产生式系统（动物识别系统）
一、相关知识
- 把一组产生式放在一起，让它们互相配合、协同作用，一个产生式生成的结果可以供另一个产生式作为已知事实使用，以求得问题的解，这样的系统成为产生是系统。
产生式系统的例子：动物识别系统
- 本系统为识别虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁等七种动物的产生式系统。
- 根据这些动物识别的专家知识，建立如下规则库：
r1:IF 该动物有毛发 THEN 该动物是哺乳动物
r2:IF 该动物有奶 THEN 该动物是哺乳动物
r3:IF 该动物有羽毛 THEN 该动物是鸟
r4:IF 该动物会飞 AND 会下蛋 THEN 该动物是鸟
r5:IF 该动物吃肉 THEN 该动物是肉食动物
r6:IF 该动物有犬齿 AND 有爪 AND 眼盯前方 THEN 该动物是食肉动物
r7:IF 该动物是哺乳动物 AND 有蹄 THEN 该动物是有蹄类动物
r8:IF 该动物是哺乳动物 AND 是咀嚼反刍动物 THEN 该动物是有蹄类动物
r9:IF 该动物是哺乳动物 AND 是食肉动物 AND 是黄褐色 AND 身上有暗斑点 THEN 该动物是金钱豹
r10:IF 该动物是哺乳动物 AND 是肉食动物 AND 是黄褐色 AND 身上有黑色条纹 THEN 该动物是虎
r11:IF 该动物是蹄类动物 AND 有长脖子 AND 有长腿 AND 身上有暗斑点 THEN 该动物是长颈鹿
r12:IF 该动物是蹄类动物 AND 身上有黑色条纹 THEN 该动物是斑马
r13:IF 该动物是鸟 AND 有长脖子 AND 有长腿 AND 不会飞 AND 有黑白二色 THEN 该动物是鸵鸟
r14:IF 该动物是鸟 AND 会游泳 AND 不会飞 AND 有黑白二色 THEN 该动物是企鹅
r15:IF 该动物是鸟 AND 善飞 THEN 该动物是信天翁
二、实验目的
- 根据已知规则建立规则库
- 根据输入的规则进行推理
- 得到最终结果
三、实验要求
-
有推理过程
-
对结果进行打印
-
若得到最终结果，即虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、企鹅、鸵鸟、信天翁等输出，需输出此判断结果。
-
例如：
1
10
14
0
前提条件为：
有毛发 有蹄 身上有黑色条纹推理过程如下：
有毛发->是哺乳动物
是哺乳动物，有蹄->是蹄类动物
是蹄类动物，身上有黑色条纹->斑马
所识别的动物为斑马
四、源代码
# 通过传入的列表寻找结果
def find_data(process_data_list):
# 依次进行循环查找并对过程排序
for epoch, data_process in enumerate(data_process_list):
# 用于判断此过程是否成立
num = 0
for i in process_data_list:
if i in data_process:
num += 1
# 过程成立则数值相同，可以进入下一步
if num == len(data_process):
# 此过程中结果是否为最终结果，不是将此过程结果加入到过程中
if data_result_list[epoch] not in result_list:
# 弹出过程和此过程结果，因为此过程已经进行过，此结果存入需要查找的过程中
result = data_result_list.pop(epoch)
process = data_process_list.pop(epoch)
# 判断结果是否已经存在过程中，存在则重新寻找，不存在则加入过程，并将其存入最终结果
if result not in process_data_list:
dict_input['，'.join(process)] = result
end_result = find_data(process_data_list + [result])
if end_result == 1:
return 1
else:
return 0
# 存在则直接寻找
else:
end_result = find_data(process_data_list)
if end_result == 1:
return 1
else:
return 0
# 找到最终结果，取出结果后返回
else:
process = data_process_list.pop(epoch)
dict_input['，'.join(process)] = data_result_list[epoch]
return 1
if __name__ == '__main__':
# 用于储存中间过程
data_process_list = []
# 用于存储过程对应的结果
data_result_list = []
# 存储用于查询的数据
list_data = []
# 用于存储输出结果
dict_input = {}
# 规则库
txt = '''有毛发，是哺乳动物
有奶，是哺乳动物
有羽毛，是鸟
会飞，会下蛋，是鸟
吃肉，是肉食动物
有犬齿，有爪，眼盯前方，是食肉动物
是哺乳动物，有蹄，是蹄类动物
是哺乳动物，是咀嚼反刍动物，是蹄类动物
是哺乳动物，是食肉动物，是黄褐色，身上有暗斑点，金钱豹
是哺乳动物，是肉食动物，是黄褐色，身上有黑色条纹，虎
是蹄类动物，有长脖子，有长腿，身上有暗斑点，长颈鹿
是蹄类动物，身上有黑色条纹，斑马
是鸟，有长脖子，有长腿，不会飞，有黑白二色，鸵鸟
是鸟，会游泳，不会飞，有黑白二色，企鹅
是鸟，善飞，信天翁'''
# 将数据预处理
datas = txt.split('\n')
for data in datas:
data = data.split('，')
data_process_list.append(data[:-1])
data_result_list.append(data[-1].replace('\n', ''))
# 最终结果列表
result_list = ['信天翁', '鸵鸟', '斑马', '长颈鹿', '虎', '金钱豹', '企鹅']
# 数据库对应的过程
database = {'1': '有毛发', '2': '有奶', '3': '有羽毛', '4': '会飞', '5': '会下蛋', '6': '吃肉', '7': '有犬齿',
'8': '有爪', '9': '眼盯前方', '10': '有蹄', '11': '是咀嚼反刍动物', '12': '是黄褐色', '13': '身上有暗斑点', '14': '身上有黑色条纹',
'15': '有长脖子', '16': '有长腿', '17': '不会飞', '18': '会游泳', '19': '有黑白二色', '20': '善飞', '21': '是哺乳动物',
'22': '是鸟', '23': '是食肉动物', '24': '是蹄类动物', '25': '金钱豹', '26': '虎', '27': '长颈鹿', '28': '斑马',
'29': '鸵鸟', '30': '企鹅', '31': '信天翁'}
# 循环进行输入，直到碰见0后退出
while 1:
term = input("")
if term == '0':
break
if database[term] not in list_data:
list_data.append(database[term])
# 打印前提条件
print('前提条件为：')
print(' '.join(list_data) + '\n')
# 进行递归查找，直到找到最终结果,返回1则找到最终结果
end_result=find_data(list_data)
if end_result == 1:
print('推理过程如下：')
# 将结果进行打印
for i in dict_input.keys():
print(f"{i}->{dict_input[i]}")
# 得到最终结果即输出所识别动物
if dict_input[i] in result_list:
print(f'所识别的动物为{dict_input[i]}')
else:
# 将结果进行打印
for i in dict_input.keys():
print(f"{i}->{dict_input[i]}")
五、实验结果
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