Guiame7 Prolog

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GUÍA ACADÉMICA Nro. 7 TEMA: USO DEL VARIABLES ANÓNIMAS (GUIÓN BAJO) Y MANEJO DE LISTAS OBJETIVOS:

◊ Comprender el manejo de listas ◊

Uso de Variables anónimas

REQUERIMIENTOS:

◊ PC con Windows y Visual Prolog PROCEDIMIENTO La presente contiene una serie de programas con respecto al uso de las listas apoyadas por el uso del variables anónimas (guión bajo), antes de continuar seria necesario definir Lista a un conjunto similar de valores, su equivalente en lenguaje de programación común que vendría a ser un arreglo, pero su administración y manejo difiere mucho del trabajo con índices que un arreglo tiene. PARTE 1: Variables Anónimas (Guión Bajo). El guión bajo es una variable anónima, permiten evitar mostrar los valores de las variables que ellas reemplazan, pero si actúan haciendo uso de estas. A continuación se muestra un ejemplo sobre padres con sus hijos, copie el siguiente código: Domains nombre = STRING Predicates nondeterm padre(nombre, nombre) mostrar_ph(nombre, nombre) Clauses padre("Jose","Rosa"). padre("Pedro","Manuel"). padre("Carlos","Maria"). padre("Javier","Luisa"). mostrar_ph(Padre, Hijo):-padre(Padre, Hijo), write(Padre, " es padre de ", Hijo), nl, fail. Consultas: Mostrar todos los padres con sus hijos:

Goal mostrar_ph(X, Y). Resultado: Jose es padre de Rosa

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Pedro es padre de Manuel Carlos es padre de Maria Javier es padre de Luisa No Solution

Como se dará cuenta se muestra la lista de los padres con sus respectivos hijos: Agregue el siguiente código al anterior: Predicates mostrar_padre(nombre) Clauses mostrar_padre(Padre):-padre(Padre,_), write(Padre, " es padre."), nl, fail. Consultas: Mostrar solo los padres: goal mostrar_padre(X). Resultado: Jose es padre. Pedro es padre. Carlos es padre. Javier es padre. No Solution Como se podrá ver en el código se esta realizando la consulta utilizando el siguiente predicado: padre(Padre,_), como se requiere solo el nombre del padre, utilizamos el guión bajo. PARTE 2: Trabajando con Listas. Las listas son unas estructuras de datos muy comunes en la programación no numérica. Una lista es una secuencia ordenada de elementos que puede tener cualquier longitud. Los elementos de una lista pueden ser cualquier término (constantes, variables, estructuras) u otras listas. Las listas pueden representarse como un tipo especial de árbol. Una lista puede definirse recursivamente como: • Una lista vacía [], sin elementos, o • Una estructura con dos componentes: o cabeza: primer argumento o cola: segundo argumento, es decir, el resto de la lista. El final de una lista se suele representar como una cola que contiene la lista vacía. La cabeza y la cola de una lista son componentes de una estructura cuyo nombre es “.”.

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Ejemplo: La lista que contiene un solo elemento: ( a, [] ) La lista de tres elementos [a, b, c] podría escribirse ( a, . ( b, . ( c, [] ) ) ) Siempre terminando con la lista vacía.

En Visual Prolog utilizaremos una notación más sencilla de las listas que dispone a los elementos de la misma separados por comas, y toda la lista encerrada entre corchetes. Así, las listas anteriores quedarían como [a] y [a, b, c], que es un tipo de notación más manejable. Existe, también, una notación especial en Prolog para representar la lista con cabeza X (elemento) y cola Y (lista):

[ X | Y ]

Ejemplos: Lista

[a, b, c] [a] [] [ [el, gato], maullo] [el, [gato, maullo] ] [el, [gato, maullo], ayer] [X+Y, x+y]

Cabeza(Elemento)

a a (no tiene) [el, gato] el el X+Y

Cola(lista)

[b, c] [] (no tiene) [maullo] [ [gato, maullo] ] [ [gato, maullo], ayer] [x+y]

Copie lo siguiente: Domains elemento = SYMBOL lista_elementos = symbol* %Para declarar lista de Symbols lista_numeros = integer* %Para declarar lista de números Predicates asignar_animales(lista_elementos) asignar_numeros(lista_numeros) Clauses asignar_numeros(Lis_num):-Lis_num=[1, 2, 3, 9, -3, 2]. %Predicado que asigna una lista de numeros a la variable Lista_num asignar_animales(Lis_ani):Lis_ani=["Asno","Burro","Cabra", "Elefante"]. %Predicado que asigna una lista de animales a la variable Lista_animal El programa anterior asigna una lista a la varible ingresada.

