sicp 4.4.1小节习题

    本节开始进入第4章最后一部分——逻辑程序设计。scheme将实现一种查询语言，非常类似prolog。由于解释器的实现在后面，还未读到，前面的习题我都将用prolog做测试，当然也给出scheme版本的解答，待以后测试。
    首先给出依照书中所述写出的prolog事实库：

<!----> address( ' BitDiddle Ben ' , ' Slumerville ' , ' Ridge Road ' , 10 ).
address( ' Hacker Alyssa P ' , ' Cambridge ' , ' Mass Ave ' , 78 ).
address( ' Fect Cy D ' , ' Cambridge ' , ' Ames Street ' , 3 ).
address( ' Tweakit Lem E ' , ' Boston ' , ' Bay State Road ' , 22 ).
address( ' Reasoner Louis ' , ' Slumerville ' , ' Pine Tree Road ' , 80 ).
address( ' Warbucks Oliver ' , ' Swellesley ' , ' Top Heap Road ' ,unknown).
address( ' Scrooge Eben ' , ' Weston ' , ' Shady Lane ' , 10 ).
address( ' Aull DeWitt ' , ' Slumerville ' , ' Onione Square ' , 5 ).
address( ' Cratchet Robert ' , ' Allston ' , ' N Harvard Street ' , 16 ).


job( ' BitDiddle Ben ' ,computer,wizard).
job( ' Hacker Alyssa P ' ,computer,programmer).
job( ' Fect Cy D ' ,computer,programmer).
job( ' Tweakit Lem E ' ,computer,technician).
job( ' Warbucks Oliver ' ,administration, ' big wheel ' ).
job( ' Scrooge Eben ' ,accounting, ' chief accountant ' ).
job( ' Aull DeWitt ' ,administration,secretary).
job( ' Cratchet Robert ' ,accounting,scrivener).
job( ' Reasoner Louis ' ,computer,programmer,trainee).

salary( ' Hacker Alyssa P ' , 40000 ).
salary( ' BitDiddle Ben ' , 60000 ).
salary( ' Fect Cy D ' , 35000 ).
salary( ' Tweakit Lem E ' , 25000 ).
salary( ' Reasoner Louis ' , 30000 ).
salary( ' Warbucks Oliver ' , 150000 ).
salary( ' Scrooge Eben ' , 75000 ).
salary( ' Cratchet Robert ' , 18000 ).
salary( ' Aull DeWitt ' , 25000 ).

supervisor( ' Hacker Alyssa P ' , ' BitDiddle Ben ' ).
supervisor( ' Fect Cy D ' , ' BitDiddle Ben ' ).
supervisor( ' Tweakit Lem E ' , ' BitDiddle Ben ' ).
supervisor( ' Reasoner Louis ' , ' Hacker Alyssa P ' ).
supervisor( ' BitDiddle Ben ' , ' Warbucks Oliver ' ).
supervisor( ' Scrooge Eben ' , ' Warbucks Oliver ' ).
supervisor( ' Cratchet Robert ' , ' Scrooge Eben ' ).
supervisor( ' Aull DeWitt ' , ' Warbucks Oliver ' ).

can_do(computer,wizard,computer,programmer).
can_do(computer,wizard,computer,technician).
can_do(administration,secretary,administration, ' big wheel ' ).

从 习题4.55开始，
1）所有被Ben BitDiddle管理的人：

<!----> (supervisor ?x (BitDiddle Ben))

prolog测试：

<!----> |  ? -  supervisor(Name, ' BitDiddle Ben ' ).

Name  =   ' Hacker Alyssa P '  ? ;

Name  =   ' Fect Cy D '  ? ;

Name  =   ' Tweakit Lem E '  ? ;

no

2）会计部所有的人的名字和工作:

<!----> (job ?name (accounting .?type))

prolog测试：

<!----> |  ? -  job(Name,accounting,Type).

Name  =   ' Scrooge Eben '
Type  =   ' chief accountant '  ? ;

Name  =   ' Cratchet Robert '
Type  =  scrivener

yes

3)在Slumerville居住所有人的名字和地址：
(address ?name (Slumerville ?where))

prolog测试：

<!----> |  ? -  address(Name, ' Slumerville ' ,Road,No).

