Programando en Prolog: Unificación

La unificación, en Prolog, es el proceso fundamental de comparar dos términos para ver si coinciden y asignar valores a las variables si es necesario.

Para entender este concepto debemos tomar en cuenta que en Prolog existen estos tres términos:

• Constantes: que pueden ser átomos y números. 
• Variables: marcadores de posición que representan valores desconocidos o por determinar; funcionan de manera distinta a las variables de asignación en otros lenguajes de programación. 
• Términos complejos o estructura: dato formado por un funtor (función de una categoría a otra) y una secuencia de argumentos encerrados entre paréntesis.

La unificación en Prolog

La unificación es el mecanismo central que permite que las variables y términos coincidan, vinculando valores y estructuras para que las consultas puedan resolverse. En pocas palabras, es el proceso por el cual se intenta hacer que dos expresiones sean iguales, asignando valores a variables si es necesario.

Abriremos una terminal y entraremos al REPL de Prolog:

$ swipl

Probaremos la unificación, de dos átomos y dos números:

1 ?- 33=33.
true.

2 ?- gelatina=gelatina.
true.

3 ?- =(33,33).
true.

4 ?- =(gelatina,gelatina).
true.

Ahora miremos esto:

5 ?- x=122.
false.

6 ?- gato=perro.
false.

El error ocurre porque dos constantes diferentes no unifican.

Ejemplo de unificación de lista:

7 ?- [X, Y, Z] = [Ana, True, 133].
X = Ana,
Y = True,
Z = 133.

Ejemplo de unificación en Prolog

Unificación en un mini sistema de parentescos.

parentescos.pl

% Hechos
padre(juan, maria).
padre(juan, pedro).
padre(carlos, juan).
madre(ana, maria).
madre(ana, pedro).

% Regla: X es progenitor de Y si es padre o madre
progenitor(X, Y) :- padre(X, Y).
progenitor(X, Y) :- madre(X, Y).

Cargamos el programa:

?- [parentesco].

Consultamos:

?- padre(juan, maria).
true.

Unificación con variables:

?- padre(juan, Hijo).
Hijo = maria ;
Hijo = pedro.

Unificación en reglas:

?- progenitor(ana, Quien).
Quien = maria ;
Quien = pedro.

Unificación más compleja

?- progenitor(X, maria).
X = juan ;
X = ana.

Cómo funciona internamente

• Variables libres: se pueden asignar a cualquier valor.

  Ejemplo: X = 5 → X queda ligado a 5.
  

• Átomos y números: deben ser idénticos para unificarse.

  Ejemplo: 3 = 3 → éxito; 3 = 4 → falla.
  

• Términos compuestos: deben tener el mismo functor y aridad.

  Ejemplo: padre(juan, X) = padre(juan, maria) → X = maria.
  

• Backtracking: si una unificación falla en un camino, Prolog retrocede y prueba otras alternativas.