实现基于谓词逻辑的归结原理.docx
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实现基于谓词逻辑的归结原理
河南城建学院
《人工智能》实验报告
实验名称：
实现基于谓词逻辑的归结原理成绩：
—
专业班级：
—学号:
姓名：
实验日期:
2014年05月13日
实验器材：
•台装pc机°
一、实验目的
熟练掌握使用归结原理进行定理证明的过程，掌握基于谓词逻辑的归结过程中，子句变换过程、替换与合一算法、归结过程及简单归结策略等重要环节,进一步了解机器自动定理证明的实现过程。
二、实验要求
对于任意给定的一阶谓词逻辑所描述的定理，要求实现如下过程：
（1）谓词公式到子句集变换；
（2）替换与合一算法；
（3）在某简单归结策略下的归结。
三、实验步骤
步1设汁谓词公式及自居的存储结构，即内部表示。
注意对全称量词臥和
存在量词"X可采用其他符号代替；
步2实现谓词公式到子句集变换过程；
步3实现替换与合一算法；
实现某简单归结策略；4步.
步5设计输出，动态演示归结过程，可以以归结树的形式给出；
步6实现谓词逻辑中的归结过程，其中要调用替换与合一算法和归结策略。
四、代码
谓词公式到子句集变换的源代码：
#iiiclude
#iiiclude
#iiiclude
#iiiclude
usingnamespacestd:
//•些函数的定义
voidimtStrmg（strmg&im）;〃初始化
stringdel_iiilchie（stringtenq））y/消去蕴涵符号
stringdec_neg_rand（strmgtemp）;//减少否定符号的辖域
stringstandard-var（stringtemp）;〃对变晟标准化
stringdel_exist$（stringtenip）^/消去存在量词
stringcon\rert_to_front（stringtemp）;//化为前束形
stringcon\rert_to_and（stringtemp）;//把母式化为合取范式
stringdel_all（striiigtemp）;//消去全称量词
stringdel_aiid（striiigtemp）;//消去连接符号合取％
stringchange_name（stnngtemp）;〃更换变ht名称
//辅助函数定义
boolisAlbum（chartenip）^/是字母
stringdel_null_bracket（stringtemp）y/删除多余的括号
stringdel_blank（strmgtemp）;//删除多余的空格
voidcheckLegal（stringtemp）;〃检查合法性
chariiuniAfectChai（iiittemp）;//数字显示为字符〃主函数
voidniain（）
{
cout«求子句集九步法演示«endl;
system（colorOA）;
//ongn=Q（x,y）%〜（P（y）;
〃ongn=（@x）（P（y）>P）;
//ongn=Y#x）y（x）;
//ongn=〜（（@x）x!
b（x））;
//ongn=Yx!
y）;
//ongn=p〜2（b））;
stringorignjemp;
charconimand.conimand0,cominandl,command2.conimand3,comiiiand4,conimand5,cominand6.conimand7,comiiiand8,cominand9,conimaiidl0;
憫璟?
请输入（Y/y）初始化谓词演算公式vv已ndl:
cin»conimand;
if（conmiaiid=y||command=Y'）lmtString（ongn）;
else
exit（O）;
憫瑾?
请输入（Y/y）消除空格«endl;cin»conimandO:
if（commaiidO=y||conimandO=Y）{
//del_blank（origii）;//undone
澗璜?
消除空格后是«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
憫璜?
请输入（Y/y）消去蕴涵项«endl:
cin»conimandl;
if（commandl=y||command1=Y）{
orign=del_mlclue（ongn）;
憫璜?
消去蕴涵项后是«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
憫瑾?
请输入（Y/y）减少否定符号的辖域vv诅dl:
cin»conimand2;
if（comiiiand2=*y*||command?
=Y）
{
do
{
temp=orign;
orign=dec_neg_rand（orign）;
}while（temp!
=orign）;
澗璜？
减少否定符号的辖域后是vvzdl
«ongn«endl;
}
else
exit（O）;
制璟?
