CLIPS 每個程序員應(yīng)該知道的專家系統(tǒng)

CLIPS 是一種計算機語言拉盾,又稱專家系統(tǒng)桨菜。可以到 sourceforge.net 下載相關(guān)的開發(fā)工具,在 Mac 上安裝后是這樣的:

image.png

仔細一看倒得,發(fā)現(xiàn)自己又精通了一門語言的 Hello world泻红! 打印。圖中分成兩個部分霞掺,分別如下所示:
前半部分:

(defrule hello
=>
(printout t "Hello World!" crlf)
(readline)
)

這里是主要的是核心代碼谊路。

后半部分:

(run)

這里主要是執(zhí)行 前半部分 代碼的命令,所以執(zhí)行 (run) 之后 Hello World根悼! 就被打印了凶异。

至此可以發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律: 括號很多。是的挤巡,CLIPS 的語法塊都是使用 () 括起來的剩彬,但是 => 看起來很特殊,接下來詳細解說一下上面的每一行矿卑。

  • 第 1 行: 有一個關(guān)鍵字 defrule, 意思是定義規(guī)則的意思喉恋。我猜可能是 define rule的縮寫。hello 就是所定義規(guī)則的名稱母廷。這一行的開頭是( 與最后一行的 ) 匹配轻黑。
  • 第 2 行: => 這個就有點厲害了,暫且理解成一個語法分隔符琴昆,會在下面介紹氓鄙。
  • 第 3 行: Hello World! 就是在這里輸出的了。
  • 第 4 行: 等待終端輸入业舍、讀取信息抖拦。

現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)對 CLIPS 的語法有簡單的認識了。
上面僅僅是一個簡單例子舷暮,一個相對比較完整的語法應(yīng)該是這樣的:

(defrule hello
(say hi)
=>
(printout t "Hello World!" crlf)
(readline)
)

當輸入這段代碼之后态罪,在執(zhí)行 (run) 的時候,發(fā)現(xiàn) Hello World! 并沒有輸出下面,這么淘氣复颈,到底是為啥呢?接下來分析一下具體的區(qū)別沥割,就是多了一句 (say hi)耗啦。
是的、第一次看到這么寫机杜,盡然沒有報錯芹彬,括號直接寫 say hi,這是什么東西叉庐。在 CLIPS 中,這個叫 facts(事實)会喝。那這個 facts 有什么作用呢陡叠?
在解釋之前玩郊,先來回顧一下現(xiàn)在已經(jīng)提到的兩個關(guān)鍵詞:rule(規(guī)則) 與 facts(事實)。

  • rule(規(guī)則) : 就是上面 defrule 中的所有代碼枉阵。
  • facts(事實): 就是最后提到的 (say hi)译红。

在 CLIPS 中所要解決的問題,都使用一個特定的規(guī)則來表示兴溜,在此同時侦厚,一個規(guī)則免不了依托于某些事實,事實可以是 0 個或者是多個拙徽。從上面的試驗我們能得出一個結(jié)論刨沦,如果這個規(guī)則沒有 facts,那么執(zhí)行 (run) 之后 Hello World! 有輸出膘怕,一旦添加了 facts想诅,那么將不會有輸出。這是因為在執(zhí)行 (run) 的時候岛心,系統(tǒng)會在系統(tǒng)內(nèi)存中檢測這個 rule 中是否有事實来破,沒有就直接 fire(觸發(fā))這個規(guī)則,一旦有 facts忘古,那么需要這些 facts 都被執(zhí)行之后徘禁,才會fire(觸發(fā)) 這個規(guī)則。
我勒個去髓堪,那么問題又來了:facts(say hi) 怎么來的八椭臁?這個 facts 又是怎么被 fire(觸發(fā)) 呢旦袋?
新的概念又出現(xiàn)了:assert骤菠,比如 assert(say hi),就表示在內(nèi)存中定義了一個 facts疤孕,叫 (say hi)商乎。當定義之后,執(zhí)行 (run) 之后祭阀,實時(say hi) 就被觸發(fā)了鹉戚。如果你很懵,看下面的圖:

image.png

插播一個小總結(jié)
對應(yīng)一個規(guī)則的定義专控,其模板應(yīng)該是這樣的:

(defrule rule_name "optinal_comment"
(pattern_1)            ; 由一些在“=>”之前的元素組成的規(guī)則左部分
(pattern_2)
...
(pattern_N)

=>

(action_1)            ; 由一些在“=>”之后的元素組成的規(guī)則右部分
(action_2)
...
(action_M))

看了這個定義抹凳,聰明的你應(yīng)該對 CLIPS 的理解更上一層樓÷赘總之赢底,通過上面對規(guī)則 hello 的介紹,加上這個定義,你應(yīng)該知道在最后一個例子中:pattern 有一個幸冻,是(say hi)粹庞,可以有多個。action 有兩個洽损,分別是 (printout..)(readline)庞溜,可以有多個。當然這些 action 被觸發(fā)的條件是 action 按照 與(AND) 的關(guān)系成立之后碑定。
用一個偽代碼來解說 CLIPS 的規(guī)則就是:

