Wojciech Leś, Michał Łosiewicz, (IS) keepsake@o2.pl, colesiu@student.agh.edu.pl

Integracja kodu Prologu z Java

porównać z projektami z 2006 roku http://www.ugosweb.com/jiprolog/ http://portal.acm.org/citation.cfm?id=787039 http://www.sics.se/sicstus|SICStus]]

patrz https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/prolog:prolog_tools#java_and_prolog

InterProlog http://www.declarativa.com/interprolog/, description, how to use, does it make any sense? - najlepiej działa na XSB Prolog, na SWI wg dokumentacji powinno działać, jednak wszystkie przykłady są na XSB, a konwersja wymaga dość dobrej znajomości Interprologa

http://www.swi-prolog.org/packages/jpl/java_api/index.html , do sprawdzenia

Stworzony dla XSB Prolog. Posiada interfejsy dla SWI i YAP. Istnieje zarówno Java, jak i Prolog API. Brakuje niestety niedeterministycznych celów w Javie, da się to zrobić tylko przez sztuczne stworzenie listy wszystkich rozwiązań w Prologu. Dokumentacja zawiera podstawowy opis metod i kilka banalnych przykładów. Bardziej rozbudowane przykłady stworzone są z użyciem XSB. Komunikacja odbywa się na zasadzie TCP/IP sockets.

Stworzony dla SWI Prolog. Rozprowadzany z tą dystrybucją. Najnowsza wersja - 3.0. Współpracuje praktycznie tylko z SWI. Dokumentacja istnieje do wersji do 2.0, ale poprzez forum można bezpośrednio skontaktować się z autorami projektu. API istnieje dla Javy jak i dla Prologa. Wysokopoziomowe API jest proste w użyciu.

Istnieją także interpretery Prologu (właściwie języka Prologo-podobnego) w Javie, jest to dość duża grupa projektów, ale rozwiązania te są dość ubogie i mniej efektywne.

• Należy stwożyć zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR ze ścieżką do katalogu w którym jest zainstalowany SWIProlog.
• Do zmiennej PATH należy dodać dodać ścieżkę do katalogu SWI_HOME_DIR\bin

W kodzie Java'y należy:

• Stworzyć instancję klasy jpl.Query

 new jpl.Query(String statement); gdzie statement jest poleceniem prologa,

• Aby sprawdzić czy statement jest prawdziwy wywołujemy funkcję hasSolution() zwracającą boolean,

• Aby dostać jedną odpowiedź wywołujemy funkcję oneSolution() zwracającą Hashtable, gdzie kluczami są nazwy zmiennych zawarte w statement,

• Aby dostać wszystkie możliwe odpowiedzi wywołujemy funkcję allSolutions() zwracającą Hashtable[],

• Aby pojedynczo otrzymywać kolejne wyniki wywołujemy na zmiane dwie funkcje

 hasMoreSolutions() zwracającą true jeśli istnieje jeszcze jakieś rozwiązanie
 nextSolution() zwracającą Hashtable z wartościami zmiennych,

• Na koniec wywołujemy funkcję close().

JPL w wersji nie wymaga bezpośredniej inicjalizacji silnika prologa, przy pierwszym stworzonym obiekcie jpl.Query dokona się to samo. Inicjalizować prologa trzeba tylko wtedy gdy chcemy, używać określonego modułu w prologu.

Wykorzystuje się 4 predykaty

• jpl_new(+Class,+Params,-Ref)

 jpl_new( 'nazwa_klasy', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Referencja)

Po takim wywołaniu tworzony jest obiekt klasy nazwa_klasy dostępny poprzez referencję Referencja. Jest to odpowiednik Java'owego:

 nazwa_klasy Referencja new nazwa_klasy(parametry_funkcji_odzielone_przecinkami);

Jeśli chcemy stworzyć obiekt napisanej przez nas klasy pliki class muszą zostać umieszczone w odpowiednim katalogu względem pliku pl (nazwa package, do którego należy nasza klasa). Niestety nie da się korzystać z klas umieszczonych w plikach jar

• jpl_call( +Ref, +Method, +Params, -Result)

 jpl_call( Referencja, 'nazwa_funkcji', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Wynik)

Po takim wywołaniu na obiekcie dostępnym poprzez referencję Referencja wywoływana jest funkcja nazwa_funkcji. Jest to odpowiednik Java'owego:

