Max Bramer：logic Programming With Prolog@2005 (第1版)

傳統程式設計（如 C++ 和 Java）採用程序式風格，指令依序執行，高度依賴底層機器架構。邏輯程式設計則提供截然不同的風格，強調程式應聚焦於「要做什麼」而非「如何執行」。Prolog 是邏輯程式設計領域中最廣泛使用的語言，其根源可追溯至 1960 和 1970 年代歐洲在自動數學定理證明（計算邏輯）方面的研究。它是一種通用語言，但在符號運算而非數值計算方面展現出特別的優勢，並在人工智慧領域有廣泛應用。

Prolog 程式的核心架構極為精簡，僅包含兩種基本構成要素：事實（facts）和規則（rules）。事實表達了關於世界的無條件真實陳述（例如 dog(fido) 表示「fido 是一隻狗」），而規則則表達了條件性的真實陳述（例如 animal(X):-dog(X) 表示「如果 X 是一隻狗，那麼 X 是一種動物」）。這些事實與規則共同構成了 Prolog 系統的知識庫或稱為資料庫。使用者透過提出查詢（queries）與系統互動，系統會利用其資料庫中的事實和規則來推導答案，並回覆「是」（yes）或「否」（no），或者提供變數的值以滿足查詢。

Prolog 用來滿足查詢（以及規則主體中的子目標）的機制是基於邏輯推理技術中的統一（unification）和回溯（backtracking）。當系統試圖滿足一個目標時，它會嘗試將該目標與其資料庫中各條款（事實或規則）的頭部進行統一。統一是一個模式匹配過程，通常涉及將變數綁定到特定值，以便使目標與條款頭部變得相同。如果一個目標與某個事實的頭部統一成功，則該目標立即成功。如果目標與某個規則的頭部統一成功，系統則轉而嘗試依序滿足該規則主體中的所有子目標。回溯是 Prolog 的自動搜尋功能，當一個子目標失敗時，系統會自動退回並嘗試重新滿足最近成功的子目標，以尋找替代的解決方案。這種深度優先的搜尋結合回溯，使得 Prolog 能夠自動探索所有可能的推導路徑。

有別於傳統語言的程序式結構（如 for 迴圈、while 迴圈、變數賦值語句、變數宣告），Prolog 鼓勵並依賴遞歸（recursion）和列表處理（list processing）等技術來實現迭代和數據操作。列表作為一種靈活的數據結構，在 Prolog 中被廣泛用於處理未知數量元素的集合。程式中的重複執行通常透過遞歸呼叫謂詞來實現，而列表則可以透過模式匹配和遞歸來處理其元素。此外，Prolog 允許在程式運行時動態地修改其資料庫，包括增加（asserta/assertz）和刪除（retract/retractall）條款。為了控制自動回溯可能帶來的非預期行為或提高效率，Prolog 提供了「切入」（cut, !）這個內建謂詞，允許程式設計師限制回溯的範圍，甚至可以配合失敗（fail）來表達通用規則的例外情況。雖然這類控制機制增加了命令式元素，但核心思想仍然是基於邏輯的。

由於其基於邏輯的特性和強大的符號處理能力，Prolog 在專家系統、自然語言處理、規劃、機器學習以及近年來在語義網（Semantic Web）的知識表示等眾多人工智慧相關領域有著實際應用。其簡潔的語法和強大的內建機制（如統一和自動回溯）使得解決某些類型的複雜問題變得異常高效，常常只需比在程序式語言中少得多的程式碼行數。雖然對於習慣程序式思維的程式設計師來說，Prolog 的聲明式特性和獨特執行模型可能需要一段時間適應，但它提供了一種強大的替代視角來解決問題。這本書旨在作為學習 Prolog 的入門指南，作者強調本書適合絕大多數不具備計算機科學、邏輯學或數學背景的讀者。它從基礎開始，逐步引入條款、謂詞、變數、目標滿足機制（統一與回溯）、操作符、算術、輸入輸出、如何模擬迴圈、控制回溯、修改資料庫、列表處理、字串處理等核心概念和技術，目標是讓讀者掌握使用 Prolog 編寫解決複雜問題的程式的技術，並領略邏輯程式設計的獨特魅力。