产生式推理系统

产生式推理系统
以动物识别系统为例，用选定的编程语言建造规则库和综合数据库，开发能进行正确的正向推理或反向推理的推理机。
正向推理过程
从已知事实出发，通过规则库求得结论，或称数据驱动方式。推理过程是：
规则集中的规则前件与事实库中的事实进行匹配，得匹配的规则集合。
从匹配规则集合中选择一条规则作为使用规则。
执行使用规则的后件，将该使用规则的后件送入事实库中。
重复这个过程直至达到目标。

动物分类规则集
（1）若某动物有奶，则它是哺乳动物。
（2）若某动物有毛发，则它是哺乳动物。
（3）若某动物有羽毛，则它是鸟。
（4）若某动物会飞且生蛋，则它是鸟。
（5）若某动物是哺乳动物且有爪且有犬齿且目盯前方，则它是食肉动物。
（6）若某动物是哺乳动物且吃肉，则它是食肉动物。
（7）若某动物是哺乳动物且有蹄，则它是有蹄动物。
（8）若某动物是有蹄动物且反刍食物，则它是偶蹄动物。
（9）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色条纹，则它是老虎。
（10）若某动物是食肉动物且黄褐色且有黑色斑点，则它是金钱豹。
（11）若某动物是有蹄动物且长腿且长脖子且黄褐色且有暗斑点，则它是长颈鹿。
（12）若某动物是有蹄动物且白色且有黑色条纹，则它是斑马。
（13）若某动物是鸟且不会飞且长腿且长脖子且黑白色，则它是驼鸟。
（14）若某动物是鸟且不会飞且会游泳且黑白色，则它是企鹅。
（15）若某动物是鸟且善飞且不怕风浪，则它是海燕。
下面是该规则集所形成的（部分）推理网络：

​ 图1 动物识别系统部分推理网络

思路：

将前提条件和结论转换成唯一一个数字,一轮推理中如果有产生式则把前提条件数字修改为结论条件数字，进入下一轮推理，直到有最终结论的产生式就结束推理，输出结果。

前提条件：

1	有奶	7	有蹄	13	有黑色斑点	19	不会飞
2	有毛发	8	长腿	14	有羽毛	20	黑白色
3	有爪	9	长脖子	15	会飞	21	会游泳
4	有犬齿	10	有暗斑点	16	生蛋	22	善飞
5	目盯前方	11	有黑色条纹	17	反刍食物	23	不怕风浪
6	吃肉	12	黄褐色	18	白色

中间结论：

24	哺乳动物
25	有蹄动物
26	食肉动物
27	鸟
28	偶蹄动物

最终结论：

40	老虎
41	金钱豹
42	长颈鹿
43	斑马
44	鸵鸟
45	企鹅
46	海燕

产生式规则：

1->24	有奶->哺乳动物
2->24	有毛发->哺乳动物
14->27	有羽毛->鸟
15,16->27	会飞,生蛋->鸟
24,3,4,5->26	哺乳动物,有爪,有犬齿,目盯远方->食肉动物
24,6->26	哺乳动物,吃肉->食肉动物
24,7->25	哺乳动物,有蹄->有蹄动物
25,17->28	有蹄动物,反刍食物->偶蹄动物
12,26,11->40	黄褐色,食肉动物,有黑色条纹->老虎
12,26,13->41	黄褐色,食肉动物,有黑色斑点->金钱豹
12,25,8,9,10->42	黄褐色,有蹄动物,长腿,长脖子,有暗斑点->长颈鹿
25,18,11->43	有蹄动物,白色,有黑色条纹->斑马
27,19,20,8,9->44	鸟,不会飞,黑白色,长腿,长脖子->鸵鸟
27,19,20,21->45	鸟,不会飞,黑白色,会游泳->企鹅
27,22,23->46	鸟,善飞,不怕风浪->海燕

代码：

#include 
using namespace std;
//定义如下
//1	有奶	7	有蹄	13	有黑色斑点	19	不会飞
//2	有毛发	8	长腿	14	有羽毛	20	黑白色
//3	有爪	9	长脖子	15	会飞	21	会游泳
//4	有犬齿	10	有暗斑点	16	生蛋	22	善飞
//5	目盯前方	11	有黑色条纹	17	反刍食物	23	不怕风浪
//6	吃肉	12	黄褐色	18	白色
//中间结论：
//24	哺乳动物
//25	有蹄动物
//26	食肉动物
//27	鸟
//28	偶蹄动物
//最终结论：
//40	老虎
//41	金钱豹
//42	长颈鹿
//43	斑马
//44	鸵鸟
//45	企鹅
//46	海燕
//产生式规则：
//1->24	有奶->哺乳动物
//2->24	有毛发->哺乳动物
//14->27	有羽毛->鸟
//15, 16->27	会飞, 生蛋->鸟
//24, 3, 4, 5->26	哺乳动物, 有爪, 有犬齿, 目盯远方->食肉动物
//24, 6->26	哺乳动物, 吃肉->食肉动物
//24, 7->25	哺乳动物, 有蹄->有蹄动物
//25, 17->28	有蹄动物, 反刍食物->偶蹄动物
//12, 26, 11->40	黄褐色, 食肉动物, 有黑色条纹->老虎
//12, 26, 13->41	黄褐色, 食肉动物, 有黑色斑点->金钱豹
//12, 25, 8, 9, 10->42	黄褐色, 有蹄动物, 长腿, 长脖子, 有暗斑点->长颈鹿
//25, 18, 11->43	有蹄动物, 白色, 有黑色条纹->斑马
//27, 19, 20, 8, 9->44	鸟, 不会飞, 黑白色, 长腿, 长脖子->鸵鸟
//27, 19, 20, 21->45	鸟, 不会飞, 黑白色, 会游泳->企鹅
//27, 22, 23->46	鸟, 善飞, 不怕风浪->海燕