IF certain conditions are true
THEN execute the following actions

上面?zhèn)未a中有兩個關(guān)鍵詞:IF 與 ** THEN流码。仔細品味,還真是這個道理延刘。IF**代表 => 的前半部分漫试,稱 LHSTHEN 代表的是 => 的后半部分访娶,稱 RHS商虐。

到這里、對 CLIPS 的介紹也該告一個段落了崖疤。但是學(xué)習(xí)不能停秘车,在上面的例子中,希望將 hello 規(guī)則實現(xiàn)得更加通用一點劫哼,告訴別人是誰說的叮趴。由上面的介紹知道,可以寫固定权烧,但是這樣肯定不可取的眯亦,畢竟寫固定之后是不易于擴展的。接下來就需要介紹一下在 CLIPS 中的變量使用般码。我將上面的代碼換成了這樣子的:

(defrule hello
(say ?name)
=>
(printout t ?name" say: Hello World!" crlf)
(readline)
)

是的妻率、僅僅是將 facts 換成了 (say ?name)。沒錯板祝,在 CLIPS 中定義變量就是這么單純:一個問號之后直接加上一個可用字符串就是定義了宫静,使用也是一樣的。那如何去使用呢券时?文字很難描述孤里,直接看圖:

image.png

當創(chuàng)建一個 facts (say CoderHG) 之后就自動的匹配到 hello 規(guī)則中的 (say ?name) 了, 并直接將 CoderHG 賦值給了 ?name 變量橘洞。通用格式如下:

?<variable-name>

厲害了捌袜、我的鍋,變量就這么介紹完了 炸枣?B驳取弄唧?!博其?L撞拧?D降?7谢佟峰髓?!還有呢息尺,別著急携兵。關(guān)于變量、能否指定變量類型呢搂誉?可以的徐紧,比如有 INTEGERSTRING, 其次還能自定義數(shù)據(jù)類型,請看如下定義:

; 使用模板定義一個數(shù)據(jù)類型(同結(jié)構(gòu)體)
(deftemplate started-download
    (slot time (type INTEGER))
    (slot caller-address (type INTEGER))
    (slot signpost-id (type INTEGER))
    (slot image-name (type STRING))
)

在 CLIPS 中炭懊,這叫一個模塊并级,定義一個模塊的關(guān)鍵字是 deftemplate。如同以上的定義一樣侮腹,這個模板的名稱叫 started-download嘲碧,在這個模板中有這些屬性:timecaller-address父阻,signpost-idimage-name愈涩。每個屬性前面必須要有 slot, 后面括號后面的就是具體的數(shù)據(jù)類型加矛。
是的履婉,就是在 C、JAVA 中斟览,這叫一個結(jié)構(gòu)體毁腿。

再來插播其它的小 case
在上面我們主要是圍繞一個 hello 規(guī)則來進行介紹的,那么另個問題來了趣惠。這么一個規(guī)則在 CLIPS 中放到什么地方了呢狸棍?答案是 內(nèi)存中。這個答案略顯 屌絲味悄,但也無傷大雅草戈。其實更確切的說這些規(guī)則都需要依托于在 CLIPS 的模塊中。如果不明確的指明的話侍瑟,默認是在 MAIN 模塊中唐片。我們可以這樣的驗證:

image.png

是的丙猬,我們可以使用函數(shù) ppdefrule 來查看一個 rule 的定義,比如(ppdefrule hello)费韭〖肭颍可以看到在 hell 的前面有一個我們沒有寫的 MAIN::,這是默認的星持,所以一般可以不用明顯的寫出來抢埋。
那么在 CLIPS 中海油其它的模塊,比如:MODELERRECORDER督暂。

是該做一個總結(jié)了
在當前文章中主要介紹了這個內(nèi)容:rule(規(guī)則)揪垄、facts(事實)、變量逻翁、模板與模塊饥努。
對于 CLIPS ,還有更多需要我們繼續(xù)學(xué)習(xí)深究的東西八回,但是對于目前的我來說酷愧,知道這些差不多夠用。

我對 CLIPS 的學(xué)習(xí)是針對在 iOS 開發(fā)中 《Xcode 中 Instruments 自定義》 中遇到的缠诅。Instruments 自定義 中的實現(xiàn)溶浴,都是居于 CLIPS 語言實現(xiàn)的。所以研究 Instruments 自定義 必須要知道 CLIPS 中的一些基本套路滴铅。最后附上兩張 Instruments 自定義 的實現(xiàn):

模擬的蘋果的例子1
96CDDA63-14CA-4015-980B-0FC0C4ACAD99.png

看到這里戳葵,就要說再見了。
如果有機會再詳細的介紹 Xcode 中如何實現(xiàn) 自定義 Instruments 功能汉匙。

推薦文章:
從入門到精通之專家系統(tǒng)CLIPS(二)
Creating Custom Instruments

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