Методы абстрагирования данных

Абстрагирование данных можно рассматривать как процесс организации различ­ных фрагментов информации в виде удобных для работы компонентов (возможно, по принципу создания иерархии) и, тем самым, структуризации информации в некото­рой концептуально значимой форме. Каждый подобный информационный компонент должен быть легко доступным в программе. В идеальном случае все подробные све­дения о реализации, такие как структура, должны быть невидимыми для пользова­теля информационной структуры; в таком случае программист сможет сосредото­читься на самих объектах и отношениях между ними. Подобный процесс предназна­чен для того, чтобы можно было обеспечить для программиста возможность использовать саму информацию, не думая о том, как фактически представлена эта информация.

Рассмотрим один из способов осуществления данного принципа в языке Prolog. Для этого снова вернемся к примеру с информацией о семье из предыдущего раздела. Информация о каждой семье представляет собой коллекцию различных фрагментов информации. Все эти фрагменты собраны в такие естественные информационные компоненты, как данные об отдельном лице или о семье, чтобы их можно было рас­сматривать как целостные объекты. Снова предположим, что информация о семье структурирована, как показано на рис. 4.1. В предыдущем разделе сведения о каж­дой семье были представлены в виде предложения Prolog. А в этом разделе данные о семье будут представлены в виде структурированного объекта, как показано ниже. FoxFaxily = family { person) ton, fox, _,_>,_,_>

Определим некоторые отношения, с помощью которых пользователь сможет об­ращаться к отдельным компонентам информации о семье без учета сведений, пред­ставленных на рис. 4,1. Подобные отношения можно назвать селективными, по­скольку они позволяют извлекать из базы данных определенные компоненты. В ка­честве имени такого селективного отношения (или просто селектора) применяется имя выбираемого с его помощью компонента. Каждое отношение будет иметь два па­раметра: объект, содержащий компонент, и сам компонент:

selector_relation(Object, Component_selected)

Ниже приведены некоторые селекторы для структуры с описанием семьи.

children! family! _, _, ChiltiList), ChildList).

Кроме того, можно определить селекторы для первого и второго по счету ребенка следующим образом:

firstchildt Family, First):-

children) Family, [First |. _] >. secondchildt Family, Second):-

children) Family, [ _, Second _]),

Это определение можно уточнить, чтобы иметь возможность выбирать п-го ребен­ка, таким образом: nthchildl Ы, Family, Child):-

nth_membe^XChildList, Child). % n-й элемент списка

Еще одним интересным объектом является отдельное лицо. Ниже приведены не­которые селекторы, которые соответствуют структуре, приведенной на рис. 4.1.

firstnamef person (Hame, _,_,_), Наше). surname (реиоп Г_, Surname,, I, Surname].

borni person(_,_,Date, J, Date).

Преимущество селективных отношений состоит в том, что после их определения можно забыть о том, с помощью какого конкретного способа представлена та или иная структурированная информация. Для создания и манипулирования этой ин-

102 Часть I. Язык Prolog

формацией достаточно знать имена селективных отношений и использовать их в ос­тальной части программы. В случае более сложных вариантов представления их ис­пользовать проще, чем всегда явно ссылаться на сами представления. В частности, в рассматриваемом примере семьи пользователю не требуется знать, что информация о детях представлена в виде списка. Предположим, например, что необходимо сфор­мировать утверждение о том, что Том Фокс и Джим Фокс принадлежат к одной и той же семье и что Джим — второй ребенок Тома. С использованием приведенных выше селективных отношений можно определить два лица, скажем, Fersonl и Person2, и саму семью. Такую задачу позволяет выполнить следующий список целей:

firstnamef Fersonl, torn), surname (Personl, fox), % Fersonl - Том Фокс firstname< Person2, j im), surname (Person2, fox), % Person2 - Джим Фокс husband{ Family, Personl), secandchild; Family, Person2)

В результате конкретизация переменных Personl, Person2 и Family будет вы­полнена следующим образом:

Personl - person; torn, fox, _, _) Person2 = person; jirn, fox, _, _! Family = familyf person [torn, fox, _,_), _, [ _, person (jim, fox) | _ ]>

Использование селективных отношений позволяет также проще модифицировать программы. Достаточно представить себе, что возникла необходимость повысить эф­фективность программы путем выбора иного способа представления данных. После этого достаточно просто изменить определения селективных отношений, и остальная часть программы будет работать в неизменном виде с этим новым представлением.