实验三 归结原理.docx

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实验三归结原理

《人工智能》

实验大作业

实验题目：

归结原理

专业信息与计算科学

年级091001

姓名马昊

学号091001106

指导老师时华

日期2012-12-5

实验三归结原理

一、实验目的

在本实验中，主要熟悉和掌握归结原理的基本思想和基本方法，通过实验培养了我们利用逻辑方法表示知识，并掌握采用机器推理来进行问题求解的基本方法。

二、实验要求

1.熟悉归结原理的基本思想和归结否证的步骤；

2.本实验JAVA语言编程实现实验内容；

3.利用所学的知识及实验结果，来完成实验报告的各项内容。

三、实验背景知识

归结原理是一种推理规则。

从谓词公式转化为子句集的过程中看出，在子句集中子句之间是合取关系，其中只要有一个子句不可满足，则子句集就不可满足。

若一个子句集中包含空子句，则这个子句集一定是不可满足的。

归结原理就是基于这一认识提出来的。

他的原理就是：

P->Q,Q->R则P->R由于P->Q就是￢P∨Q　　而Q->R就是￢Q∨R所以，他相当于将Q和￢Q合并。

也就是说，　　P∨{∑1}与~P∨{∑2}可以归结为{∑1}∨{∑2}其中∑1,∑2是文字的集合归结否证包含以下步骤：

（1）把前提或公理转换成子句形式；

（2）把求证目标的否定的子句形式加到公理集合中；

（3）对所有这些子句进行归结，产生它们的逻辑结果子句；

（4）用产生空子句的方法来得出矛盾；

（5）否定目标的否证在用于产生空子句的代换下为真。

如何把前提或公理化为子句形式是进行归结的前提，其过程包含如下步骤：

（1）消去蕴涵符号

用～P∨Q替换P→Q

（2）减少否定符号的辖域

每个否定符号～最多只作用在一个谓词符号上

（3）对变量标准化

每个变量仅受一个量词作用

（4）消去存在量词

若存在量词前没有全称量词，则直接消去；否则，要Skolem。

化。

（5）化为前束范式

前束范式：

一个公式，如果量词均非否定地出现在公式

最前面，其辖域延伸到整个公式的末尾，且在公式中仅含有联结词～，∨，∧，则称此种形式为前束范式。

前束范式=（前缀）（母式）

（6）化母式为合取范式

（7）消去全称量词

（8）消去连接词符号∧

用{A，B}替代（A∧B）

（9）将分离的变元归一化

四、实验内容

1.问题描述：

四对夫妇中，王结婚时，周送了礼；周和钱是同一排球队的队员；李的爱人是陈的爱人的表哥；陈夫妇与邻居吵架时，徐、周、吴的爱人都去助战；李、徐、周结婚前住在同一宿舍，试用归结原理求王、周、钱、陈、李、徐、吴、孙几人谁和谁是夫妇。

2.实验源代码：

importjava.lang.*;

publicclassGuessCouple2{

/**数据类型*/

publicclassPerson{

privateStringname;

privatebooleansex;

privatePersonspouse;

publicPerson（Stringname）{

this.name=name;

this.sex=false;

this.spouse=null;

}

publicPerson（）{

name=null;

sex=false;

spouse=null;

}

publicPerson（Stringname,booleansex,Personspouse）{

this.name=name;

this.sex=sex;

this.spouse=spouse;

}

publicvoidsetName（Stringname）{

this.name=name;

}

publicStringgetName（）{

returnname;

}

publicvoidsetSex（booleansex）{

this.sex=sex;

}

publicbooleangetSex（）{

returnsex;

}

publicvoidsetSpouse（Personperson1）{

this.spouse=person1;

}

publicPersongetSpouse（）{

returnspouse;

}

}

Person[]sortBySpouse1=newPerson[8];

Person[]sortBySpouse2=newPerson[8];

intx=0,y=0;

Person[]sortByEqualSex1=newPerson[8];

Person[]sortByEqualSex2=newPerson[8];

intn=0,p=0,f=0;

Person[]woman=newPerson[4];

