用 Prolog 开发 Hello World 程序

序言

本文演示如何用 Prolog 来实现经典的 Hello World 程序。

搭建开发环境

为了可以运行 Prolog 程序，需要先安装一个 Prolog 语言的实现。这里我选择的是 SWI-Prolog，到这里下载对应平台的安装包，安装完毕后，运行命令swipl --version可以看到相应的输出

➜  /tmp swipl --version
SWI-Prolog version 9.0.4 for x86_64-darwin

接着再打开这个链接，给 VSCode 安装相应的插件，实现语法高亮，效果如下图所示

语法高亮 语法高亮

运行 Prolog 程序

使用 VSCode 将下列代码保存到名为hello_world.pl的文件中

:- initialization(main, main).

main(_) :-
    writeln("Hello, world!").

然后运行命令swipl ./hello_world.pl即可输出Hello, world!到屏幕上，如下图所示

hello_world执行结果 hello_world执行结果

展开说说

接下来对上述源文件hello_world.pl做一番讲解。

源文件命名

Prolog 源文件的后缀名通常为.pl，因此上文中的文件名为hello_world.pl。

程序入口

与 C 语言不同，Prolog 并没有规定程序启动的时候要调用哪一个函数，而是由开发者使用命令（Prolog 的术语为directive）:- initialization来指定的。可以将initialization视为一个两个参数的函数：

  • 第一个参数为Goal，表示要调用的函数的名字。在这里就是main；
  • 第二个参数为When，表示在什么时候调用Goal。当它的值为main的时候（注意，这里的main是一个固定的模式，与作为参数Goal的函数的名字无关），就表示是在程序启动的时候调用。

因此，:- initialization(main, main).的意思，就是在程序启动的时候，调用名为main的函数。

函数定义

在 Prolog 中，使用操作符:-来定义函数。它的左侧是函数的名字和参数列表，在上文的例子中，函数名为main，它有一个参数。由于这个参数在函数体中并未被用到，因此将其命名为_——这是 Prolog 中的匿名变量的意思，它可以避免触发编译器对于一个变量仅出现了一次的警告。而在:-的右侧直到英文句号（即.这个符号）的代码则属于函数体，在这里是writeln("Hello, world!")。

如果函数体中有多于一个语句，那么它们之间由英文逗号（即,这个符号）分隔。例如，将前文中的代码改写如下

:- initialization(main, main).

main(_) :-
    write("Hello, "),
    writeln("world!").

可以看到，两个语句之间正是由,分隔。

字符串

就像其它许多语言一样，SWI-Prolog 也支持以双引号的语法来表示一个字符串对象，因此上文中的"Hello, world!"是字符串类型，而不是一个 atom（atom 是 Prolog 中的一种数据类型，前文中的main就是一个 atom）。

输出

函数write和writeln都可以用于将字符串输出到屏幕，区别在于后者会在最后输出一个换行符。