代码收藏家 人工智能基础 | 基于产生式的动物识别系统（Python）
一、实验目的：复习产生式基本知识
1、产生式：一组产生式，互相配合/协调，其中一个产生式产生的结论可以作为另一个产生式的事实使用，以求解问题
2、下图为产生式系统的基本结构：
3、规则库：用于描述相应领域内过程性知识的产生式集合。对知识进行合理的组织与管理，提高问题求解效率。
4、综合数据库： 综合数据库(事实库、上下文、黑板等)：存放问题求解过程中的各种信息的数据结构，包括初始状态、原始证据、中间结论、最终结论，其内容在推理过程中在动态、不断变化的。
5、控制系统（推理机）：由一组程序组成，负责整个产生式系统的运行，实现对问题的求解。
6、控制系统要做以下几项工作：
二、实验要求
1、编程环境
Python语言。
2、问题描述与实验要求
问题描述：基于产生式规则的动物识别系统——能根据提供的已知信息（即，综合数据库中的信息），确定要识别的动物是虎、金钱豹、斑马、长颈鹿、鸵鸟、企鹅、信天翁七种动物的哪一种。
该动物身上有：暗斑点，长脖子，长腿，奶，蹄
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3、解决思路
三、源代码
def find_data(process_data_list):
# 依次进行循环查找并对过程排序
for epoch, data_process in enumerate(data_process_list):
# 用于判断此过程是否成立
num = 0
for i in process_data_list:
if i in data_process:
num += 1
# 过程成立则数值相同，可以进入下一步
if num == len(data_process):
# 此过程中结果是否为最终结果，不是将此过程结果加入到过程中
if data_result_list[epoch] not in result_list:
# 弹出过程和此过程结果，因为此过程已经进行过，此结果存入需要查找的过程中
result = data_result_list.pop(epoch)
process = data_process_list.pop(epoch)
# 判断结果是否已经存在过程中，存在则重新寻找，不存在则加入过程，并将其存入最终结果
if result not in process_data_list:
dict_input['，'.join(process)] = result
end_result = find_data(process_data_list + [result])
if end_result == 1:
return 1
else:
return 0
# 存在则直接寻找
else:
end_result = find_data(process_data_list)
if end_result == 1:
return 1
else:
return 0
# 找到最终结果，取出结果后返回
else:
process = data_process_list.pop(epoch)
dict_input['，'.join(process)] = data_result_list[epoch]
return 1
if __name__ == '__main__':
# 用于储存中间过程
data_process_list = []
# 用于存储过程对应的结果
data_result_list = []
# 存储用于查询的数据
list_data = []
# 用于存储输出结果
dict_input = {}
# 规则库
txt = '''有毛发，是哺乳动物
有奶，是哺乳动物
有羽毛，是鸟类
会飞，会下蛋，是鸟类
吃肉，是肉食动物
有犬齿，有爪，眼盯前方，是食肉动物
是哺乳动物，有蹄，是蹄类动物
是哺乳动物，是咀嚼反刍动物，是蹄类动物
是哺乳动物，是食肉动物，是黄褐色，身上有暗斑点，金钱豹
是哺乳动物，是食肉动物，是黄褐色，身上有黑色条纹，虎
是蹄类动物，有长脖子，有长腿，身上有暗斑点，长颈鹿
是蹄类动物，身上有黑色条纹，斑马
是鸟，有长脖子，有长腿，不会飞，鸵鸟
是鸟，会游泳，不会飞，有黑白二色，企鹅
是鸟，善飞，信天翁'''
# 将数据预处理
datas = txt.split('\n')
for data in datas:
data = data.split('，')
data_process_list.append(data[:-1])
data_result_list.append(data[-1].replace('\n', ''))
# 最终结果列表
result_list = ['信天翁', '鸵鸟', '斑马', '长颈鹿', '虎', '金钱豹', '企鹅']
# 数据库对应的过程
database = {
'1': '有毛发', '2': '有奶', '3': '有羽毛', '4': '会飞', '5': '会下蛋',
'6': '吃肉', '7': '有犬齿', '8': '有爪', '9': '眼盯前方', '10': '有蹄',
'11': '是咀嚼反刍动物', '12': '是黄褐色', '13': '身上有暗斑点', '14': '身上有黑色条纹',
'15': '有长脖子', '16': '有长腿', '17': '不会飞', '18': '会游泳', '19': '有黑白二色',
'20': '善飞', '21': '是哺乳动物', '22': '是鸟', '23': '是食肉动物', '24': '是蹄类动物',
'25': '金钱豹', '26': '虎', '27': '长颈鹿', '28': '斑马', '29': '鸵鸟', '30': '企鹅',
'31': '信天翁'
}
# 打印条件输入菜单
print("输入对应条件前面的数字编号:")
print("*************************************************************")
for key, value in database.items():
print(f"{key}:{value} ", end="")
if int(key) % 5 == 0: # 每5个换行
print()
print("*************************************************************")
print("*********************当输入数字0时!程序结束******************\n")
# 循环进行输入，直到碰见0后退出
while True:
term = input("请输入数字编号：")
if term == '0':
break
if term in database and database[term] not in list_data:
list_data.append(database[term])
# 打印前提条件
print('前提条件为：')
print(' '.join(list_data) + '\n')
# 进行递归查找，直到找到最终结果,返回1则找到最终结果
end_result = find_data(list_data)
if end_result == 1:
print('推理过程如下：')
# 将结果进行打印
for i in dict_input.keys():
print(f"{i}->{dict_input[i]}")
# 得到最终结果即输出所识别动物
if dict_input[i] in result_list:
print(f'所识别的动物为{dict_input[i]}')
else:
# 将结果进行打印
for i in dict_input.keys():
print(f"{i}->{dict_input[i]}")
四、 运行结果展示以及说明
1->21 由前提条件有毛可推出要识别的动物是哺乳类
2->21 由前提条件有奶可推出要识别的动物是哺乳类
7，8，9->23 由前提条件有犬齿，有爪，眼盯前方可推出要识别的动物是食肉动物
作者：myy的源代码
