CLIPS中文用户手册范本Word格式文档下载.docx
《CLIPS中文用户手册范本Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CLIPS中文用户手册范本Word格式文档下载.docx(101页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
如果你并不熟悉,你将会发现CLIPS是一款将面向对象概念贯彻于软件开发非常优秀的工具。
这本书关于什么?
CLIPS用户向导是一个介绍CLIPS的基本特征的指南,而不是打算对该工具做一个广泛的探讨。
本书姐妹篇为CLIPS参考手册,它提供关于该话题的所有广泛的探讨和更多其它内容。
这本书的适用读者群?
CLIPS用户向导的目的是对专家系统提供简单易懂的介绍,适用读者可能对专家系统一无所知或者知之甚少。
CLIPS用户向导可以被用作教材或者自学材料。
仅有的前提是你必须具备高级语言如Java,Ada,FORTRAN或者C的基本知识。
(好的,基本不是指其他的,但是如果被问起,我们不会在公开场和下承认和取消其声明。
)
怎样使用这本书?
CLIPS用户向导为那些想亲身尝试专家系统编程的人们提供了快速入门。
例子均具有普遍性。
同时,我们知道学习一种新的计算机语言是一个令人沮丧的体验,因此,本书的写作语言将采用轻快和幽默的风格(我希望如此),以代替中规中矩的教科书模式。
但愿,这种幽默不会冒犯有幽默感的任何人。
为了最大受益,你最好是在看书的过程中,将书中的实例亲自在文本中打印出来。
在你打印实例的过程中,你将会逐渐明白程序的工作原理和当你打错时出现的错误提示。
案例的结果输出在案例之后给出。
最后,当你看完CLIPS用户向导各章节后,你还应该看看在CLIPS参考手册中的相关材料。
像其他程序语言一样,你只有亲自写程序才能够真正学好CLIPS编程。
为了真正学会专家系统编程,你应该多在CLIPS中写程序,并对每个问题抱有兴趣。
感谢
我十分感谢那些对本书提出意见和评述的人。
谢谢GaryRiley,ChrisCulbert,BrianDantes,BryanDulock,StevenLewis,AnnBaker…(一堆外国人名)。
特别感谢BobSavely对CLIPS改进的支持。
∙第一章事实
如果你忽视事实,你将永远不会担心自己的过错。
本章将对专家系统的基本概念做简单的介绍。
你将会知道在CLIPS中怎样插入和移出事实。
如果你正在使用的机器是苹果机或者是IBM(或可兼容)的CLIPS视窗版本,那么你可以通过鼠标来选择相关的命令来代替输入命令行。
键盘上的箭头键也可以移动光标对菜单选项进行选择。
序言
CLIPS是一种被用来编写专家系统应用程序的计算机语言。
专家系统是一组计算机程序,专门用来模仿人类专家的技能和知识。
相比之下,一些普通的程序如报表程序,文本处理器,电子表格,电脑游戏等等,并没有包含人类的技能和知识。
(专家的定义之一:
就是某人带着他的公文包在离家50公里之外。
CLIPS之所以被称之为专家系统工具,是因为它是一个开发专家系统的完整环境,包括一个整合版本和一个调试工具。
壳这一词被保留在CLIPS负责推理的部分中。
CLIPS的壳提供了专家系统的基本元素:
1.
事实表和实例表:
数据的全局存储。
2.
数据库:
包括所有的规则和规则表。
3.
