Logikprogrammierung

Logikprogrammierung ist ein Paradigma der Programmierung, das Programme als Mengen von Prädikaten und Regeln definiert, aus denen neue Fakten logisch abgeleitet werden. Typische Programme bestehen aus Fakten, Regeln und Abfragen. Die Ausführung besteht darin, eine gegebene Abfrage aus dem Wissensbestand abzuleiten, indem logische Inferenz herangezogen und Variablen durch Unifikation gebunden werden.

Die Wurzeln liegen in der Entwicklung von Prolog in den 1970er-Jahren an der Universität Marseille durch Colmerauer und Roussel. Prolog basiert auf Horn-Klauseln und verwendet Unifikation, Backtracking und SLD-Resolution, um Abfragen zu beweisen. Datalog ist eine eingeschränkte, rein datalogische Teilmenge; Answer Set Programming erweitert dies um nichtmonotone Begründung.

Kernkonzepte umfassen Fakten, Regeln und Abfragen, sowie Klauseln, Unifikation, Backtracking und logische Inferenz. In Prolog wird oft Negation als Failure verwendet; Datalog arbeitet mit einer geschlossenen Welt und rekursiven Abfragen. ASP-Ansätze nutzen nichtmonotone Logik und liefern Modelle (Answer Sets) statt einzelner Beweise.

Wichtige Sprachen und Systeme sind Prolog (SWI-Prolog, GNU Prolog, YAP), Mercury, Datalog-Implementierungen und ASP-Sprachen wie clingo. Typische Entwicklungsumgebungen unterstützen deklarative Programmierung, Debugging und integrierte Inferenz. Anwendungen reichen von Künstlicher Intelligenz über Wissensrepräsentation und Planen bis zu regelbasierten Datenbankabfragen.

Zu den Vorteilen zählen deklarative Spezifikation, klare Trennung von Logik und Steuerfluss sowie leistungsfähige Inferenzwerkzeuge. Nachteile sind Performance- und Skalierbarkeitsprobleme, Lernkurve sowie Einschränkungen durch Nichtmonotonie und teils schwierige Integration in imperative Umgebungen.