Типы данных предположений и структуры убеждений

Этот агент обладает убеждениями о показателях авторемонтной мастерской. Убеждения составляют информацию о том, сколько клиентов обслуживается в час, какова загрузка ремонтных секций в день и общий объем продаж (запчастей и услуг) за некоторый период времени. Кроме того, агент знает, что владелец фирмы любит путешествовать только автобусами. Поэтому агент хранит информацию об автобусных маршрутах, которые могут для отпускника оказаться привлекательными. В программе, насыщенной математическими вычислениями, используются в основном целочисленные значения и числа с плавающей точкой. В графических программах участвуют пиксели, линии, цвета, геометрические фигуры и пр. В агентно-ориентированной программе основными типами данных являются предположения, правила, утверждения, литералы и строки. Для построения типов данных, свойственных агентно-ориентированному программированию, мы будем опираться на объектно-ориентированную поддержку, прелусмотренную в С++. Итак, рассмотрим объявление класса предположения (листинг 12.1).

// Листинг 12.1. Объявление класса предположения

template< class C> class proposition {

//...

protected:

list< C> UniverseOfDiscourse;

bool TruthValue; public-virtual bool operator()(void) = О;

bool operator& & (proposition & X);

bool operator||(proposition & X);

bool operator||(bool X);

bool operator& & (bool X);

operator void*();

bool operator! (void);

bool possible(proposition & X);

bool necessary(proposition & X);

void universe(list< C> & X);

//...

};

Предположение представляет собой утверждение, тема (предмет) которого подтверждается или отрицается предикатом. Предположение может принять значение ИСТИНА или ЛОЖЬ. Предположение можно использовать для фиксации одного убеждения, которое есть у агента. Кроме того, в качестве предположения может быть представлена некоторая другая информация, которая предлагается агенту и которую агент необязательно воспринимает как убеждение. Для представления предположений используется когнитивный тип данных, который должен быть таким же функциональным в агентно-ориентированной программе, как целочисленные и вещественные типы данных в математических программах. Поэтому, чтобы обеспечить некоторые основные операторы, применимые к предположениям, мы используем C++-средства перегрузки операторов. В табл. 12.4 показано, как такие операторы преобразуются в логические.

Класс proposition (см. листинг 12.1) представляет собой упрощенную версию (с сокращённым набором функциональных возможностей). Назначение этого класса— сделать использование типа данных proposition таким же простым и естественным, как использование любого другого С++-типа данных. Обратите внимание на слелующее объявление в классе proposition: virtual bool operator()(void) = 0;

Таблица 12.4. Преобразование операторов влогические

Пользовательские C++onepamopы Распространенныелогические операторы

& & ^

|| v

! ~

possible & #9830;

necessary & #9633;

Это объявление чисто виртуального метода. Если в классе объявлен чисто виртуальный метод, это означает, что данный класс — абстрактный, и из него нельзя создавать объекты, поскольку в нем отсутствует определение этого метода. Метод лишь объявлен, но не определен. Абстрактные классы используются для определения стратегий и являются своего рода проектами производных классов. Производный класс должен определить все виртуальные функции, которые он наслелует от абстрактного класса. В данном случае класс proposition используется для определения минимального набора возможностей, которыми может обладать класс-потомок. Необходимо также отметить еще одну важную особенность класса proposition (см. листинг 12.1): это шаблонный класс. Он содержит такой член данных: list< C> UniverseOfDiscourse;

