の定義、プログラム、実行結果、補足
2023/04/22 待ち行列 (キュー)
差分リストによるキューの実装、キューと幅優先探索、末尾再帰による実装、失敗駆動ループによる実装
2023/04/22 パズル「農夫と狼と山羊とキャベツ」
パズルの説明、バックトラックで解く場合、プログラム、実行結果
2023/04/22 パズル「地図の配色問題」
パズルの説明、プログラム、実行結果、隣接リストによる解法、連想リスト、プログラム
2023/04/22 積木の移動
データ構造、プログラム (1)、実行結果、プログラム (2)、置換処理、探索処理、実行結果
2023/04/22 反復深化
積木の移動を反復進化で解く、プログラム、実行結果、7 パズル、反復深化による 7 パズルの解法、実行結果、下限値枝刈り法、下限値枝刈り法のプログラム、下限値枝刈り法の効果
2023/05/07 幅優先探索
7 パズル、データ構造の定義、幅優先探索、実行結果、最長手数の局面、プログラムの作成、実行結果 (2)
2023/05/07 整数の論理演算とビット操作
パズル「ライツアウト」、ライツアウトの解法、解法プログラム、実行結果

●応用編

2023/05/07 二分探索木
木構造、二分木、データ構造、データの探索、最小値と最大値の探索、データの挿入、データの削除、最小値と最大値の削除、データ削除のプログラム、二分木の巡回、簡単なテスト、自由変数を使う方法、簡単なテスト (2)
2023/05/07 パズルに挑戦！
魔方陣、騎士の巡歴 (Knight's Tour)、Hoppers、ニム (nim)、
2023/05/07 パズルに挑戦 (2)
小町算、覆面算、蛙跳びゲーム、川渡りの問題、油分け算
2023/05/14 有理数
有理数の判定、四則演算と比較演算子、パズル「小町分数」、単位分数の和
2023/05/07 ファイル入出力
ファイル入出力の基本、バイト単位の入出力、ファイル入出力の切り替え、プログラムの読み込み、端末からプログラムを入力する
2023/05/07 高階プログラミング
マッピング、転置行列、複合項を渡す、フィルター、畳み込み、リストの分割、call と =..、apply、リスト操作用の高階述語 (マッピング、フィルター、畳み込み、call/1 での実装)
2023/05/14 ハッシュ表
ハッシュ法の仕組み、ハッシュ表の基本操作、簡単な例題、7 パズル (幅優先探索)
2023/05/07 ナンバープレースの解法
空き場所の表し方、述語 == を使った集合演算、盤面の定義、転置行列、枠の取得、簡単なテスト、盤面の解析、解法プログラムの作成、実行結果

●Yet Another Prolog Problems

2008/11/30 Yet Another Prolog Problems (1)
2008/12/07 Yet Another Prolog Problems (2) (2012/10/14 別解を追加)
2009/01/24 Yet Another Prolog Problems (3) (2014/08/17 解答 51 を修正)
2011/09/11 Yet Another Prolog Problems (4)
2011/09/24 Yet Another Prolog Problems (5)

はじめに

Prolog (プロログ : PROgramming in LOGic) はプログラミング言語です。Ｃ言語や Java などが手続き型言語、Lisp / Scheme や Haskell などが関数型言語と呼ばれているのに対し、Prolog は論理型言語と呼ばれています。これは Prolog の計算の仕組みが論理学を基礎に成り立っているからです。論理学というと難しいのではないかと思われるかもしれません。ですが、論理学はさっぱりわからない M.Hiroi でも、Prolog でプログラムを作ることができました。難しく考えることはありません。

Prolog は、物事の間に成り立つ関係を定義していくことでプログラミングしていきます。そして、もっとも基本的な関係を表したものを「事実 (fact)」といいます。Prolog のプログラムは事実関係を問い合わせることで動作します。すなわち、Prolog は「定義された事実を参照して質問の答えを導き出す言語」といってもいいでしょう。

たとえば、「太郎はコーヒーが好きである」という事実があるとします。すると、次のような質問に答えることができます。

だれがコーヒーを好きか? => 太郎
太郎はなにが好きか? => コーヒー

Prolog は日本語でプログラミングすることはできませんが、手続き型言語のようにコンピュータに処理させる内容を順番に書いていく方法とは違い、事実を定義していくことでプログラミングすることができます。他のプログラミング言語を知っている人にとって、なんでこれでプログラムが組めるのか不思議に思われることでしょう。Ｃ言語や Java などのことはきれいさっぱり忘れて、実際に使ってみてください。Prolog の面白さが実感できると思います。

●SWI-Prolog

本ページ (Prolog Programming) では、SWI-Prolog という処理系を使って Prolog の学習を進めることにします。SWI-Prolog は下記 Web サイトからダウンロードすることができます。

SWI-Prolog, (本家)

Windows の場合、インストーラーが用意されているので、それをダウンロードしてダブルクリックすれば、SWI-Prolog を簡単にセットアップすることができます。

Unix 系 OS の場合、たとえば Ubuntu 22.04 LTS であれば次のコマンドでインストールすることができます。

sudo apt install swi-prolog

なお、本ページでは GUI を使用しないので、X Window System のサポートがないパッケージ (swi-prolog-nox) をインストールしてもかまいません。

シェル上でコマンド prolog または swipl を入力すると、SWI-Prolog が対話モードで起動されます。

$ swipl
Welcome to SWI-Prolog (threaded, 64 bits, version 8.4.2)
SWI-Prolog comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY. This is free software.
Please run ?- license. for legal details.

For online help and background, visit https://www.swi-prolog.org
For built-in help, use ?- help(Topic). or ?- apropos(Word).

?- ^D
% halt
$

Prolog を終了する場合は CTRL-D または halt. を入力します。halt. で終了する場合、最後のピリオドを忘れないように注意してください。

初版 2000 年 10 月 23 日
改訂 2023 年 4 月 23 日

参考文献・URL

中島秀之, 『Prolog』, 産業図書, 1983
瀬下孝之, 『Prolog 入門』, オーム社, 1992
Leon Sterling, Ehud Shapiro, 『Prolog の技芸』, 共立出版, 1988
金田悠紀夫, 『Prolog マシン』, 森北出版, 1992
松原仁, 竹内郁雄編, 『bit 別冊ゲームプログラミング』, 共立出版, 1997
Prolog入門 (田村直之さん)
GnuEmacsでPrologを使う, (竹岡尚三さん)

権利・免責事項など

ただし、これらのプログラムは無保証であり、使用したことにより生じた損害について、作者「広井誠 (Makoto Hiroi)」は一切の責任を負いません。また、これらのプログラムを販売することで利益を得るといった商行為は禁止いたします。

Prolog Programming