Name  =   ' BitDiddle Ben '
No  =   10
Road  =   ' Ridge Road '  ? ;

Name  =   ' Reasoner Louis '
No  =   80
Road  =   ' Pine Tree Road '  ? ;

Name  =   ' Aull DeWitt '
No  =   5
Road  =   ' Onione Square '  ? ;

习题4.56，
1）给出Ben Bitdiddle的所有下属的名字，以及他们的地址：

<!----> ( and
  (supervisor ?name (Bitdiddle Ben))
  (address ?name ?where))

prolog测试，注意prolog是用,号表示and的关系：

<!----> |  ? -  supervisor(Name, ' BitDiddle Ben ' ),address(Name,City,Road,No).

City  =   ' Cambridge '
Name  =   ' Hacker Alyssa P '
No  =   78
Road  =   ' Mass Ave '  ? ;

City  =   ' Cambridge '
Name  =   ' Fect Cy D '
No  =   3
Road  =   ' Ames Street '  ? ;

City  =   ' Boston '
Name  =   ' Tweakit Lem E '
No  =   22
Road  =   ' Bay State Road '  ? ;

2)所有工资少于Ben Bitdiddle的人，以及他们的工资和Ben Bitdiddle的工资

<!----> ( and  
   (salary (Bitdiddle Ben) ?ben)
   (salary ?person ?amount)
   (lisp - value  <  ?amount ?ben)
   )

prolog测试：

<!----> ?-salary( ' BitDiddle Ben ' ,Bensalary),salary(Person,Amount),Amount < Bensalary.

Amount  =   40000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Hacker Alyssa P '  ? ;

Amount  =   35000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Fect Cy D '  ? ;

Amount  =   25000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Tweakit Lem E '  ? ;

Amount  =   30000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Reasoner Louis '  ? ;

Amount  =   18000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Cratchet Robert '  ? ;

Amount  =   25000
Bensalary  =   60000
Person  =   ' Aull DeWitt '

3)所有不是由计算机分部的人管理的人，以及他们的上司和工作：

<!----> ( and  (supervisor ?person ?boss)
     ( not  (job ?boss (computer . ?type)))
     (job ?boss?bossjob))

prolog测试：

<!----> |  ? -  supervisor(Person,Boss),\ + (job(Boss,computer,_)),job(Boss,BossJob1,BossJob2).

Boss  =   ' Warbucks Oliver '
BossJob1  =  administration
BossJob2  =   ' bit wheel '
Person  =   ' Ben BitDiddle '  ? ;

Boss  =   ' Warbucks Oliver '
BossJob1  =  administration
BossJob2  =   ' bit wheel '
Person  =   ' Scrooge Eben '  ? ;

Boss  =   ' Scrooge Eben '
BossJob1  =  accounting
BossJob2  =   ' chief accountant '
Person  =   ' Cratchet Robert '  ? ;

Boss  =   ' Warbucks Oliver '
BossJob1  =  administration
BossJob2  =   ' bit wheel '
Person  =   ' Aull DeWitt '

习题4.57
定义这个规则，用scheme实现是：

<!----> （rule (instead ?person ?insteadperson )
    ( and  
       (job ?person ?insteadedjob)
       (job ?insteadperson ?job)
       ( not  (same ?person ?insteadperson))
       ( or  (can - do - job ?job ? insteadedjob )
           (same ?job ? insteadedjob ))))
         

用prolog定义此规则：

<!----> instead(Person,InsteadPerson): -
   job(Person,Part,Pos),
   job(InsteadPerson,InsteadPart,InsteadPos),
   Person\ == InsteadPerson,
 (can_do(InsteadPart,InsteadPos,Part,Pos);InsteadPart == Part,InsteadPos == Pos).

a)找出能代替Cy D.Fect的人：
(instead (Fect Cy D) ?person)
prolog测试：

<!----> |  ? -  instead( ' Fect Cy D ' ,InsteadPerson).

InsteadPerson  =   ' BitDiddle Ben '  ? ;

InsteadPerson  =   ' Hacker Alyssa P '  ? ;

b)找出所有能够代替某个工资比自己高的人的人，以及两个人的工资：

<!----> ( and  (?person1 ?person2)
     (salary ?person1 ?salary1)
     (salary ?person2 ?salary2)
     (lisp - value  >  ?salary1 ?salary2))

prolog测试：

<!----> |  ? -  instead(Person1,Person2),salary(Person1,Salary1),salary(Person2,Salary2),Salary1 > Salary2.

