产生式动物识别系统

实验7：产生式动物识别系统

一、实验目的

理解和掌握产生式系统的推理方法，能够用选定的编程语言实现推理机。

二、编程环境

本文主要编译环境是Windows 10 Visual Studio 2015

三、问题描述

设计一个用于动物识别的产生式系统，该系统通过规则库识别老虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、信天翁、鸵鸟7种动物。

四、解决方案

1.规则库：

用于描述相应领域内知识的产生式集合称为规则库。

本规则库包括以下规则

R1：if 动物有毛发 then 动物是哺乳动物

R2：if 动物有奶 then 动物是哺乳动物

R3：if 动物有羽毛 then 动物是鸟

R4：if 动物会飞 and 会生蛋then 动物是鸟

R5：if 动物吃肉then 动物是食肉动物

R6：if 动物有犀利牙齿and 有爪and 眼向前方 then 动物是食肉动物

R7：if 动物是哺乳动物and有蹄then动物是有蹄类动物

R8：if 动物是哺乳动物and反刍then动物是有蹄类动物

R9：if 动物是哺乳动物and是食肉动物and有黄褐色 and 有暗斑点then 动物是豹

R10：if 动物是哺乳动物and是食肉动物and有黄褐色and 有黑色条纹then 动物是虎

R11：if动物是有蹄类动物 and 有长脖子and有长腿and有暗斑点then 动物是长颈鹿

R12：if 动物是有蹄类动物and有黑色条纹then 动物是斑马

R13：if 动物是鸟and不会飞and有长脖子and有长腿and有黑白二色then 动物是鸵鸟

R14：if 动物是鸟and不会飞and会游泳and有黑白二色 then 动物是企鹅

R15：if 动物是鸟and善飞then 动物是信天翁

2.综合数据库

char *ans0 = "抱歉，我也不知道这是什么动物";

char *ans1 = "这个动物是金钱豹";

char *ans2 = "这个动物是老虎";

char *ans3 = "这个动物是长颈鹿";

char *ans4 = "这个动物有斑马";

char *ans5 = "这个动物是企鹅";

char *ans6 = "这个动物是鸵鸟";

char *ans7 = "这个动物是信天翁";

3.推理机

(1) 初始化综合数据库，即把欲解决问题的已知事实送入综合数据库中；

(2) 检查规则库中是否有未使用过的规则，若无转(7)；

(3) 检查规则库的未使用规则中是否有其前提可与综合数据库中已知事实相匹配的规则，若有，形成当前可用规则集；否则转(6)；

(4) 按照冲突消解策略，从当前可用规则集中选择一个规则执行，并对该规则作上标记。把执行该规则后所得到的结论作为新的事实放入综合数据库；如果该规则的结论是一些操作，则执行这些操作；

(5) 检查综合数据库中是否包含了该问题的解，若已包含，说明解已求出，问题求解过程结束；否则，转(2)；

(6) 当规则库中还有未使用规则，但均不能与综合数据库中的已有事实相匹配时，要求用户进一步提供关于该问题的已知事实，若能提供，则转(2)；否则，执行下一步；

(7) 若知识库中不再有未使用规则，也说明该问题无解，终止问题求解过程。输出“抱歉，没有相符合的动物”，程序退出。

4.流程图

五、源代码

#include

int main()

{

char a1;

char flag0 ;//是否识别出动物的标志

char *str0 = "本系统可识别七种动物，请用Y和N表示是和否\n";

char *str1 = "这个动物有毛发吗?";

char *str2 = "这个动物有奶吗？";

char *str3 = "这个动物有羽毛吗?";

char *str4 = "这个动物会下蛋吗?";

char *str5 = "这个动物吃肉吗？";

char *str6 = "这个动物有犬齿有爪吗？";

char *str7 = "这个动物有蹄吗？";

char *str8 = "这个动物是嚼反刍动物吗?";

char *str9 = "这个动物身上是黄褐色而且有暗斑点吗？";

char *str10 = "这个动物身上是黄褐色而且有黑色条纹?";

char *str11 = "这个动物长腿长脖子且身上有暗斑点吗?";

char *str12 = "这个动物身上有黑色条纹吗?";

char *str13 = "这个动物长腿长脖子？";

char *str14 = "这个动物会游泳并有黑白两色\t";

char *str15 = "这个动物擅飞";

char *str16 = "这个动物会不会飞";

char *ans0 = "抱歉，我也不知道这是什么动物";

char *ans1 = "这个动物是金钱豹";

char *ans2 = "这个动物是老虎";

char *ans3 = "这个动物是长颈鹿";

char *ans4 = "这个动物有斑马";

char *ans5 = "这个动物是企鹅";

char *ans6 = "这个动物是鸵鸟";

char *ans7 = "这个动物是信天翁";

char *a[4] = { str1,str2,str3,str4 }; //判断哺乳动物和鸟类

char *bl[4] = { str5,str6,str7,str8 }; //bL判断是食草动物还是食肉动物

char *b2[] = { str16 }; //判断鸟类会不会飞

/****************判断具体是那种动物*************************/

char *cl[] = { str9,str10 }; //CL判断金钱豹和老虎char *c2[] = { str11,str12 }; //判断长颈鹿和斑马

char *c3[] = { str13,str14 }; //判断企鹅和鸵鸟

char *c4[] = { str15 }; //判断是不是信天翁puts(str0);

for (int k = 0; k < 4; k++) {

puts(a[k]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y')//区分哺乳动物和鸟类

{

if (k == 1) {

printf_s("初步判定是哺乳动物\n"); flag0 = 0; break;

}

else if (k > 2){

printf_s("初步判定是鸟类\n"); flag0 = 1; break;

}

}

}

if (flag0 == 0) { //判定是哺乳动物

for (int k = 0; k < 4; k++) {

puts(bl[k]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y')//区分食肉动物和食草类动物

{

if (k == 1) {

printf_s("初步判定是食肉动物\n");

for (int k = 0; k < 2; k++) {

puts(cl[k]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y') //区分金钱豹和老虎

{

printf_s("这是是金钱豹"); break;

}

else if (a1 == 'N'&&k == 1) {

printf_s("这是老虎"); break;

}

}

break;

}

else if (k > 2){

printf_s("初步判定是食草类动物\n");

for (int k = 0; k < 2; k++) {

puts(c2[k]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y') //确定是长颈鹿还是斑马

{

printf_s("这是长颈鹿"); break;

}

else if (a1 == 'N'&&k == 1) {

printf_s("这是斑马"); break;

}

}

break;

}

}

}

}

else if (flag0 == 1) {//判定是鸟类

puts(b2[0]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y')//判断鸟类会不会飞

{

puts(c4[0]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y') { //判断是不是信天翁

printf_s("这是信天翁");

}

else if(a1 == 'N') {

puts(ans0);

}

}

else if (a1 == 'N') {

for (int k = 0; k < 2; k++) {

puts(c3[k]);

scanf_s("%c", &a1, 1);

getchar();

if (a1 == 'Y') //确定是企鹅和鸵鸟

{

printf_s("这是鸵鸟"); break;

}

else if (a1 == 'N'&&k == 1) {

printf_s("这是企鹅"); break;

}

}

}

}

getchar();

return 0;

}

六、实验结果相关截图

截图一

截图二

七、心得体会

通过这次实验，我学会了如何用产生式系统的推理方法，并用ｃ语言实现了动物识别的产生式系统，该系统通过规则库可以添加规则，通过数据库来更新数据，通过推理机给出最终的结果，通过编程体会到学习的乐趣，对逻辑的培养也有很大的帮助，希望今后更加努力，写出可视化的，更高效的程序。