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Consultas: Asignar la lista de los animales a la variable X: Goal asignar_animales(X). Resultado: X=["Asno","Burro","Cabra","Elefante"] 1 Solution Asignar la lista de los numeros a la variable Y: Goal asignar_animales(Y).

Resultado: Y=["Asno","Burro","Cabra","Elefante"] 1 Solution

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Ahora agregue el siguiente código al programa anterior: Predicates mostrar_lisani Clauses mostrar_lisani:-asignar_animales(LA), LA=[Cabeza| Cuerpo], write("La Cabeza es: ", Cabeza, " y el cuerpo es: ", Cuerpo). El código muestra la cabeza y el cuerpo de la lista de los animales. Consultas: Consultar lo siguiente: Goal mostrar_lisani. Resultado: La Cabeza es: Asno y el cuerpo es: ["Burro","Cabra","Elefante"]yes Ahora agregue el siguiente código al programa anterior: Predicates nondeterm mostrar_all(lista_elementos) nondeterm main Clauses mostrar_all(LA):-LA=[Cabeza|Cuerpo], Cuerpo=[], write("El último elemento es: ", Cabeza). mostrar_all(LA):-LA=[Cabeza|Cuerpo],write("La Cabeza es: ", Cabeza, " y el cuerpo es: ", Cuerpo), nl, mostrar_all(Cuerpo). main:-asignar_animales(LA),mostrar_all(LA). Consultas: Consulte lo siguiente y explique como funciona: Goal main. Resultado: La Cabeza es: Asno y el cuerpo es: ["Burro","Cabra","Elefante"] La Cabeza es: Burro y el cuerpo es: ["Cabra","Elefante"] La Cabeza es: Cabra y el cuerpo es: ["Elefante"] El último elemento es: Elefanteyes Explicación: Primero, se le asigna una lista con cuerpo y cabeza y si ya no hay cuerpo y solo cabeza se le asigna a la cabeza como ulitmo elemento. Luego se vuelve a mostrar toda la lista de cabeza y cola esto funciona recursivamente.

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PARTE 2: Buscar elementos en una Lista A continuación se muestra la búsqueda de un elemento en una lista, como no se conoce con exactitud el tamaño de la lista se utilizara la recursividad para recorrer toda la lista en busca del elemento. a) Copie el siguiente código: DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm es_miembro1(numero, lis_num) CLAUSES es_miembro1(Elem, Lista):- Lista=[Cab|Cuer], Cab=Elem. es_miembro1(Elem, Lista):- Lista=[Cab|Cuer], es_miembro1(Elem, Cuer). Consultas: Verificar si 3 es miembro de la Lista [1, 2, 3, 4, 5]: GOAL es_miembro1(3, [1, 2, 3, 4, 5]). Resultado: yes b) Agregue el siguiente código: PREDICATES nondeterm es_miembro2(numero, lis_num) CLAUSES es_miembro2(Elem, [Cab|Cuer]):- Cab=Elem. es_miembro2(Elem, [Cab|Cuer]):- es_miembro2(Elem, Cuer). Consultas: Verificar si 4 es miembro de la Lista [1, 2, 3, 4, 5]: GOAL es_miembro2(4, [1, 2, 3, 4, 5]). Resultado:yes c) Agregue el siguiente código: PREDICATES nondeterm es_miembro3(numero, lis_num) CLAUSES es_miembro3(Elem, [Elem|Cuer]). es_miembro3(Elem, [Cab|Cuer]):- es_miembro3(Elem, Cuer). Consultas:

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Verificar si 2 es miembro de la Lista [1, 2, 3, 4, 5]: GOAL es_miembro3(2, [1, 2, 3, 4, 5]). Resultado: yes d) Agregue el siguiente código: PREDICATES nondeterm es_miembro4(numero, lis_num) CLAUSES es_miembro4(Elem, [Elem|_]). es_miembro4(Elem, [_|Cuer]):- es_miembro4(Elem, Cuer). Consultas: Verificar si 5 es miembro de la Lista [1, 2, 3, 4, 5]: GOAL es_miembro4(5, [1, 2, 3, 4, 5]). Resultado: yes Explique como funciona cada Predicado, cual es la diferencia entre ellos, cual es el mejor y porque: Es_miembro1: es_miembro1(Elem, Lista):- Lista=[Cab|Cuer], Cab=Elem. es_miembro1(Elem, Lista):- Lista=[Cab|Cuer], es_miembro1(Elem, Cuer). CONCLUSION: Se utiliza mas espacio para agregar la lista Es_miembro2: es_miembro2(Elem, [Cab|Cuer]):- Cab=Elem. es_miembro2(Elem, [Cab|Cuer]):- es_miembro2(Elem, Cuer). Conclusión lista es sustituido por [Cab|Cuer], directamente. Es_miembro3: es_miembro3(Elem, [Elem|Cuer]). es_miembro3(Elem, [Cab|Cuer]):Cuer).

es_miembro3(Elem,

Conclusion: cabeza ya no se iguala a elemento, sino ya directamente. Es_miembro4: es_miembro4(Elem, [Elem|_]). es_miembro4(Elem, [_|Cuer]):- es_miembro4(Elem, Cuer). Conclusión: se trabaja las listas ya con anonimas con el cual tb se hace mas eficiente el programa. Diferencia: La diferencia entre las tecnicas para ver si es miembro, es su eficiencia en la cual se realizan menos llamadas , y la reduccion del codigo tb. Mejor: Es_miembro4

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Por que? porque solo utiliza lo necesario. Realizando las mismas tareas que las demas.

PARTE 3: OPERACIONES CON LISTAS A continuación se desarrollaran operaciones con Listas, observara que no existe Advertencia (Warning) de ningún tipo: a) Predicado que devuelve la cantidad de elementos de una lista DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm contar_lis(lis_num, numero) CLAUSES contar_lis([], 0). contar_lis([_|Cuer], Can):- contar_lis(Cuer, NewCan), Can=Newcan+1. Consultas: Ejecutar la siguiente consulta: GOAL contar_lis([1, 2, 3, 4, 5], Can). Resultado: Can=5 1 Solution Explique como funciona el predicado contar_lis: El conteo lo realiza de cabeza a cola, agregando de uno en uno b) Predicado que devuelve el último elemento de la lista: PREDICATES nondeterm ultimo_lis(lis_num, numero) CLAUSES ultimo_lis([Elem], Elem). ultimo_lis([_|Cuer], Elem):- ultimo_lis(Cuer, Elem). Consultas: Ejecutar la siguiente consulta: GOAL ultimo_lis([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13], Ult). Resultado: Ult=13 1 Solution Explique como funciona el predicado ultimo_lis: El ultimo de la lista vendaría aser como la cabeza de la lista , por lo tanto la operación se realiza recursivamente.

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c) Predicado que devuelve yes cuando el dato ingresado es una lista: PREDICATES nondeterm es_lista(lis_num). CLAUSES es_lista([]). es_lista([_|_]). Consultas: Ejecutar la siguiente consulta: GOAL es_lista([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13]). Resultado: yes Explique como funciona el predicado es_lista: Es_lista ci tiene cabeza, o cabeza y cuerpo. d) Predicado que concatena 2 listas en una tercera lista: PREDICATES nondeterm concat_lis(lis_num, lis_num, lis_num) CLAUSES concat_lis([], Lista, Lista). concat_lis([Cab|Cuer], Lista, [Cab|ListaDes]):concat_lis(Cuer, Lista, ListaDes). Consultas: Ejecutar la siguiente consulta: goal concat_lis([1, 4, 7 ], [ 6, 2, 98], NewLista). Resultado: goal concat_lis([1, 4, 7 ], [ 6, 2, 98], NewLista). Ejecutar la siguiente consulta: goal concat_lis(ListaOri, [1, 4, 7 ], [56, 23, 89, 1, 4, 7 ]). Resultado: ListaOri=[56,23,89] 1 Solution Ejecutar la siguiente consulta: goal concat_lis(ListaOri1, Listaori2, [ 2, 5, 9, 1, 6, 2, 8]). Resultado: ListaOri1=[], Listaori2=[2,5,9,1,6,2,8] ListaOri1=[2], Listaori2=[5,9,1,6,2,8] ListaOri1=[2,5], Listaori2=[9,1,6,2,8] ListaOri1=[2,5,9], Listaori2=[1,6,2,8] ListaOri1=[2,5,9,1], Listaori2=[6,2,8] ListaOri1=[2,5,9,1,6], Listaori2=[2,8] ListaOri1=[2,5,9,1,6,2], Listaori2=[8]

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ListaOri1=[2,5,9,1,6,2,8], Listaori2=[] 8 Solutions Explique como funciona el predicado concat_lista: Se tiene al inicio una lista donde se va a reservar las dos listas anteriores.