Person[]man=newPerson[4];

intk=0,s=0,r=0;

booleansign=true;

booleansign1=true;

booleansign2=true;

booleansign3=true;

booleansign4=true;

booleansign5=true;

booleansign6=true;

booleansign7=true;

Person[]couple1=newPerson[4];

Person[]couple2=newPerson[4];

Person[]couple3=newPerson[4];

Person[]couple4=newPerson[4];

inta=0,b=0,c=0,d=0;

inta2=0,b2=0,c2=0,d2=0;

publicvoidisCouple（Personperson1,Personperson2）{

if（person1.getSpouse（）.getName（）==person2.getName（））{

person1.setSex（!

person2.getSex（））;

person2.setSex（!

person1.getSex（））;

System.out.println（person1.getName（）+"的性别和"

+person2.getName（）+"的性别不相同"）;

}

}

publicvoidmarriage（Personperson1,booleanperson1Marriage,

Personperson2,booleanperson2giveGiftPerson1）{

if（person1Marriage&&person2giveGiftPerson1）

if（!

person1.getName（）.equals（person2.getName（）））

System.out.println（person1.getName（）+"和"

+person2.getName（）+"不是夫妻"）;

sortBySpouse1[x++]=person1;

sortBySpouse2[y++]=person2;

}

publicvoidoneVolleyballGroup（booleanoneGroup,Personperson1,

Personperson2）{

if（oneGroup&&person1.getSex（）==person2.getSex（））

System.out.println（person1.getName（）+"和"+person2.getName（）

+"是相同的性别"）;

sortByEqualSex1[n++]=person1;

sortByEqualSex1[n++]=person2;

f=n;

}

publicvoidliveCollectivityDorm（booleanliveTogether,Personperson1,

Personperson2,Personperson3）{

if（liveTogether&&!

person1.getName（）.equals（person2.getName（））

&&!

person1.getName（）.equals（person3.getName（））

&&!

person2.getName（）.equals（person3.getName（）））{

System.out.println（person1.getName（）+"的性别和"

+person2.getName（）+"的性别相同"

+person3.getName（）+"的性别相同"）;

sortByEqualSex2[p++]=person1;

sortByEqualSex2[p++]=person2;

sortByEqualSex2[p++]=person3;

}

}

publicvoidisbrotherInLaw（Personperson1,Personperson2,

booleanp1SIsBrotherInLawP2S）{

if（!

person1.getName（）.equals（person2.getName（））

&&p1SIsBrotherInLawP2S）{

person1.setSex（false）;

sortBySpouse1[x++]=person1;

sortBySpouse2[y++]=person2;

System.out.println（person1.getName（）+"是一个女人"）;

woman[k++]=person1;

r=k;

}

System.out.println（person1.getName（）+"的性别是女和"

+person1.getName（）+"的配偶是男"）;

}

publicvoidassistInFighting（booleancCoupleQuarrel,PersoncCouple,

Personperson1,Personperson2,Personperson3）{

if（cCoupleQuarrel）

if（!

cCouple.getName（）.equals（person1.getName（））

&&!

cCouple.getName（）.equals（person2.getName（））

&&!

cCouple.getName（）.equals（person3.getName（））

&&!

person1.getName（）.equals（person2.getName（））

&&!

person1.getName（）.equals（person3.getName（））

&&!

person2.getName（）.equals（person3.getName（）））{

System.out.println（cCouple.getName（）+"的配偶不是"

+person1.getName（）+"和"+cCouple.getName（）

+"的配偶不是"+person1.getName（）

+"的配偶"）;

System.out.println（cCouple.getName（）+"的配偶不是"

+person2.getName（）+"和"+cCouple.getName（）

+"的配偶不是"+person2.getName（）

+"的配偶"）;

System.out.println（cCouple.getName（）+"的配偶不是"

+person3.getName（）+"和"+cCouple.getName（）

+"的配偶不是"+person3.getName（）

+"的配偶"）;

}

sortBySpouse1[x++]=cCouple;

sortBySpouse2[y++]=person1;

sortBySpouse1[x++]=cCouple;

sortBySpouse2[y++]=person2;

sortBySpouse1[x++]=cCouple;

sortBySpouse2[y++]=person3;

sortBySpouse1[x++]=person1;

sortBySpouse2[y++]=person2;

sortBySpouse1[x++]=person1;

sortBySpouse2[y++]=person3;

sortBySpouse1[x++]=person2;

sortBySpouse2[y++]=person3;