推理机:
控制所有规则的执行。
CLIPS的程序一般包含有规则,事实和对象。
推理机决定了哪条规则应该被执行和在什么时候被执行。
一个用CLIPS写成的基于规则库的专家系统程序是一个数据-驱动型程序,程序里的事实,对象数据通过推理机的激活执行。
这里有一个例子可以帮助你知道CLIPS是如何与其他程序语言如Java,Ada,BASIC,FORTRAN和C区别开来的。
在程序语言中,执行并不一定需要数据,那是因为在那些语言中的声明已经足够引起执行了。
举例说明,在BASIC语言中,PRINT2+2的声明会被立即执行,该声明是一个完整的声明,并不需要额外的数据去驱动执行。
然而,在CLIPS中,规则的执行必需数据来驱动。
最初,CLIPS仅有表示规则和事实的能力,然而,在6.0版本中已经允许规则与对象的匹配,与规则与事实匹配一样。
同时,通过发送消息来应用对象不必需要规则了,如果你仅仅只是用对象,那么推理机都可以不需要。
在第一章到第七章中,我们将讨论CLIPS的事实和规则,八到十二章中包含了CLIPS的对象特点。
开始和结束
你可以在你的系统中输入相应的运行代码来启动CLIPS,你将看到CLIPS的提示如下所示:
CLIPS>
此时,你可以开始在CLIPS中直接输入命令,这种直接输入命令的方式被称之为最高阶层。
如果你拥有CLIPS的图形界面版本(GUI),你也可以用鼠标选择相应的菜单来代替输入命令行。
请参考CLIPSGUI版本的CLIPS界面向导,探讨一下其里面的命令支持。
在本书中,为了简约和一致性,我们假设所有的命令均为输入方式。
离开CLIPS的一般方式是输入exit命令,如下:
(exit)
按照CLIPS提示点击返回键。
建表
与其他编程语言一样,CLIPS也有关键字。
举个例子,如果你想在事实表中输入数据,你可以使用assert命令。
作为一个assert实例,在CLIPS提示后面正确输入下面的命令:
(assert(duck))
这里,assert命令以(duck)作为其参数。
记住点击回车键将命令行发送到CLIPS。
你将看到如下响应:
<
Fact-1>
这表示CLIPS已经存储了duck的事实,并将其标识为1。
在CLIPS中,尖括弧被用来作为条目的分隔符。
CLIPS会自动的增加事实的编号,随着一个或更多的事实被添加,从最高事实-索引进行列表。
注意(assert)和它的参数(duck)均用圆括弧括住,像其他一些专家系统语言一样,CLIPS采用LISP式样语法,用圆括弧作为分隔符。
虽然CLIPS并不是采用LISP语言编写,但是LISP影响了CLIPS的发展。
检查两遍
假设你想查看一下事实表中的内容,如果你的CLIPS支持GUI,你便可以在菜单中选择相应的命令,或者,你还可以通过键盘键入相应的命令行。
接下来,我们将来描述一下键盘命令。
查看事实库的键盘命令是facts命令。
在CLIPS提示后输入(facts),CLIPS响应后会将事实表列出。
一定记得将命令用圆括弧括住,否则CLIPS会不识别。
在该实例中,(facts)命令的句法如下:
(facts)
f-0(initial-fact)
f-1(duck)
Foratotalof2facts.
f-0和f-1为CLIPS对事实分配的事实标识。
每个事实被添加进CLIPS,被分配唯一的事实标识,以“f”开头,后面的数字为事实索引。
当启动CLIPS,输入如clear或reset(随后有详细的探讨)后,事实索引将会被归零,然后随着每个事实的添加(assert)逐步加一。
(clear)和(reset)命令同时增加一个(initial-fact)事实,编号为f-0。
在CLIPS的早期版本中,该事实被CLIPS隐式用来初始化一些规则和被用户显式调用来使事实库初始化,但是现在,该事实仅被用来提供向后兼容性。
如果你将duck在事实表中输入两次,将会出现什么结果呢?
让我们试试看,增加一个新事实(duck),然后调用(facts)命令如下所示:
FALSE
CLIPS返回FALSE消息,表示不可能执行该条命令,且你将只能见到原始的事实:
“f-1(duck)”。
这说明CLIPS不能接受事实的复制输入。
然而,CLIPS中还有一个超越命令:
set-fact-duplication,该命令允许事实的重复输入。
当然,你可以输入其他不同的事实。
举个例子,增加一个(quack)事实,然后运行(facts)命令,如下:
(assert(quack))
fact-2>
f-2(quack)
Foratotalof3facts.
注意,(quack)事实已经被添加到事实表中了。
事实也会被移出和撤销。
当一个事实被撤销,其他的事实索引不会改变,因此会出现事实索引的“丢失”。
类似于一个足球运动员离开球队如果没有被补充,其他队员的号码不会因为缺失号码而发生调整(除非他们非常讨厌这个离队的家伙,想要忘掉他曾在队中效力过)。
∙清除所有事实
Clear命令将所有的事实从内存中移出,代码如下所示:
(clear)
事实表中的所有事实被清除。
(clear)命令实质上将CLIPS恢复到起始启动状态,它清除了CLIPS的内存空间,重置事实标识为0和增加了一个(initial-fact)事实。
增加(animal-isduck)事实,然后查看事实表,会发现(animal-isduck)的事实标识为f-1,这是因为(clear)命令重置了事实表的标识。
该命令事实上并不只是起清除所有事实的作用,除此之外,它还清除所有的规则,在下一章中你就会看到。
下面的实例显示了怎样将三个事实加入到事实表,并用(facts)命令查看,然后(clear)命令将这三个事实从内存中清除并重置事实标识为f-0。
(assert(a)(b)(c))
Facts-3>
f-1(a)
f-2(b)
f-3(c)
Foratotalof4facts.
