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动物识别专家系统.doc
动物识别专家系统
一 试验题目
动物识别专家系统
二、试验内容
动物识别专家系统是流行的专家系统实验模型，它用产生式规则来表示知
识，共 15 条规则、可以识别七种动物，这些规则既少又简单，可以改造他
们，也可以加进新的规则，还可以用来识别其他东西的新规则来取代这些规
则。动物识别 15 条规则的中文表示是：
规则 1：
如果：动物有毛发
则 ：该动物是哺乳动物
规则 2：
如果：动物有奶
则 ：该单位是哺乳动物
规则 3:
如果：该动物有羽毛
则 ：该动物是鸟
规则 4：
如果：动物会飞，且会下蛋
则 ：该动物是鸟
规则 5：
如果：动物吃肉
则 ：该动物是肉食动物
规则 6：
如果：动物有犬齿，且有爪，且眼盯前方
则 ：该动物是食肉动物
规则 7：
如果：动物是哺乳动物，且有蹄
则 ：该动物是有蹄动物
规则 8：
如果：动物是哺乳动物，且是反刍动物
则 ：该动物是有蹄动物
规则 9：
如果：动物是哺乳动物，且是食肉动物，且是黄褐色的，且有暗斑点
则 ：该动物是豹
规则 10：
如果：如果：动物是黄褐色的，且是哺乳动物，且是食肉，且有黑条纹
则 ：该动物是虎
规则 11：
如果：动物有暗斑点，且有长腿，且有长脖子，且是有蹄类
则 ：该动物是长颈鹿
规则 12：
如果：动物有黑条纹，且是有蹄类动物
则 ：该动物是斑马
规则 13：
如果：动物有长腿，且有长脖子，且是黑色的，且是鸟，且不会飞
则 ：该动物是鸵鸟
规则 14：
如果：动物是鸟，且不会飞，且会游泳，且是黑色的
则 ：该动物是企鹅
规则 15：
如果：动物是鸟，且善飞
则 ：该动物是信天翁
动物分类专家系统由 15 条规则组成，可以识别七种动物，在 15 条规则中，
共出现 30 个概念（也称作事实），共 30 个事实，每个事实给一个编号，从编
号从 1 到 30，在规则对象中我们不存储事实概念，只有该事实的编号，同样规
则的结论也是事实概念的编号，事实与规则的数据以常量表示，其结构如下：
Char *str{}={"chew_cud","hooves","mammal","forward_eyes","claws",
"pointed_teeth","eat_meat","lay_eggs","fly","feathers","ungulate",
"carnivore","bird","give_milk","has_hair","fly_well",
"black&white_color","can_swim","long_legs","long_neck",
"black_stripes","dark_spots","tawny_color","albatross",
"penguin","ostrich","zebra","giraffe","tiger","cheetah","\0"}
程序用编号序列的方式表达了产生式规则，如资料中规则 15，如果动物是
鸟，且善飞，则该动物是信天翁。相应的规则数组第七条是{16，13，0，0，0，
0}，第十三个是“bird”（鸟），如果事实成立，询问使用者下一个事实，第十
六个“fly_weil”（善飞），如果也成立，则查找结论断言编号数组{30,29,28,
27,26,25,24,3,3,13,12,12,11,11,0}中第七个“24”，这里 24 对应事实数组中
的“albatross”（信天翁）。
上述就是程序的推理过程，也是程序中的重点，该部分是由规则类（类 rul
e）中的 Query 方法实现。
三、流程图及分析
主程序的流程主要是：1、实例化各个类
2、初始化事实集
3、初始化规则集
4、使用规则对事实进行推导
规则类：
规则名只是用来表示规则的一个名称，前提链由前提类生成的单链表，结论
则是存放结论断言编号，表示由该规则的到的结论在事实数组中的编号。
事件类：
事实号和规则数据和结论断言数据的数字相对应。激活标志表示这个时候有
没有被处理过。断言这保存推理后的结论，在重复查询这个事实条件时不用反复
询问用户。
四、关键代码
int rule::Query()
{
int i;
char c;
int Tag=0;
list *L;
fact *F;
F=Fact;
L=Pre;
if(L==NULL)
cout<<"\nError";
while(L!=NUll)
{
F=Fact;
for(;;)
{
}
if(abs(L->GetNumber())==F->GetNumber())
break;
F=F->Next;
//查找与规则前提链中前提号相同的事实
if(L->GetNumber()>0)
{
}
{
else
if((F->GetSucc())==true) {L=L->Next;continue;}
if((F->GetSucc())==false) return false;
//如果事实的断言为真则判断下一个前提，为假，则表示该规则不适合
if((F->GetSucc())==true) return false;
if((F->GetSucc())==false) {L=L->Next;continue;}
}
cout<GetName()<<"(Y/N)";
c=getchar();
//事实断言为不知道的时候，向用户询问
flushall();
if((c=='Y')||(c=='y'))
else
{
}
{
}
if(L->GetNumber()>0)
F->PutAct(1,true); //设置事实的断言和激活标志
if(L->GetNumber()<0)
{
}
F->PutAct(1,true);
Tag=-1;
return false;
if(L->GetNumber()<0)
F->PutAct(-1,false);
else
{
}
F->PutAct(-1,false);
Tag=-1;
return false;
L=L->Next;
}