}

publicvoidguessCoupleByRules（）{

Person[]person=newPerson[8];

person[0]=newPerson（"王",false,person[0]）;

person[1]=newPerson（"陈",false,person[1]）;

person[2]=newPerson（"周",false,person[2]）;

person[3]=newPerson（"钱",false,person[3]）;

person[4]=newPerson（"吴",false,person[4]）;

person[5]=newPerson（"孙",false,person[5]）;

person[6]=newPerson（"李",false,person[6]）;

person[7]=newPerson（"许",false,person[7]）;

marriage（person[0],true,person[2],true）;

oneVolleyballGroup（true,person[2],person[3]）;

isbrotherInLaw（person[6],person[1],true）;

assistInFighting（true,person[1],person[7],person[2],person[4]）;

liveCollectivityDorm（true,person[6],person[7],person[2]）;

for（intv=0;v

for（intt=0;t

if（sortByEqualSex1[v].getName（）.equals（

sortByEqualSex2[t].getName（）））{

for（intz=0;z

for（intj=0;j

if（!

sortByEqualSex2[z].getName（）.equals（

sortByEqualSex1[j].getName（）））

;

else{

sortByEqualSex1[j]=sortByEqualSex2[z];

sign2=false;

}

}

if（sign2）

sortByEqualSex1[n++]=sortByEqualSex2[z];

sign2=true;

}

}

}

for（intm=0;m

for（intq=0;q

if（woman[m].getName（）.equals（sortByEqualSex1[q].getName（）））{

for（intl=0;l

for（intj=0;j

if（!

sortByEqualSex1[l].getName（）.equals（

woman[j].getName（）））

;

else{

woman[j]=sortByEqualSex1[l];

sign=false;

}

}

if（sign）

woman[k++]=sortByEqualSex1[l];

sign=true;

}

}

}

r=k;

if（r==4）{

for（intj=0;j<8;j++）{

intw=0;

for（inti=0;i

if（!

person[j].getName（）.equals（woman[i].getName（）））

w++;

}

if（w==r）

man[s++]=person[j];

}

}

System.out.println（）;

System.out.println（"得到的男和女分别是：

"）;

System.out.print（"女:

"+""）;

for（inti=0;i

woman[i].setSex（false）;

System.out.print（woman[i].getName（）+""）;

}

System.out.println（）;

System.out.println（）;

System.out.print（"男:

"+""）;

for（intj=0;j

man[j].setSex（true）;

System.out.print（man[j].getName（）+""）;

}

System.out.println（）;

System.out.println（）;

for（inti=0;i

if（sortBySpouse1[i].getSex（）!

=sortBySpouse2[i].getSex（））{

if（!

sortBySpouse1[i].getSex（））{

Persontemp=newPerson（）;

temp=sortBySpouse1[i];

sortBySpouse1[i]=sortBySpouse2[i];

sortBySpouse2[i]=temp;

}

}

}

publicvoidpartitionCouple（）{

for（inti1=0;i1

for（inti2=0;i2

if（sortBySpouse1[i1].getName（）.equals（man[i2].getName（）））{

for（inti=0;i

if（!

sortBySpouse2[i1].getName（）.equals（

woman[i].getName（））

&&sortBySpouse2[i1].getSex（）==woman[i]

.getSex（））

if（man[i2].getName（）.equals（"王"））{

inta1=a;

for（intj=0;j

if（!

couple1[j].getName（）.equals（

woman[i].getName（）））

;

else{

couple1[j]=woman[i];

sign3=false;

}

}

if（sign3）

couple1[a++]=woman[i];

sign3=true;

}elseif（man[i2].getName（）.equals（"陈"））{

intb1=b;

for（intj=0;j

if（!

couple2[j].getName（）.equals（

woman[i].getName（）））

;

else{

couple2[j]=woman[i];

sign4=false;

}

}

if（sign4）

couple2[b++]=woman[i];

sign4=true;

}