一、实验目的
1、学会使用Prolog语言；
2、用Prolog语言巩固一阶逻辑知识；
3、能够使用prolog语言实现一阶逻辑的证明；
二、实验硬件软件平台
硬件：计算机
软件：操作系统：WINDOWS
应用软件：Prolog
三、实验内容及步骤
熟悉prolog语言的使用并实现对于一阶逻辑推理的证明。
prolog软件安装请参考：https://blog.csdn.net/houmou/article/details/41845595
源代码和实验截图下载
链接：https://pan.baidu.com/s/14JDHdVDM-CfxwTK3Ip-y7g
密码：xj6n
【内含实验报告，本实验小题目较多，图片也很多且多为小图，放在博客上可能会影响阅读，完整版请从上面自取】
实验题目及解答
第1题：对于a,b,c,d四种输入情况，验证|?- p(a).的真假；
a. p(b). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
b. p(c). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
c. p(b). p(a) :- p(b), p(c).
d. p(c). p(a) :- p(b); p(c).
解答此题的prolog语言相关原理——Prolog 的语句
Prolog 语言仅有三种语句：事实（Fact）、规则（Rule）和问题（Question）。
1、事实：格式：<谓词名>(<项表>)，比如a题中的p(b)就是一个事实。
2、规则：
格式：<谓词名>(<项表>):-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}。
其中，“:-”号表示“if”（也可以直接写为 if ），其左部的谓词是规则的结论，右部的谓词是规则的前提，因此有右边的条件满足了，就可以推出左边的结论。
3、问题：
格式：?-<谓词名>(<项表>){,<谓词名>(<项表>)}，这个就是问题1的输入。将每个问题的代码复制进txt文件后，将后缀改为pl，直接点开就会出现prolog页面。就可以输入问题，让prolog求解。
第一题的解答
a. p(b). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
事实：p(b)，
规则（2条）：p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
因为p(b)为真，因此根据第一条规则，p(a)为真。
【如何操作】将题目的代码，比如这一题是 “p(b). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).” ，把它复制到一个TXT文件中，将后缀名改为.pl，如果安装好了prolog，那么就可以直接打开输入要查询的命题语句了，下同。
b. p(c). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
事实：p(c)，
规则（2条）：p(a) :- p(b). p(a) :- p(c).
因为p(c)为真，因此根据第二条规则，p(a)为真。
c. p(b). p(a) :- p(b), p(c).
事实：p(b)，
规则（1条）：p(a) :- p(b), p(c)。
因为p(b)为真，但是不知道p(c)是否为真，所以p(a)为false。注意这里只有一条规则，因为中间是逗号，逗号表示要同时满足所有用逗号连起来的条件，才能推出为真。
d. p(c). p(a) :- p(b); p(c).
事实：p(c)，
规则（1条）：p(a) :- p(b); p(c).
因为p(c)为真，且p(b)和p(c)之间使用分号连接的，分号的意思是，只要满足其一，就可以退出结论（类似于“或”），因此，p(a)为真。
第2题：先手工得到下面语句的答案，在用Prolog语言进行验证
|?- p(X) = p(a).
|?- p(X, f(Y)) = p(a, Z).
|?- p(X, a, Y) = p(b, Y, Z).
|?- p(X, f(Y, a), Y) = p(f(a, b), V, Z).
|?- p(f(X, g(Y)), Y) = p(f(g(a), Z), b).
步骤：找到prolog安装目录文件夹bin下的prolog.exe，直接逐条输入就可以观察到结果。
第二题，实质上是一个全程量词的实例化过程。
第3题：为下列集合构造Prolog检测器
• 非负数；
• 奇数；
• {0,1,2,3,4,5,6,7,8}
此题的原理：prolog语言的运算
Prolog给用户提供了一些预先定义的运算符，这些运算符可用于完成基本的算术运算，它们是：
+ 加 - 减 * 乘 / 除 div 整除 mod 整数的余数 is 令表达式求值
比如，输入 ？-ANS is 5 + 1.
输出：ANS is 6.
Prolog还为用户提供了一些用于比较算术运算值的运算符，它们是：
X > Y X大于Y
X < Y X小于Y
X >= Y X大于或等于Y
X =< Y X小于或等于Y
X = Y X等于Y
X \= Y X不等于Y
第三题的解答
3.1：非负数
p(X) :-
X>=0.其中，大写字母X可以替换为任意变量（全程量词的实例化），而小写字母或者单词都没有这种功能，他们只能表示一些特定的变量或定义。因此，在做判断的时候，需要用大写字母作为判断条件。之后的练习中也会用到这项特性。
3.2：奇数
p(X) :-
X mod 2>0;
X mod 2<0.使用上述取余数的运算mod，根据常识，一个数mod2如果大于0或小于0，那么一定是1或-1，对应正奇数和负奇数，所以这样就能判断X是奇数。
3.3：集合{0,1,2,3,4,5,6,7,8}
p(X) :-
member(X,[0,1,2,3,4,5,6,7,8]).调用一个member函数，用于检测X是否在集合内。
第4题：
已知兄弟sib(X, Y)的定义如下
sib(X, Y):- p(Z, X), p(Z, Y), X \== Y.
4.1：定义堂兄弟co(X, Y)；
4.2; 定义二代堂兄弟sco(X, Y)，X,Y的父母是堂兄弟。
代码如下：
sib(X, Y) :- p(Z, X), p(Z, Y), X\== Y.
co(X,Y) :- sib(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\==B,X\==Y.
sco(X,Y) :- co(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\==B,X\==Y.解释：
当X不等于Y，Y且Z是和Y的父亲，则X和Y是兄弟。
当A不等于B,X不等于Y，A和B是兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是堂兄弟。
当A不等于B,X不等于Y，A和B是堂兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是二代堂兄弟。
为了测试方便，我们需要新增下面这些事实：
p(grandfather,father).
p(grandfather,uncle).
p(father,me).
p(uncle,cousin).
p(me,son1).
p(cousin,son2).
其中，p(X,Y)代表X是Y的父亲。
1、sib(X, Y) :- p(Z, X), p(Z, Y), X\== Y.
X和Y有相同的父亲，且不是同一个人，因此XY是兄弟。
2、co(X,Y) :- sib(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\==B,X\==Y.
AB是两兄弟，且AB分别有一个孩子X和Y，那么XY就是堂兄弟。
3、sco(X,Y) :- co(A,B),p(A,X),p(B,Y),A\==B,X\==Y.
AB已经是堂兄弟关系，那么他们各自的孩子就是二代堂兄弟。
测试结果
