动物识别专家系统（C++版）

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本实验仿照书中例题，用C++语言实现了一个简单的动物识别专家系统。该系统可以识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、信天翁这7种动物及根据一些特征识别部分物种。

知识库

在本系统当中，知识库中的知识用产生式规则来表示，共有如下15条规则。
R1 IF该动物有奶THEN该动物是哺乳动物
R2 IF该动物有毛发THEN该动物是哺乳动物
R3 IF该动物有羽毛THEN该动物是鸟
R4 IF该动物会飞AND会下蛋THEN该动物是鸟
R5 IF该动物有爪AND有犬齿AND眼盯前方THEN该动物是食肉动物
R6 IF该动物吃肉THEN该动物是肉食动物
R7 IF该动物是哺乳动物AND有蹄THEN该动物是有蹄类动物
R8 IF该动物是哺乳动物AND嚼反刍THEN该动物是有蹄类动物
R9 IF 该动物是哺乳动物 AND 该动物是食肉动物 AND 是黄褐色 AND身上有黑色条纹 THEN 该动物是虎
R10 IF该动物是哺乳动物 AND 该动物是食肉动物AND是黄褐色AND身上有暗斑点THEN该动物是金钱豹
R11 IF该动物是有蹄类动物AND有长脖子AND有长腿AND身上有暗斑点THEN该动物是长颈鹿
R12 IF该动物是有蹄类动物AND身上有黑色条纹THEN该动物是斑马
R13 IF该动物是鸟AND有不会飞AND有长腿AND长脖子AND是黑白二色THEN该动物是鸵鸟
R14 IF该动物是鸟AND不会飞AND会游泳AND是黑白二色THEN该动物是企鹅
R15 IF该动物是鸟AND善飞THEN该动物是信天翁

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
using namespace std;
int RULENUM=15;//动物识别系统的规则库有条规则
int CAUSENUM=5;//各条规则中的前提条件最多有个
int count = 0;//记录所选择的动物特征的个数
/*事实*/
string fact[] ={ "", "有毛发", "有奶", "有羽毛", "会飞", "会下蛋", "吃肉", "有犬齿", "有爪","眼盯前方", "有蹄", "嚼反刍", "黄褐色", "身上有暗斑点", "身上有黑色条纹", "有长脖子","有长腿", "不会飞", "会游泳", "有黑白二色", "善飞", "哺乳动物", "鸟", "食肉动物", "蹄类动物", "金钱豹", "虎", "长颈鹿", "斑马", "鸵鸟", "企鹅", "信天翁" };
/*规则*/
int rule[][6]={{ 0, 0, 0, 0, 0, 0 },{21, 1, 0, 0, 0, 0 },{ 21, 2, 0, 0, 0, 0 }, { 22, 3, 0, 0, 0, 0 }, {22, 4, 5, 0, 0, 0 },{ 23, 6, 0, 0, 0, 0 }, { 23, 7, 8, 9, 0, 0 }, { 24, 21, 10, 0, 0, 0 }, { 24, 21, 11, 0, 0, 0 }, { 25, 21, 23, 12, 13, 0 }, { 26, 21, 23, 12, 14, 0 }, { 27, 24, 15, 16, 13, 0 }, { 28, 24, 14, 0, 0, 0 }, { 29, 22, 15, 16, 17, 19 }, { 30, 22, 18, 17, 19, 0 }, { 31, 22, 20, 0, 0, 0 } };

int conditionlist[24];//所选择的动物特征

bool match(int a);           //函数声明
int inference();

int main()
{
    cout<<"以下是一些动物的特征:"<<endl;
    for (int i=1;i<=24;i++)
    {
        cout<<i<<".";
        cout<<setiosflags(ios::left)<<setw(14)<<fact[i]<<"  ";
        if (i%4==0)
        {
            cout<<endl;
        }
    }
    int a;
    int k=0;

     cout<<"请选择动物的特征:"<<endl;
     while((cin>>a))                      //a为整形的，按任意字母可结束循环
     {
       conditionlist[k]=a;                   
       k++;
       count++;
     }
     cout<<"该动物名称为："<<endl;
     inference();

return 0;   
}

 /*知识匹配*/
bool match(int a)
{
    int i=1;
    int j=0;
    int flag=0;
    int flag1=0;
    int num=0;
    while ((flag==i-1)&&(flag1!=count))
    {   
        flag=0;
        for (i=1;i<=CAUSENUM;i++)
        {
            if (rule[a+num][i]==0)
                break;                              
            for (j=0;j<count;j++)                     //所选择的动物特征的条数
            {
         if (rule[a+num][i]==conditionlist[j])//匹配上一个条件flag计数加一
                {
                    flag++;
                    flag1++;        
                    break;
                }
            }
        }
        num++;
    }

    if ((flag!=i-1)||(count==0))
    {
        return false;
    }
    else
    {   
        for (i=0;i<num;i++)
        {
            for (j=0;j<num;j++)
            {
                if ((i!=j)&&(rule[a+i][0]!=rule[a+j][0]))
                {
                    return false;
                }
            }
    }
        return true;
    }
}
/*推理*/
int inference()
{
    int i;

    int j=0;
    for (i=1; i<=RULENUM;i++)
    {
        if (match(i)==true)
        {
            cout<<fact[rule[i][0]]<<endl;
            return 0;
        }

    }
    cout<<"未知动物"<<endl;
    return 0;
 }

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