int sign = 0;//标记是否找到结果 0 否 1 是
int num = 0;//记录输入特征的个数
void  judge(int fea[])     //推理函数（递归推理）规则库
{
	if (sign == 0)
	{
		for (int i = 0; i < num; i++)   //循环判断是否有产生式规则，有则进入下一轮推理（有最终结论产生式规则的则退出推理，不进入下一轮推理）
		{
			if (fea[i] == 1)
			{
				fea[i] = 24;    //1->24	有奶->哺乳动物 
				judge(fea);     //进入下一轮推理
			}
			else if (fea[i] == 2)
			{
				fea[i] = 24;   //2->24	有毛发->哺乳动物
				judge(fea);        
			}
			else if (fea[i] == 14)
			{
				fea[i] = 27;   //14->27	有羽毛->鸟
				judge(fea);
			}
			else if (fea[i] == 15)
			{
				int a = i;
				for (int i = 0; i < num; i++)
				{
					if (fea[i] == 16)
					{
						fea[a] = fea[i] = 27;    //15,16->27	会飞,生蛋->鸟
						judge(fea);
					}
				}
			}
			else if (fea[i] == 24)
			{
				int a = i;
				for (int i = 0; i < num; i++)
				{
					if (fea[i] == 3)
					{
						int b = i;
						for (int i = 0; i < num; i++)
						{
							if (fea[i] == 4)
							{
								int c = i;
								for (int i = 0; i < num; i++)
								{
									if (fea[i] == 5)
									{
										fea[a] = fea[b] = fea[c] = fea[i] = 26;    //24,3,4,5->26	哺乳动物,有爪,有犬齿,目盯远方->食肉动物
										judge(fea);               
									}
								}
							}
						}
					}
					else if (fea[i] == 6)
					{
						fea[a] = fea[i] = 26;     //24,6->26	哺乳动物，吃肉->食肉动物
				     	judge(fea);
					}
					else if (fea[i] == 7)
					{
						fea[a] = fea[i] = 25;     //24,7->25   哺乳动物，有蹄->有蹄动物
						judge(fea);
					}
				}
			}
			else if (fea[i] == 25)
			{
				int a = i;
				for (int i = 0; i < num; i++)
				{
					if (fea[i] == 17)
					{
						fea[a] = fea[i] = 28;    //25,17->28	有蹄动物,反刍食物->偶蹄动物
						judge(fea);
					}
					else if (fea[i] == 18)
					{
					   	int b = i;
						for (int i = 0; i < num; i++)
						{
							if (fea[i] == 11)
							{
								fea[a] = fea[b] = fea[i] = 43;    //25,18,11->43	有蹄动物,白色,有黑色条纹->斑马
								cout << "该动物是斑马！" << endl<40	黄褐色,食肉动物,有黑色条纹->老虎
								cout << "该动物是老虎！" << endl<41	黄褐色,食肉动物,有黑色斑点->金钱豹
								cout << "该动物是金钱豹！" << endl<42	黄褐色,有蹄动物,长腿,长脖子,有暗斑点->长颈鹿
												cout << "该动物是长颈鹿！" << endl<44	鸟,不会飞,黑白色,长腿,长脖子->鸵鸟
												cout << "该动物是鸵鸟！" << endl<45	鸟,不会飞,黑白色,会游泳->企鹅
									  	cout << "该动物是企鹅！" << endl<46	鸟,善飞,不怕风浪->海燕
								cout << "该动物是海燕！" << endl<> feanum[i];
			if (feanum[i] == 0) break;
			num += 1;
		}
		cout << "输入的特征为:";
		for (int i = 0; i < num; i++)//输出输入的特征
		{
			cout << feature[feanum[i]] << "\t";
		}
		cout << endl;
		judge(feanum);//推理函数
		if (sign == 0) cout << "条件不足，无法判断！" << endl<

运行示例：

演示结束，认真理解一下还是能摸清这个系统的，这个推理系统只能按设计逻辑最大可能推测，不能最准确，假如输入是两个动物特征值，那么输出只能是按逻辑设计输出的一个。所以输入准确比较重要，否则推理结果不准确。