推理引擎中的规则和事实(循环?)定义

时间:2019-06-20 15:20:32

标签: haskell recursive-datastructures cyclic-reference inference-engine

作为学校项目,我正在研究向后链接引擎。 到现在为止,我大部分时间都使用C进行项目,因此我决定尝试使用Haskell进行该项目。我已阅读LYAH,以便开始使用,并已开始在推理引擎中实现规则和事实的表示。 到目前为止,这就是我所得到的

module Inference () where

type Op = Bool -> Bool -> Bool
type Label = String
type Fact = (Label, [Rule])
data Rule = Operation Rule Op Rule
          | Fact Fact

eval_fact:: [Label] -> Fact -> Bool
eval_fact proved (label,rules) = label `elem` proved || any (eval_rule proved) rules

eval_rule:: [Label] -> Rule -> Bool
eval_rule proved (Fact x) = eval_fact proved x
eval_rule proved (Operation r op r') =  eval_rule proved r `op` eval_rule proved r'

除非事实已经存在于已知事实列表中,否则我们的想法是要有某种图,其中Fact节点指向Rule节点。

但是,在这里我遇到了定义实际事实和规则的问题。

做类似

let fact_e = ("E", [Fact ("C", [(Operation (Fact ("A", [])) (||) (Fact ("B", [])))])])

用ghci表示规则

C => E
A || B => C

那行得通。但是我真的看不到要以编程方式构建这些规则的方向。此外,我看不到如何使用该方案处理循环规则(例如,添加规则E => A)。

我已经看到,可以使用Haskell Wiki上的“打结”技巧在haskell中定义自引用数据结构的方法,但是我不知道我应该(甚至即使)将其应用于本案。

我的问题本质上是,我是朝着正确的方向前进,还是采用这种方法使它完全落后?

PS:在我看来,我的代码也不如应有的简洁(绕过[Label]列表,重复eVal_rule proved多次...),但是我真的不知道要么以另一种方式来做。

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

想法是首先将规则解析为 not 自引用的中间表示形式。例如,给定表示形式:

type Program = [(Label, [Rule_P])]
data Rule_P = Operation_P Rule_P Op Rule_P | Fact_P Label

然后是一组规则:

C => E
A || B => C
E => A
F => E

将被解析,由蕴涵目标收集,并表示为:

prog1 :: Program
prog1 = [ ("E", [ Fact_P "C"                                       -- C => E
                , Fact_P "F" ])                                    -- F => E
        , ("C", [ Operation_P (Fact_P "A") (||) (Fact_P "B") ])    -- A || B => C
        , ("A", [ Fact_P "E" ]) ]                                  -- E => A

然后,将其转换为周期性的自我参考知识库(使用原始的Fact类型):

type Knowledge = [Fact]

您像这样打结:

learn :: Program -> Knowledge
learn program = knowledge

  where

    knowledge :: [Fact]
    knowledge = [ (target, map learn1 rules_p) | (target, rules_p) <- program ]

    remember lbl = fromJust (find ((==lbl) . fst) knowledge)

    learn1 :: Rule_P -> Rule
    learn1 (Fact_P lbl) = Fact (remember lbl)
    learn1 (Operation_P rule1 op rule2) = Operation (learn1 rule1) op (learn1 rule2)

这也许值得解释。我们通过简单地应用knowledge来创建learn1,以将原始程序中每次出现的非自引用Rule_P转换为知识库中的自引用Rule。函数learn1以明显的递归方式执行此操作,并通过在{{1}的正文中查找(Fact_P)标签来“结”每个remember },我们正在定义中。

无论如何,要向自己证明它是自我参照的,可以在GHCi中使用它:

knowledge

当然可以尝试

> know1 = learn prog1
> Just [Operation factA _ _] = lookup "C" know1
> Fact ("A", [factE]) = factA
> Fact ("E", [factC, _]) = factE
> Fact ("C", [Operation factA' _ _]) = factC
> Fact ("A", [factE']) = factA'

会一直循环直到内存用完为止,因为它会尝试(未成功)从C从E到C证明E,等等,因此您需要添加一些逻辑来中止循环证明。