(facts0)
(facts1)
(facts2)
(facts12)
(facts132)
注意,仅用一个(assert)便可以增加三个事实:
(a),(b)和(c)。
最高索引为3,通过CLIPS的信息消息<
Fact-3>
返回。
也可以用每个命令增加一个事实的方式(那些这样做的人也许是为了炫耀他们的打字速度)。
注:
(facts)命令的完整语法为:
(facts[<
start>
[<
end>
maximum>
]]]),<
表示显示索引号大于等于<
的事实,<
表示小于等于<
表示显示在<
和<
之间最多<
个事实。
敏感字段和详解
事实(duck)和(quack)被称之为单字段。
一个字段就是一个占位符(命名或未命名),通常拥有一个值。
一个简单的类比,你可以将字段想像成一幅画框,这个画框能够装载一幅画,也许画中是你的宠物鸭(也许你会好奇怎样用一幅画表现“quack”,有两个法子:
(1)是弄一个示波器来显示一只鸭子说“quack”的波形图,信号的输入来源于一个麦克风;
(2)对于那些有科学主义倾向的人,也许还得对“quack”信号做一个傅立叶变换;
(3)电视里那些叫卖神奇的祛皱,减肥广告。
等等)。
只有用deftemplates才叫做占位符,将在第五章中进行详细的介绍。
这里的(3)提到的电视广告,意思是电视广告里的广告者会大呼小叫的对他们的产品爆发欢呼,声音像鸭子叫一样,讽刺幽默。
(duck)事实是一个单独,未命名占位符的事实,值为duck。
下面有一个关于单字段事实的例子,一个字段即是一个值的占位符。
类比想像一下字段,就像碟子(字段)盛食物(值)一样的道理。
未命名字段的顺序非常重要。
举例,如果一个事实被定义为:
(Brianduck)
表示一个叫Brian的猎人射杀了一只鸭子,那么事实:
(duckBrian)
则表示鸭子猎手射杀了一个叫Brian的猎人。
与之相比,命名字段的顺序是不重要的,稍后你将在deftemplate中看到。
事实上,一个好的软件工程应该采用关系型表示法来表述字段,一个好的事实表示如下:
(hunter-gameduckBrian)
表示第一个字段代表猎人,第二个字段代表游戏名称。
现在,一些定义是必需的了。
一个表是一组无内在序列的项目集合。
之所以称一个表为有序的,意味着表中的位置是非常重要的。
一个多字段是有序字段,每个字段都有一个值,特殊符号nil意思是无,通常作为一个占位符用在空字段中。
举例如下:
(ducknil)
可以表示猎人的捕鸭袋中今天一无所获。
注意,nil表示了一个占位符,虽然它没有值。
举例,试想一个字段就是一个邮箱,没有邮箱和邮箱中没有信件是完全两码事。
如果没有nil,这个事实就是一个单字段事实(duck),如果一个规则依赖于两字段激活,则该单字段事实不会被激活,稍后你会看到的。
这里有许多不同有效的字段类型:
float,integer,symbol,string,external-address,fact-address,instance-name和instance-address。
这些字段类型用来存储字段值的类型。
未命名的字段中,值的类型由你的输入决定。
在deftemplates中,你可以显式的声明字段所包含值的类型。
显式的声明加强了软件工程的概念,是产生一个高效软件的编程训练。
Symbol是一类字段类型,该类型起始于一个可印刷的ASCII码并被选择性的加一个0或更多的可印刷字符。
字段由空格或占位符被普通的分隔。
举例:
(duck-shotBrianGaryRey)
有四个字段,指示了所有的杀鸭猎人。
在这个事实中,字段被空格分隔,并由圆括弧括起来。
事实中不能嵌入其他的事实。
举例,下面即是一个非法的事实:
(duck(shotBrianGaryRey))
然而,如果“shot”被当作一个字段名,上面的事实可能是一个合法的deftemplate事实。
后面的三个人名为该字段下的值。
CLIPS区分大小写。
同样,CLIPS中特定的符号有特殊的意义。
‘’()&
|<
~;
?