Этот член данных предполагается использовать для хранения значения предметной области, к которой относится предположение. В логике область рассуждения содержит все легальные сущности, которые могут рассматриваться при обсуждении. Здесь мы используем контейнер list. Поскольку в общем случае темы обсуждения могут быть самыми разными, мы используем контейнерный класс. Список UniverseOfDiscourse мы объявляем защищенным (protected), а не закрытым (private), чтобы к нему могли получить доступ все потомки класса proposition. Классу proposition также «знакомы» такие понятия модальной логики, как логическая необходимость и вероятность, которые весьма полезны в агентно-ориентированном программировании. Модальнал логика позволяет агенгу различать такие определения, как «вероятно, ИСТИНА» и «несомненно, ИСТИНА». Основные операторы, используемые для выражения логической необходимости и вероятности, перечислены в табл. 12.4. Мы определяем эти методы только в описательных целях; их реализация выходит за рамки рассмотрения в этой книге. Но они являются частью классов предположений, которые мы успешно применяем на практике. Чтобы сделать класс proposition «годным к употреблению», выведем из него новый класс и назовем его trip_announcement. Класс trip_announcement представляет собой утверждение о существовании автобусного маршрута из некоторого исходного пункта (отправления) в пункт назначения. Например, предположим, что существует автобусный маршрут из Детройта в Толедо. Эта информация позволяет сформулировать высказывание, которое может быть либо истинным, либо ложным. Если бы нас интересовало, когда это высказывание истинно или ложно, мы бы воспользовались понятиями временной логики. Временняя логика— это логика времени. Агенты также применяют обоснования, зависящие от времени. Но в данном случае все предположения относятся к текущему времени. Это утверждение декларирует, что в данное вре м я существует автобусный м аршрут из Детройта в Толедо. Агент должен «у м еть» удостовериться в этом и либо «довериться» это м у факту, либо отвергнуть его как ложное высказывание. Теперь м ожно расс м отреть объявление класса trip_armouncement, представленное в листинге 12.2.

// Листинг 12.2. Объявление класса trip_announcement

class trip_announcement:

publiс proposition< trip_announcement> {

//...

protected:

string Origin; string Destination;

stack< trip_announcement> Candidates; public:

bool operator()(void);

bool operator==(const trip_announcement & X) const;

void origin(string X);

string origin(void);

void destination(string X);

string destination(void);

bool directTrip(void);

bool validTrip(list< trip_announcement>:: iterator I,

string TempOrigin);

stack< trip_announcement> candidates(void);

friend bool operator||(bool X, trip_announcement & Y);

friend bool operator& & (bool X, trip_announcement & Y);

//...

};

Обратите вни м ание на то, что класс trip_armouncement наследует класс proposition. Вспо м ните, что класс proposition является шаблонным и требует задания параметра, определяющего тип. Объявление

class trip_announcement:

public proposition< trip_announcement>

{... };

обеспечивает класс proposition требуе м ы м типо м. Кро м е того, важно от м етить, что класс trip_announcement определяет операторный м етод operator (). Следовательно, наш класс trip_armouncement — конкретный, а не абстрактный. Теперь мы можем объявить и использовать предположение типа trip_announcement непосредственно в программе агента. В классе trip_announcement определены слелую-щие дополнительные члены данных: Origin Destination Candidates

Эти члены данных используются для указания пунктов отправления и назначения автобусного маршрута. Если автобусный маршрут требует пересадки с одного автобуса надругой и несколько остановок в пути, то член данных Candidates будет содержать полный путь следования. Следовательно, объект класса trip_armouncement представляет собой утверждение об автобусном маршруте и пути следования. В классе trip_armouncement также определены некоторые дополнительные операторы. Эти операторы позволяют уравнять класс trip_announcement «в правах» со встроенны м и типа м и данных языка С++. Помимо убеждений относительно автобусных м аршрутов, агент также обладает убеждения м и, связанны м и с показателя м и успешности функционирования расс м атривае м ой ко м пании. Эти убеждения отличаются по структуре, но в основном содержат высказывания, которые могут быть истинными либо ложными. Итак, мы снова испо л ьзуе м класс proposition в качестве базового. Влистинге 12.3 представлено объявление класса p eformance_statement.

// Листинг 12.3. Объявление класса performance_statement

class performance__statement:

public proposition< performance_statement> {

//...

int Bays;

float Sales;

float PerHour;

public:

bool operator() (void);

bool operator==(const performance__statement & X) const;

void bays(int X);

int bays(void);

float sales(void);

void sales(float X);

float perHour(void);

void perHour(float X);

friend bool operator||(bool X, performance_statement & Y);

friend bool operator& & (bool X, performance_statement & Y); //...

};

Обратите вни м ание на то, что этот класс также обеспечивает шаблонный класс proposition параметром.

class performance_statement:

public proposition< performance__statement> {...}

Благодаря это м у объявлению класс proposition теперь определен д ля объектов типа performance_statement. Класс performance_statement используется для представления убеждений об объе м е продаж, количестве обслуженных клиентов (в час) и загрузке ре м онтных секций в день. Для каждого из перечисленных убеждений о том, что агент имеет в соответствующей области, существует отдельное высказывание. Эта инфор м ация хранится в таких членах данных:

Bays

Sales