请输入（Y/y）对变量进行标准化vv已ndl;cin»conimand3;
if（comiiiand3=y||conunaiid3=Y）
{
ongii=standard_var（ongii）;
憫璜?
对变量进行标准化后是«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
憫璟?
请输入（Y/y）消去存在量词«endl;
cin»conimand4;
if（coiiuiiaiid4=y||command4=fY*）
{
ongii=del_exists（ongn）;
憫璜?
消去存在量词后是（w=g（x）是•个Skolem函数）《endl«orign«endl;
}
else
exit（O）;
憫瑾?
请输入（Y/y）化为前束形«endl:
cin»conimand5;
if（commaiid5=y||conmiand5==Y'）
orign=com-ert_to_front（orign）;憫璜?
化为前束形后是vvendl
«orign«endl;
}
else
exit（O）;
n
憫璜?
请输入（Y/y）把母式化为合取方式《endl:
cin»conimand6;
if（conmiand6=y||coniniand6=
:
Y）
{
orign=com*ert_to_and（orign）:
憫璜?
把母式化为合取方式后是
«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
〃—
«endl;
消去全称量词（Y/y）请输入制璜？
cin»cominand7;
if（conmiand7=y||coniniand7=
:
Y）
orign=del_all（ongn）;
憫璜？
消去全称量词后是«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
JJ
憫瑾?
请输入（Y/y）消去连接符号《旳dl;cin»conimand8;
if（comiiiand8=y||commands=Y）
ongii=del_and（ongii）;
憫璜?
消去连接符号后是«endl
«orign«endl;
}
else
exit（O）;
JJ
力二=============================
憫璟?
请输入（Y/y）变量分离标准化«endl;
cin»conimand9;
if（comiiiand9=||conmiand9=Y）
{
orign=change_name（orign）;
憫璜?
变量分离标准化后是（xl,x2,x3代替变虽x）«endl
«orign«endl:
}
else
exit（O）;
cout«完毕«endl;
cout«（请输入Y/y）结束«endl:
do
{
}while（y=getchar（）||T^getcharO）;
exit（O）;
}
voidimtStnng（strmg&im）
{
charconimanda,commandb;
«endl;涸璜?
请输入您所需要转换的谓词公式（Y/N）?
«eiidl;涸瑾?
需要查看输入帮助cin»conimanda;
if（comiiianda=T*||cominanda='y'）
#,«endl全称量词为涸璜？
本例程规定输入时蕴涵符号为>,@，存在量词为，函数名请用•个字母）左右括号分别为吸取为？
取反为~,!
，合取为％,（、
«endl;
憫璜?
请输入（y/n）选择是否用户H定义<cin»conimandb;
if（coiimiandb='丫・conimandb=,y,）
cin»mi;
else
mi=（@x）（P（X）>（（@y）（P（y）>P（f（x,y）））%^@y）（Q（x,y）>P（y））））;
澗璜？
原始命题是wendl
«ini«endl:
}
>消去stringdel_inlclue（striiigtemp）//蕴涵项{
〜a!
b变为〃a>bcharc2inp[100]={\};
stringoutput;
intlength=temp.lengthO：
iiiti=O.right^bracket=O.falg=0:
stackstackl?
stack2,stack3:
strcpy（ctemp,temp.c_str（））;
wlule（ctemp[i]!
=*\0*&&i<=length-1）
{
stacklpush（cten^[i]）;
ifC>'=ctemp[i十1]）〃如果是a>b则用〜a!
b替代
{
falg=l；
if（isAlbum（ctemp[i]））//如果是字母则把ctenq）[i]弹出
{
stackl.pop（）;
stacklpush（^）;
stacklpush（ctemp[i]）;
stackl.pushC!
*）;
i=i+1;
elseif（7=ctemp[i]）
{
right_bracket++;
do
{
right_bracket—;
if（f=stackl.topO）
stack3.push（stackltop（））;
stackl.popO；
}while（（right_bracket!
=0））;stack3.push（stackltop（））;
stackl.popO；
st2ckl.push（'〜‘）；
wlule（!
stack3.einptyX））
{
stacklpush（stack3.topO）；
stack3.pop（）;
}
stackl.pushC!