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CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

Trabajo Aplicativo: 1. Realice un programa que invierta una lista. DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm invertir(lis_num,lis_num) nondeterm borrar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm insertar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm permutar(lis_num,lis_num) nondeterm no_es_miembro(numero,lis_num) nondeterm hazconjunto(lis_num,lis_num) nondeterm union(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm interseccion(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm miembro(numero,lis_num)

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CLAUSES invertir([],[]). invertir([X|L],Z):-invertir(L,Lis), concat_lis(Lis,[X],Z). borrar(X,[X|C],C). borrar(X,[Y|C1],[Y|C2]):-elimina(X,C1,C2). insertar(E,L,[E|L]). insertar(E,[X|Y],[X|Z]) :-insertar(E,Y,Z). permutar([],[]). permutar([X|Y],Z) :- permutar(Y,L),insertar(X,L,Z). no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[X|Y], X=Elemento, not(Y=[]),write("->",X),nl. no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[_|Y], no_es_miembro(Elemento,Y). agregar([],L,L). agregar([C|T],L,[C|Li]):-agregar(T,L,Li). hazconjunto(S,L):-agregar(_,S,P),agregar(P,_,L). union([],L,L). union([X|L1],L2,L3):-miembro(X,L2),!,union(L1,L2,L3). union([X|L1],L2,[X|L3]):-union(L1,L2,L3). interseccion([X|L1],L2,[X|L3]):-miembro(X,L2),!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion([_|L1],L2,L3):-!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion(_,_,[]).

GOAL %invertir([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %borrar(9,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %insertar(5,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %permutar([1,2,4,14,6], X). %no_es_miembro(1,[1, 2, 3, 9, -3, 2]). %hazconjunto(SubConjuntos,[1, 2, 3, 9]). %union([1,2,3,9,-3,2],[1,2,4,14,6],Union). interseccion([1,7,3,9,-3,2],[1,2,7,4,14,6],Interseccion). 2.- Realice un programa que borre un elemento de una lista.

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DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm invertir(lis_num,lis_num) nondeterm borrar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm insertar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm permutar(lis_num,lis_num) nondeterm no_es_miembro(numero,lis_num) nondeterm hazconjunto(lis_num,lis_num) nondeterm union(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm interseccion(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm miembro(numero,lis_num)

CLAUSES invertir([],[]). invertir([X|L],Z):-invertir(L,Lis), concat_lis(Lis,[X],Z). borrar(X,[X|C],C). borrar(X,[Y|C1],[Y|C2]):-elimina(X,C1,C2). insertar(E,L,[E|L]). insertar(E,[X|Y],[X|Z]) :-insertar(E,Y,Z). permutar([],[]). permutar([X|Y],Z) :- permutar(Y,L),insertar(X,L,Z). no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[X|Y], X=Elemento, not(Y=[]),write("->",X),nl. no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[_|Y], no_es_miembro(Elemento,Y). agregar([],L,L). agregar([C|T],L,[C|Li]):-agregar(T,L,Li). hazconjunto(S,L):-agregar(_,S,P),agregar(P,_,L). union([],L,L). union([X|L1],L2,L3):-miembro(X,L2),!,union(L1,L2,L3). union([X|L1],L2,[X|L3]):-union(L1,L2,L3). interseccion([X|L1],L2,[X|L3]):-miembro(X,L2),!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion([_|L1],L2,L3):-!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion(_,_,[]).