F=Fact;
for(;;)
{
}
if(Conc==F->GetNumber()) break;
//查找结论断言对应的事实
F=F->Next;
if(Conc<24)
{
}
F->PutAct(1,true);
return false;
if(Tag!=-1)
{
F=Fact;
for(;;)
{
}
if(Conc==F->GetNumber()) break;
F=F->Next;
if(Conc<24)
{
}
F->PutAct(1,true);
return false;
cout<<"\nThis animal is"<GetName();
return true;
}
return false;
};
五 试验结论
通过这次试验和一些辅助书籍的阅读，加强了自己的阅读程序能力和
编程的能力，而且动物识别专家系统，它用产生式规则来表示知识，可以改
造他们，也可以加进新的规则，还可以用来识别其他东西的新规则来取代这
些规则，运用到其它方面去。总之，这次试验让我受益匪浅。
附件：完整的源代码
#include
#include
#include
#include
#define True 1
#define False 0
#define DontKnow -1
char *str[]={"chew_cud","hooves","mammal","forward_eyes",
"claws","pointed_teeth","eat_meat","lay_eggs","fly",
"feathers","ungulate","carnivore","bird","give_milk",
"has_hair","fly_well","black&white_color","can_swim",
"long_legs","long_neck","black_stripes","dark_spots",
"tawny_color","albatross","penguin","ostrich","zebra",
"giraffe","tiger","cheetah",0};
int rulep[][6]={{22,23,12,3,0,0},{21,23,12,3,0,0},{22,19,20,11,0,0},
{21,11,0,0,0,0},{17,19,20,13,-9,0},{17,18,13,-9,0,0},{16,13,0,0,0,0},
{15,0,0,0,0,0},{14,0,0,0,0,0},{10,0,0,0,0,0},{8,7,0,0,0,0},
{7,0,0,0,0,0},{4,5,6,0,0,0},{2,3,0,0,0,0},{1,3,0,0,0,0}};
int rulec[]={30,29,28,27,26,25,24,3,3,13,13,12,12,11,11,0};
class fact
{private:
int Number;
char Name[21];
int Active;
int Succ;
public:
fact *Next;
fact(int Num,char *L)
{
strcpy(Name,L);
Number=Num;
Active=False;
//-1 是已经推理，不符合。1 是已经推理，符合。
//0 是无，-1 是不知道，1 是有。
Succ=DontKnow;
Next=NULL;
}
char *GetName()
{
char *L;
L=new char[21];
strcpy(L,Name);
return L;
}
int GetNumber()
{
return Number;
}
int GetAct()
{
return Active;
}
int GetSucc()
{
return Succ;
}
void PutAct(const int Act0,int Suc0)
{
Active=Act0;
Succ=Suc0;
}
};
fact *Fact;
class list
{private:
int Number;
public:
list *Next;
list(int Num)
{
Number=Num;
Next=NULL;
}
int GetNumber()
{
return Number;
}
};
class rule
{
char *Name;
list *Pre;
int Conc;
public:
rule *Next;
rule(char *N,int P[],int C);
~rule();
int Query();
void GetName()
{
cout<Next;
delete Pre;
Pre=L;
delete Name;
}
rule::rule(char *N,int P[],int C)
{
int i;
list *L;
Pre=NULL;
Next=NULL;
Name=new char[strlen(N)+1];
strcpy(Name,N);
i=0;
while(P[i]!=0)
{
}
L=new list(P[i++]);
L->Next=Pre;
Pre=L;
Conc=C;
}
int rule::Query()
{
char c;
int Tag=0;
list *L;
fact *F;
F=Fact;
L=Pre;
if(L==NULL)
cout<<"\nError";
while(L!=NULL)
{
F=Fact;
for(;;)
{
if(abs(L->GetNumber())==F->GetNumber())
break;
F=F->Next;
}
if(L->GetNumber()>0)
{
if((F->GetSucc())==True)
{
}
L=L->Next;
continue;
if((F->GetSucc())==False)
return False;
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