1）;
}
i++；
}
wlule（!
stackleinpt^X））
{
stack?
pnsh（stackltopO）;
stackl.popO；
}
wlule（!
stack2.einptyX））
{
output十=stack2.top（）;
stack2.pop（）;
lf（felg=1）returnoutput;elsereturntenq?
;
}
stringdec_neg_rand（stringtemp）//减少否定符号的辖域
{
charctemp[100],tempc:
stringoutput;
mtflag?
=0;
inti=O,left_bracket=Ojength=temp.leiigthO；stackstackl,stack?
:
queuequeue1;
strcpyXctemp,temp.c__str（））;//复制到字符数组中wlule（ctemp[i]!
=‘\0‘&&i<=length-1）
{
stacklpnsh（ctemp[i]）;
否则什么都不做~如果是if（cteinp[i]=•-•）//{
charfb=ctemp[i+2];
if（ctemp[i+l]=（C）//如果是（，否则什么都不做{
if（fo=IIfo=wy/如果是全称量词
{
£lag2=l;
i卄；
stackl.popO；
stackl.push（ctemp[i]）;
lf（fo=@）
stackl.pushC#*）;
else
stackl.pushC@*）；
stackl.push（ctemp[i+2]）;
stacklpush（ctemp[i+3]）;
stackl.pushCX1）；
stackl.push（‘〜'）;
if（isAlbum（ctemp[i+4]））
stackl.push（ctemp[i+4]）;
i=i+5;
}
else
i=i+4;
do
{
queue1.pnsh（temp[i]）;
if（tenq）[i]='（'）
left_bracket卄；
elseif（temp[i]=丁）
left_bracket—;
i卄；
}while（left_bracket!
=0&&left_bracket>=0）;
queuelpushC）*）;
while（!
queue1.emptyO）
{
tempc=queuel.frontO：
queuel.pop（）;
stacklpush（tempc）;
}
}
}
}
i卄；
}
wlule（!
stackleinpty^））
{
stack?
push（stackl.topO）；
stackl.pop（）;
wlule（!
stack2.已inpty（））output十=stack2.top（）;stack2.pop（）;
}if（flag2=1）temp=output;
/車***************4（寒**4（拿*****尊*尊*草**"寒**********************專
charctemplflOO];stringoutput1;
stackstack11,stock?
2;
intfalgl=0;
inttimes=0:
intlength1=tenq）.length（）,inleftbackets=l,j=0;strcpy（ctempl.teinp.c_strO）ixvlule（ctempl[j]!
=r\0f&&j<=（lengthl-1））{
stackl1,push（ctempl[j]）;
if（ctempl[j]==z）
if（ctempl[j-l]='（•严&&ctemplfj十2]!
='〜叫）{
J=j+2;
stackl1.push（'C）;////〃//////////
while（mleftbackets!
=0&&mleftbackets>=0&×<=（length1・j）&&
times>=0）
{
stackl1push（cteinpl[j]）;if（ctempl[j]=，C）mleftbackets十十；
elseif（ctempl[j]='）'）mleftbackets—;
if（inleftbackets=1&&ctempl[j+l]=T&&ctempl[j+2]!
='@&&
Ctemplti+2〕M3
Egl£
stackl1.push（.y）yjws§ssckll.pusM%）stackll.push（■〜>?
stack!
1.Push（・（・）w//、AW
iRinleRbackasHH一ctempl=+l〕==・％•ctemplfj+2〕-ir・®&,&.
Ctemplti+2〕M3mgl4s£ll・push（w=§
stack!
1push（J八stackll.push（・〜）stack!
1.Push（・（・）w//O7
J2
JHJ+常
lf（£dglhh1）ssrc片11pushQx
stack11.Popo八smdcl1.pusho.）寺期b-lgsrackl1・push（・y）*、llt^^b=g
while（一srackl1cmptyo）
stack22.push（stackl1topO）；stackll.pop（）;
wlule（!
stack?