 Wynik = Referencja.Nazwa_funkcji(parametry_funkcji_odzielone_przecinkami);

Aby wywołać funkcję statyczną wywołanie wygląda następująco:

 jpl_call( 'nazwa_klasy', 'nazwa_funkcji', [parametry_funkcji_odzielone_przecinkami], Wynik)

Jeśli chcemy wywołać funkcję napisanej przez nas klasy pliki java muszą zostać umieszczone w odpowiednim katalogu względem pliku pl (nazwa package, do którego należy nasza klasa). Niestety nie da się korzystać z klas umieszczonych w plikach jar

• jpl_get( +Class_or_Object, +Field, -Datum)

Służy do wydobycia wartości atrybutu Field klasy lub obiektu Class_or_Object i przypisania go zmiennej datum

• jpl_set( +Class_or_Object, +Field, +Datum)

Służy do przypisania atrybutowi Field klasy lub obiektu Class_or_Object wartości jaką posiada zmienna datum

import java.io.File;
import com.declarativa.interprolog.SWISubprocessEngine;
 
public class Car {
 
	public static void main(String[] args) {
		SWISubprocessEngine engine=new SWISubprocessEngine("C:\\SWI\\pl\\bin\\plcon.exe");
		File f=new File("car.pl");
		engine.consultAbsolute(f);
		engine.deterministicGoal("start");
		engine.shutdown();
	}
 
}

com.declarativa.interprolog.* - podstawowy pakiet Interprologu

W celu rozpoczęcia pracy z Interprologiem, należy storzyć obiekt SubProcessEngine ( dla SWI - SWISubProcessEngine, odpowiednio dla YAP i XSB). W konstruktorze obiektu należy podać ścieżkę do interpretera Prologu. Adres interpretera (ścieżka) powinien być określony bezwzględnie, jednak stosując zmienne środowiskowe (PATH) i wywołanie programu z parametrem można z powodzeniem zmieniać dynamicznie interpreter, przez podanie nazwy pliku.

SWISubprocessEngine engine=new SWISubprocessEngine("C:\\SWI\\pl\\bin\\plcon.exe");

boolean SWISubprocessEngine.consultAbsolute(File f)

Pozwala na załadowanie logiki z dowolnego pliku prologowego do interpretera, można także wywołać:

boolean SWISubprocessEngine.deterministicGoal("[file]");

Podstawową metodą komunikacji z Proogiem w Javie jest zadawanie celów. Pozwala na to funkcja:

Object [] SWISubprocessEngine.deterministicGoal(String goal);

gdzie goal jest zadanym celem (bez kropki). Zwracana jest tablica obiektów, którą należy przetworzyć, np. wywołanie goal w programie Sudoku jako „top([list])”, gdzie list było listą argumentów, zwracało Stringa: „top([newlist])”, gdzie newList było listą (prologową, w Javie jako String) wyznaczonych zmiennych oddzielonych przecinkiem. Wymaga to dodatkowego nakładu pracy i mocy obliczeniowej na konwersję danych i dzielenie Stringa.

Interprolog nie posiada mechanizmu definiowania niedeterministycznych celów, można to obejść np. wykorzystując Java Term Model z bilbioteki Interprologu http://www.declarativa.com/interprolog/faq.htm#nonDeterministicGoal jednak nie jest to bardzo wygodne.

Tych kilka metod pozwala komunikować się z Prologiem z poziomu Javy w zakresie zadawania celów i korzystania z bazy wiedzy.

Interprolog posiada także predykaty Prologowe pozwalające na komunikację z Javą z poziomu Prologu.

Najbardziej podstawowym z nich jest javaMessage występujący w trzech wersjach:

javaMessage( Target,Result,Exception,MessageName,ArgList,NewArgList ) 

Target określa docelowy obiekt Javy do którego wysyłana jest wiadomość

Result wynik wywołania metody obiektu

Exception wyjątek jaki może się pojawić

MessageName metoda obiektu Target

ArgList lista argumentów wywołania metody w postaci obiektów kompatybilnych z Java

NewArgList zawiera te same argumenty co ArgList, ale pobrane są one po zakończeniu działania metody, daje możliwość monitorowania zmian stanu obiektu

javaMessage( Target,Result,Message ) 

Target j.w.

Result j.w.