$
“&
”,“|”和“~”不会独立的使用或作为符号的任何部分。
一些字符的作用等同于分隔符以结束一个符号。
下面的字符的作用等同于分隔符号。
所有的不可印刷的ASCII码,包括空格,回车键,制表键和换行键。
双引号,“”
起始和结束圆括号,()
&
号
竖线,|
小于,<
.这也是尖括号的一部分。
波浪字符,~
分号,;
指示一个注释的开始,回车键结束
?
和$?
也许不能作为一个符号的开始,但是可以插入其中
分号在CLIPS的作用是指示一个注释的开始,如果你试图增加一个分号,CLIPS便会认为你在输入一段注释并等待你的完成。
如果你在最高阶层(top-level)中不经意的输入了一个分号,那么输入一个圆括号的结束部分:
)并回车。
CLIPS会以一个错误消息响应并提示给你(就像生活中的某些时候,你得做些错误的事情以使得某些事情正确)。
随着你通读这本手册,你将会逐渐明白上面那些符号的意义。
除了“&
”,“|”和“~”之外,你将使用其他的表示符号,然而,也许对于有些人,在读程序和试图理解程序运行机理时有些困惑。
通常情况下,最好是避免使用这些符号来表示字符,除非你有更好的理由需要用到它们。
下面是这些符号的一些例子:
duck
duck1
duck_soup
duck-soup
duck1-1_soup-soup
d!
?
#%^
第二类类型的字段是string。
一个字符串必须用双引号引起来,双引号是字段的一部分。
引号中可以有0个或多个字符。
一些例子如下:
“duck”
“duck1”
“duck/soup”
“ducksoup”
“ducksoupisgood!
!
”
∙第三和第四种字段类型为数字型字段。
该字段用来表示整型或浮点型字段。
浮点型通常被简化为float。
(float-point->
float)
CLIPS中的数字均为“longlong”整型或双精度浮点型。
没有小数点的数字即是整型,除非它们不属于整型范围。
整型的范围由数字的位数决定,N,用来表示整型如下所示:
-2N-1…2N-1-1
对于64位机器“longlong”整型,符合该范围的数字为:
-9,223,372,036,854,775,808…9,223,372,036,854,775,807
下面给出一些数字的例子,增加下面的数据到事实中,最后一个数字为指数表示法,用“e”或“E”代替乘以10。
Foratotalof1fact.
(assert(number1))
(assert(x1.5))
Fact-2>
(assert(y-1))
(assert(z65))
Fact-4>
(assert(distance3.5e5))
Fact-5>
(assert(coordinates123))
Fact-6>
(assert(coordinates132))
Fact-7>
f-1(number1)
f-2(x1.5)
f-3(y-1)
f-4(z65)
f-5(distance350000.0)
f-6(coordinates123)
f-7(coordinates132)
Foratotalof8facts.
如你所见,CLIPS将输入的指数表示法转换成数字350000.0,这是因为当数字足够小,就会被从指数表示转换到浮点型格式。
注意上面的每个数字前面都有一个符号开头,如“number”,“x”,“y”等。
在CLIPS6.0版本以前,允许仅一个数字的事实,然而,现在必需一个符号作为第一字段,同时,CLIPS的一些专用字段不能用来作为第一字段,但是可以用来作为其他字段。
举个例子,专用关键字not用来指代否定模式,但是不能作为一个事实的第一字段。
一个事实由一个或多个被圆括弧括住的字段组成。
为了简单化,我们在前面七章中将仅仅讨论事实,但也有许多对模式匹配应用于对象做了讨论。
例外的是,一些函数如assert和retract仅仅只能用于事实,而不能用于对象。
对对象相应的处理方法将会在第八到第十二章中讨论。
一个事实可以是有序的,也可能是无序的。
所有前面你已经看到的事实都是有序事实,因为字段的顺序决定了它们的不同。
举个例子,注意,CLIPS会自动将包含相同数字“1”,“2”和“3”的事实区分开。
有序事实必须用字段对位于其定义的数据。
举例说明,有序事实(duckBrian)有两个字段,同样(Brianduck)也有两个字段,然而,CLIPS将其看作两个不同的事实,因为有序事实字段的值是不同的。
相反,事实(duck-Brian)仅有一个字段,因为有一个“-”符号将两个值连结。
定义模板事实(Deftemplatefacts),稍后会做详细的表述,它是无序的,因为它用命名字段来定义数据。
这与在C和其他语言中应用结构体一样。
多字段通常被由一个或多个的空格,制表,回车或表格组成的空白隔离开来。
举例说明,输入下面的例子,你将发现每个被存储的事实都是一样的。
(assert(Theducksays“Quack”))
f-1(Theducksays“Quack”)
Forato