Грамматический разбор — тема, которую должен знать и ориентироваться каждый программист. Именно, потому что применяем ее каждый день. Да мы не пишем новые языки или не правим грамматики каждый день, но мы пользуемся регулярными выражениями, задумываемся о сложности и вычислимости, думаем о количестве строк кода, что имеет непосредственное отношение к грамматикам.

Целью этой статьи является попытка показать связи в различных областях знаний, как программирование и математика, философия и логика, а так же продемонстрировать в действии одну из наиболее удачных областей применения языка Prolog — грамматический разбор.

— Чем же он удивительный? Я знаю пару десятков языков и для меня не проблема изучить еще один новый, я просто уже не вижу необходимости.

Пролог — уникален. Это единственный язык представляющий парадигму декларативного программирования; это язык, который имеет сотни различных имплементаций, но они все равно называются Prolog, добавляя лишь префиксы и суффиксы к названию; это живой язык в котором не происходит никаких существенных изменений более 20 лет; это, наверное, единственный настолько популярный язык программирования, который не имеет применения в реальном программировании. Почему же Prolog?

Пролог — уникален по своей природе, он появился благодаря счастливому совпадению (таинственному устройству мира). Когда-то в 60-х годах очень бурно развивалась теория автоматического доказательства теорем и Робинсоном был предложен алгоритм резолюций, который позволял доказать любую верную теорему (вывести из аксиом) за конечное время (за какое не известно). Как оказалось позже, это наилучшее решение общей задачи, невозможно доказать теорему за ограниченное число операций. Простыми словами, алгоритм представляет собой обход (в общем случае бесконечного) графа в ширину, естественно, что предсказуемость работы алгоритма практически равно 0, соответственно для Языка Программирования — это абсолютно не подходит. И в этот момент Кальмэроу нашел блестящее сужение задачи, благодаря которому доказательство некоторых теорем выглядело как процедурное исполнение программы. Стоит отметить, что класс доказуемых теорем достаточно широк и очень хорошо применим для класса программируемых задач. Вот так в 1972 появился Prolog.

В этой статье я попытаюсь рассказать о Prolog как инструменте решения общих логических задач. Этот топик будет интересен тем, кто уже владеет синтаксисом Prolog и хочет понять его изнутри, а также тем, кто абсолютно не владеет синтаксисом языка, но хочет понять его «изюминку» не тратя лишнее время на изучение синтаксических конструкций.

Импорт фактов в базу пролога из файла в формате CSV

Для того чтобы работать с фактами базы данных в прологе их (факты) необходимо импортировать из внешнего источника.


На схеме условно показаны три области активностей:
Желтая — подготовка промежуточного файла. Для простого импорта это может быть просто сохранение документа в формате CSV. Для работы по регламенту возможна настройка компонентов БД (например MS SQL Server Integration Services) для периодической выгрузки. Данная активность в статье не рассматривается.
Красная — импорт данных из CSV файла в базу фактов.
Зеленая — работа с базой фактов в Прологе.
Примечание. Стрелками показаны потоки данных.

Вот тут наткнулся на, в общем-то, простую задачку состоящую в парсинге текстового файла, содержащего 5 миллионов float'ов (и подсчете их суммы). Файл генерируется следующим C#-кодом:

static void Main(string[] args)
{
  using (Stream stm = new FileStream(@"d:\numbers_large.txt", FileMode.Create))
  {
    TextWriter wr = new StreamWriter(stm);
    System.Random r = new System.Random();
    for (int i = 0; i < 5000000; i++)
    {
      double d=10000*r.NextDouble() * (r.NextDouble() > 0.7 ? -1.0 : 1.0);
      wr.Write("{0} ", d);
    }
    wr.Flush();
  }


Задача ставилась в контексте обсуждения производительности haskell'я в применении его к задачам парсинга. Я знал, что на прологе подобные задачи решаются красиво и непринужденно используя технику DCG (Definite clause grammar: 1, 2, 3, 4). Фактически, это описание грамматик на языке Пролог, и парсинг по ним, основанный на переборно-откатном принципе работы пролога.

Ну то есть обычно получается очень кратко и красиво (например, вот решение задачки о сбалансированности скобок этим методом: программа из 7 строк), но, я подозревал, что не всегда быстро. Собственно, это мне захотелось проверить.