Constraint-Programmierung: Grundlagen und Anwendungen by Dr. Dipl.-Ing. Thom Frühwirth, Dipl.-Inform. Slim

By Dr. Dipl.-Ing. Thom Frühwirth, Dipl.-Inform. Slim Abdennadher (auth.)

Dieses Lehrbuch ist die erste umfassende und einheitliche Einführung in die Constraint-Programmierung. Das noch junge Gebiet hat von Anfang an Forschung und Praxis neue Impulse gegeben. Constraint-Programmierung kann vorteilhaft eingesetzt werden zum Schließen auch bei unvollständiger details (z.B. Finanzanalyse) und zum Lösen kombinatorischer Probleme (z.B. Zeitplanung, Entwurfsoptimierung) in Entscheidungsunterstützungssystemen.
Das Buch bietet eine kompakte aktuelle Darstellung der wesentlichen Aspekte und Entwicklungen in der logikorientierten Constraint-Programmierung - von der theoretisch fundierten Beschreibung der unterschiedlichen Klassen von Programmiersprachen über die gängigen Arten von Constraintsystemen und -lösern bis zu konkreten Anwendungsbeispielen aus der Praxis. Auf den WWW-Seiten zu diesem Buch finden sich software program, Lehrmaterial und mehr.

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Die Reduktionsregeln des CLP-Kalküls (Abb. 3) wurden so gewählt, daß die Ähnlichkeit zu denen des LP-Kalküls deutlich wird. Die Reduktionsregeln Entfalten und Scheitern werden angepaßt. Constraints werden durch die zusätzliche Reduktionsregel Vereinfachen bearbeitet. Die Auswahl eines Zieles für eine Reduktion wird wieder durch die Selektionsfunktion bestimmt. Die meisten CLP-Sprachen benutzen wie Prolog die Tiefensuche mit chronologischem Rücksetzen: - Ist das ausgewählte Ziel ein Atom und wird eine Klausel gefunden, so daß die Gleichheitsconstraints, die vom Atom und dem 46 4 Constraint-Logikprogrammierung Kopf der Klausel stammen, zusammen mit dem Constraintspeicher konsistent sind, dann wird das ausgewählte Atom durch den Rumpf der Klausel ersetzt und die Gleichheitsconstraints dem Constraintspeicher hinzugefügt (durch die Reduktionsregel Entfalten).

24 3 Logikprogrammierung Wenn aber anstatt der ersten Regel vI für verbindung die zweite Regel v2 ausgewählt wird, erhält man die Ableitung: t-+ Entfalten (v2) t-+ Entfalten (k3) t-+Entfalten (vl) t-+ Entfalten (k5) (verbindung(b, V), c-) (kante(S, K) /\ verbindung(K, Z), {Sf---I b, Zf---I Y}) (verbindung(K, Z), {Sf---Ib, Zf---I Y, Kf---I d}) (kante(K,Z), {Sf---Ib,Zf---IY,Kf---Id}) (T, {Sf---I b, Zf---I d, Kf---I d, Yf---I e }) Eine zweite berechnete Antwort ist (J' = {Y f---I e}. h. das Ziel verbindung(f ,g).

In der Logikprogrammierung (LP) wiederum gab es Bestrebungen, LP noch deklarativer (flexiblere Selektionsregel), schneller (gezieltere Suche) und allgemeiner (erweiterte Gleichheit) zu machen. Zum Beispiel bewirkt das Ziel X=,=1+2 lediglich eine Bindung von X an den Term 1 +2, da das Funktionssymbol + wie alle anderen Funktionssymbole im LP-Kalkül nicht interpretiert wird. Man war nun an einer Erweiterung der Unifikation um inT. , Constraint-Programmierung © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997 36 4 Constraint-Logikprogrammierung terpretierte Funktionssymbole interessiert.

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