Message pozwala na wywołanie metody przez nazwaMetody(parametry), pozwala na wykorzystanie podstawowych konwersji np. integer(value), string(value). Pomija zmiany stanu obiektu.

javaMessage(Target,Message)

Działa jak javaMessage(Target,_,Message)

Pozostałe predykaty opisane są tu: http://www.declarativa.com/interprolog/prologAPI.htm

System ekspertowy Car demonstruje wykorzystanie wyżej opisanej metody:

javaMessage('javax.swing.JOptionPane',
   				showMessageDialog(null,string('This program diagnoses why a car won''t start.'))),

Wyświetla okienko z wiadomością informacyjną.

javaMessage('javax.swing.JOptionPane',A,
   				showConfirmDialog(null,string('
   				When you first started trying to start the car,
   				\n did the starter crank the engine normally?'))),

Wyświetla okno z zapytaniem Yes/No do użytkownika, zwraca 0 lub 1.

ipObjectSpec(C,X,Variables,_)

Pozwala wykorzystać obiekt otrzymany z metody Java w Prologu. Przykład użycia:

ipObjectSpec('java.lang.Integer',B,[A],_),

Pozwala odczytać zwrócony obiekt B jako integer A w Prologu.

JPL - Interprolog

• Łatwość programowania - JPL jest zdecydowanie prostszy w obsłudze, nie wymaga inicjalizacji maszyny wnioskującej, metody Java są intuicyjne
• Szybkość działania - testy wykazały, że nie ma różnicy w wykorzystaniu obu systemów. Uśrednione wartości testów pokazały, że czas wykonania operacji (rozwiązanie Sudoku) jest bardzo podobny (różnice rzędu 0,01). Pomijając wartości skrajne (prawdopodobnie spowodowane pracą w tle innych aplikacji) pojedyncze wyniki prawie zawsze różniły się o stałą wartość (|time(Interprolog_execution)-time(JPL_execution)|=const).
• Wygoda - Interprolog nie posiada non-deterministic goal api, stąd wszelkie multiple-solutions trzeba generować w prologu i zwracać jako listę rozwiązań, która jest obiektem typu String w Javie i trzeba ją parsować, natomiast JPL generuje kolejne rozwiązania z poziomu Java poprzez kolejne wywołania tych samych 2 funkcji
• Dostęp do konsoli interpretera Prologu - JPL musi mieć zdefiniowaną zmienną środowiskową (SWI_HOME_DIR), w której jest adres katalogu domowego SWI, w Interprologu w kodzie programu Java należy wywołać SWISubProcessEngine z parametrem jakim jest śćieżka dostępu do interpretera
• Łączność Prolog-Java - w JPL realizuje się to za pomocą 4 predykatów (tworzenie obiektów Java, wywoływanie funkcji, powiązanie obiektu Java ze zmienną w Prologu, ustalenie wartości zmiennej), w Interprologu działa to na zasadzie komunikacji synchronicznej przez Java Message

Programy testowane tylko w środowisku Windows

prolog_java_sudoku_interprolog.zip

Wywołanie: java -jar Sudoku.jar [prolog compiler]

np. java -jar Sudoku.jar plcon

Kompilacja:

javac -classpath interprolog.jar Sudoku.java

jar cfm Sudoku.jar manifest *.class

prolog_java_car_interprolog.zip

Kompilacja j.w.

Uruchomienie j.w.

SUDOKU prolog_java_sudoku_jpl.zip

Przykład działania wywołania prologa w javie (GUI w javie i wnioskowanie w prologu). Należy ustawić zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR, do zmiennej środowiskowej PATH należy dodać SWI_HOME_DIR/bin

CAR.PL prolog_java_car_jpl.zip

Przykład działania wywołania javy w prologu (Okno startowe w javie wywołuje prologa, a prolog wywołuje kolejne dialogBoxy z pytaniami). Należy ustawić zmienną środowiskową SWI_HOME_DIR, do zmiennej środowiskowej PATH należy dodać SWI_HOME_DIR/bin

Do poprawy, — Igor Wojnicki 2008/06/11 13:10:

1. https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#jpl cos nie tak z wersjami
2. https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#inne prosze podac linki
3. literowki
4. cos nie tak: „Daje możliwość pozwala na załadowanie logiki…”
5. co z porownaniem Szybkosci Dzialania, https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:miw:piw08_prolog_java#porownanie