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数据抽象是指,只向外界提供关键信息,并隐藏其后台的实现细节,即只表现必要的信息而不呈现细节。
数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程(设计)技术。
让我们举一个现实生活中的真实例子,比如一台电视机,您可以打开和关闭、切换频道、调整音量、添加外部组件(如喇叭、录像机、DVD 播放器),但是您不知道它的内部实现细节,也就是说,您并不知道它是如何通过缆线接收信号,如何转换信号,并最终显示在屏幕上。
因此,我们可以说电视把它的内部实现和外部接口分离开了,您无需知道它的内部实现原理,直接通过它的外部接口(比如电源按钮、遥控器、声量控制器)就可以操控电视。
现在,让我们言归正传,就 C++ 编程而言,C++ 类为数据抽象提供了可能。它们向外界提供了大量用于操作对象数据的公共方法,也就是说,外界实际上并不清楚类的内部实现。
例如,您的程序可以调用 sort() 函数,而不需要知道函数中排序数据所用到的算法。实际上,函数排序的底层实现会因库的版本不同而有所差异,只要接口不变,函数调用就可以照常工作。
在 C++ 中,我们使用类来定义我们自己的抽象数据类型(ADT)。您可以使用类 ostream 的 cout 对象来输出数据到标准输出,如下所示:
1 #include <iostream> 2 3 using namespace std; 4 5 int main( ) 6 { 7 cout << "Hello C++" <<endl; 8 return 0; 9 }
在这里,您不需要理解 cout 是如何在用户的屏幕上显示文本。您只需要知道公共接口即可,cout 的底层实现可以自由改变。
在 C++ 中,我们使用访问标签来定义类的抽象接口。一个类可以包含零个或多个访问标签:
访问标签出现的频率没有限制。每个访问标签指定了紧随其后的成员定义的访问级别。指定的访问级别会一直有效,直到遇到下一个访问标签或者遇到类主体的关闭右括号为止。
数据抽象有两个重要的优势:
如果只在类的私有部分定义数据成员,编写该类的作者就可以随意更改数据。如果实现发生改变,则只需要检查类的代码,看看这个改变会导致哪些影响。如果数据是公有的,则任何直接访问旧表示形式的数据成员的函数都可能受到影响。
C++ 程序中,任何带有公有和私有成员的类都可以作为数据抽象的实例。请看下面的实例:
1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 class Adder{ 5 public: 6 // 构造函数 7 Adder(int i = 0) 8 { 9 total = i; 10 } 11 // 对外的接口 12 void addNum(int number) 13 { 14 total += number; 15 } 16 // 对外的接口 17 int getTotal() 18 { 19 return total; 20 }; 21 private: 22 // 对外隐藏的数据 23 int total; 24 }; 25 int main( ) 26 { 27 Adder a; 28 29 a.addNum(10); 30 a.addNum(20); 31 a.addNum(30); 32 33 cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; 34 return 0; 35 }
执行结果:
Total 60
上面的类把数字相加,并返回总和。公有成员 addNum 和 getTotal 是对外的接口,用户需要知道它们以便使用类。私有成员 total 是用户不需要了解的,但又是类能正常工作所必需的。
抽象把代码分离为接口和实现。所以在设计组件时,必须保持接口独立于实现,这样,如果改变底层实现,接口也将保持不变。
在这种情况下,不管任何程序使用接口,接口都不会受到影响,只需要将最新的实现重新编译即可。
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原文地址:https://www.cnblogs.com/Long-w/p/9441426.html