2.emptyO）
{
output1+=stack22.topO；
stack22.pop0：
temp=output1;
charctemp3[100];
stringontput3;
intk=O,left_bracket3=1Jength3=teinp.lengthO；stackstack13,stack?
3;
intflag=O,bflag=0;
strcpy（ctemp3.temp.c_strO）；//复制到字符数组中wliile（ctemp3[k]!
=‘\0‘&&k<=length3-l）
stackl3.push（ctemp3[k]）;if（ctemp3[k]='〜）
if（ctemp3[k+l]=T）
if（ctemp3[k+2]=^）
flag=l;
stackl3.popO：
k=k+2;
wliile（left_bracket3!
=0&&left__bracket3>=0）
stackl3.pnsh（ctenq）3[k+1]）;
if（ctemp3[k十1]=V）leftbracket3十+;
leftbracket3if（ctemp3[k+l]=T||ctemp3[k+l]=*%*）
bflag=1；
k++;
}
stackl3.pop（）;
}
}
}
k卄；
}
xvlule（!
stackl3.emptyO）
{
stack?
3.push（stack13.topO）;
stackl3.pop0：
}
wlule（!
stack23.emptyO）
{
output3+=stack23.topO；
stack23.popO：
}
if（flag=1&&bflag=0）
temp=output3;
retiimtemp;
}
stringstandard^-ar（stringtemp）//对变晟标准化，简化，不考虑多层嵌套{
charctemp[100],des[10]={};
strcpyXctemp,tenip.c_str（））;
stackstackl,stack?
:
intl_bracket=l.folg=O.bracket=1;
inti=Oj=0;
stringoutput:
wlnle（ctemp[i]!
=*\0'&&ivtemp.length。
）
{
stackl.pnsh（ctenq）[i]）;
if（ctemp[i]=||ctemp[i]=*#*）
{
stackl,push（ctemp[i+l]）;
des[j]=ctempfi+1];
J卄;
stacklpush（ctemp[i+2]）;
i=i+3;
stacklpush（ctemp[i]）;
i++；
if（ctemp[i-l]==*（*）
{
wlule（ctemp[i]!
='\0'&&l_bracket!
=0）{
if（ctemp[i]='（'）
l__bracket++;
if（ctemp[i]=*（*&&ctemp[i+l]=9@'）
{
des[j]=ctemp[i+2];
J卄;
if（cteinp[i+l]==•（*&&ctemp[i+2]=）
falg=l；
mtkk=1;
stackl.push（f）;
stacklpush（ctemp[i+2]）;
i=i+3;
if（ctemp[i]=y）ctemp[i]-w\stacklpush（ctemp[i]）;st3ckl.push（'）'）;stackl.push（'C）;
i=i+3;
wlule（kk!
=0）
{
if（ctemp[i]='（'）
kk+-：
if（ctemp[i]=y）
kk-;
if（ctemp[i]=y）ctempfi]=*;
stacklpush（ctemp[i]）;
i++；
}
}
stackl.push（ctemp[i]）;
i++；
}
}
}
i++；
}wlule（!
stacklenipty^））
stack2.push（stackltop（））;
stackl.pop（）;
}
wlule（!
stack2.已inpty（））
{
outputh-=stack?
.top（）;
stack2.pop（）;
}
lf（folg==1）
returnoutput;
else
retiirntenip;
}
stringdel_exists（stringtemp）//消去存在虽词
{
charctemp[100]Ainknow;
strcpy（ctemp,temp.c_str（））;
mtleft_brackets=0,i=O,falg=0;
queuequeue1;
stringoutput;
wlule（ctemp[i]!
='\0‘&&ivteinp.lengthO）
{
if（ctemp[i]='（'&&ctemp[i+l]='拌）
{
falg=l；
unknow=ctemp[i+2];
i=i+4;
do
{
leftbrackets-H-;
if（ctemp[i]='（•）if（ctemp[i]='）'）
left_brackets—;
queue1push（'g'）;queuel.push（'C）;queuel.push（'x'）;
queuel.pushC）*）;
if（ctemp[i]!
=unknow）queue1.pu$h（ct
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