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GOAL %invertir([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %borrar(9,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %insertar(5,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %permutar([1,2,4,14,6], X). %no_es_miembro(1,[1, 2, 3, 9, -3, 2]). %hazconjunto(SubConjuntos,[1, 2, 3, 9]). %union([1,2,3,9,-3,2],[1,2,4,14,6],Union). interseccion([1,7,3,9,-3,2],[1,2,7,4,14,6],Interseccion). 3.- Realice un programa que inserte un elemento en una lista. DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm invertir(lis_num,lis_num) nondeterm borrar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm insertar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm permutar(lis_num,lis_num) nondeterm no_es_miembro(numero,lis_num) nondeterm hazconjunto(lis_num,lis_num) nondeterm union(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm interseccion(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm miembro(numero,lis_num)

CLAUSES invertir([],[]). invertir([X|L],Z):-invertir(L,Lis), concat_lis(Lis,[X],Z). borrar(X,[X|C],C). borrar(X,[Y|C1],[Y|C2]):-elimina(X,C1,C2). insertar(E,L,[E|L]). insertar(E,[X|Y],[X|Z]) :-insertar(E,Y,Z). permutar([],[]).

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permutar([X|Y],Z) :- permutar(Y,L),insertar(X,L,Z). no_es_miembro(Elemento,Lista):-

Lista=[X|Y],

X=Elemento,

not(Y=[]),write("->",X),nl. no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[_|Y], no_es_miembro(Elemento,Y). agregar([],L,L). agregar([C|T],L,[C|Li]):-agregar(T,L,Li). hazconjunto(S,L):-agregar(_,S,P),agregar(P,_,L). union([],L,L). union([X|L1],L2,L3):-miembro(X,L2),!,union(L1,L2,L3). union([X|L1],L2,[X|L3]):-union(L1,L2,L3). interseccion([X|L1],L2,[X|L3]):-miembro(X,L2),!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion([_|L1],L2,L3):-!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion(_,_,[]).

GOAL %invertir([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %borrar(9,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %insertar(5,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %permutar([1,2,4,14,6], X). %no_es_miembro(1,[1, 2, 3, 9, -3, 2]). %hazconjunto(SubConjuntos,[1, 2, 3, 9]). %union([1,2,3,9,-3,2],[1,2,4,14,6],Union). interseccion([1,7,3,9,-3,2],[1,2,7,4,14,6],Interseccion). 4.- Realice un programa que realice la permutación de una lista DOMAINS lis_num = INTEGER* numero = INTEGER PREDICATES nondeterm invertir(lis_num,lis_num) nondeterm borrar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm insertar(numero,lis_num,lis_num) nondeterm permutar(lis_num,lis_num) nondeterm no_es_miembro(numero,lis_num) nondeterm hazconjunto(lis_num,lis_num) nondeterm union(lis_num,lis_num,lis_num)

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nondeterm interseccion(lis_num,lis_num,lis_num) nondeterm miembro(numero,lis_num)

CLAUSES invertir([],[]). invertir([X|L],Z):-invertir(L,Lis), concat_lis(Lis,[X],Z). borrar(X,[X|C],C). borrar(X,[Y|C1],[Y|C2]):-elimina(X,C1,C2). insertar(E,L,[E|L]). insertar(E,[X|Y],[X|Z]) :-insertar(E,Y,Z). permutar([],[]). permutar([X|Y],Z) :- permutar(Y,L),insertar(X,L,Z). no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[X|Y], X=Elemento, not(Y=[]),write("->",X),nl. no_es_miembro(Elemento,Lista):- Lista=[_|Y], no_es_miembro(Elemento,Y). agregar([],L,L). agregar([C|T],L,[C|Li]):-agregar(T,L,Li). hazconjunto(S,L):-agregar(_,S,P),agregar(P,_,L). union([],L,L). union([X|L1],L2,L3):-miembro(X,L2),!,union(L1,L2,L3). union([X|L1],L2,[X|L3]):-union(L1,L2,L3). interseccion([X|L1],L2,[X|L3]):-miembro(X,L2),!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion([_|L1],L2,L3):-!,interseccion(L1,L2,L3). interseccion(_,_,[]).

GOAL %invertir([1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %borrar(9,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %insertar(5,[1, 4, 7, 1, 9, 16, 13],Lista). %permutar([1,2,4,14,6], X). %no_es_miembro(1,[1, 2, 3, 9, -3, 2]). %hazconjunto(SubConjuntos,[1, 2, 3, 9]). %union([1,2,3,9,-3,2],[1,2,4,14,6],Union). interseccion([1,7,3,9,-3,2],[1,2,7,4,14,6],Interseccion).

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