Person1  =   ' Hacker Alyssa P '
Person2  =   ' Fect Cy D '
Salary1  =   40000
Salary2  =   35000  ? ;

Person1  =   ' Warbucks Oliver '
Person2  =   ' Aull DeWitt '
Salary1  =   150000
Salary2  =   25000  ? ;

习题4.58，

<!----> (rule (vip ?person)
   ( and
       (job ?person (?part .?pos))
       ( or
           ( not  (supervisor ?person ?boss))
           ( and
                (?boss (?bosspart .?bosspos))
                ( not  (same ?part ?bosspart))))))

用prolog实现并测试的结果：

<!----> vip(Person): -
  job(Person,Part,Pos),
  (\ + (supervisor(Person,Boss));
   (supervisor(Person,Boss),
   job(Boss,BossPart,_),
   Part\ == BossPart)).

|  ? -  vip(Person).

Person  =   ' BitDiddle Ben '  ? a

Person  =   ' Warbucks Oliver '

Person  =   ' Scrooge Eben '

习题4.59，增加4个事实到prolog程序中：

<!----> meeting(accounting,monday,am9).
meeting(administration,monday,am10).
meeting(computer,wednesday,pm3).
meeting(administration,friday,pm1).
meeting(whole - company,wednesday,pm4).

a)查询星期五的会议，scheme实现：

<!----> （meeting ?part (Friady ?time))

prolog实现并测试：

<!----> |  ? -  meeting(Part,friday,Time).

Part  =  administration
Time  =  pm1 ? ;

b)scheme实现查询规则：

<!----> (rule (meeting - time ?person ?day - and - time)
        ( or  (meeting whole - company ?day - and - time)
            ( and
              (job ?person (?part . ?r))
              (meeting ?part ?day - and - time))))

prolog实现并测试

<!----> meeting_time(Person,Day,Time): -
    meeting(whole - company,Day,Time);
    (job(Person,Part,_),meeting(Part,Day,Time)).

|  ? -  meeting_time( ' BitDiddle ' ,Day,Time).

Day  =  wednesday
Time  =  pm4 ? ;

no
|  ? -  meeting_time(Person,friday,Time).

Person  =   ' Warbucks Oliver '
Time  =  pm1 ? ;

Person  =   ' Aull DeWitt '
Time  =  pm1 ? ;

c)Alyssa周三参加的会议：

<!----> （meeting - time (Hacker Alyssa P) (Wednesday ?time))

prolog测试：

<!----> |  ? -  meeting_time( ' Hacker Alyssa P ' ,wednesday,Time).

Time  =  pm4 ? ;

Time  =  pm3

习题4.60，会重复是因为person1和person2都是查询所有的address，而lives-near只规定
(not (same person1 person2))
而没有定义两者的顺序，因此解决办法就是强制加入一个固定顺序即可去除重复，通过string>来比较两个字符串。解释器还未实现，具体怎么写留待后面，原理就是这样了。

习题4.62，猜测实现如下,模式匹配，递归实现：

<!----> (rule (last - pair (?x) (?x)))
(rule (last - pair (?v . ?u) (?z))
      (last - pair ?u (?z))

习题4.63,这一题很简单了，按照题意翻译过来就是：

<!----> (rule (grandson ?g ?s)
          ( and
            (son ?g ?f)
            (son ?f ?s)))

(rule (son ?m ?s)



(and



(wife ?m ?w)



(son ?w ?s)))

看看prolog怎么解决：

<!----> son(adam,cain).
son(cain,enoch).
son(enoch,irad).
son(irad,mehujael).
son(mehujael,methushael).
son(methushael,lamech).
son(ada,jabal).
son(ada,jubal).
wife(lamech,ada).
son2(M,S): -
   wife(M,W),
   son(W,S).
grandson(G,S): -
   son(F,S),
   son(G,F).

测试一下：

<!----> |  ? -  son2(lamech,jabal).

true ? ;

|  ? -  son2(lamech,jubal).

yes

|  ? -  grandson(adam,enoch).

true ? ;