C++面向对象：C++ 数据抽象

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。

 

 

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让咱们举一个现实生活中的真实例子，好比一台电视机，您能够打开和关闭、切换频道、调整音量、添加外部组件（如喇叭、录像机、DVD 播放器），可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经过缆线接收信号，如何转换信号，并最终显示在屏幕上。

 

所以，咱们能够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，直接经过它的外部接口（好比电源按钮、遥控器、声量控制器）就能够操控电视。

如今，让咱们言归正传，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做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，您的程序能够调用 sort() 函数，而不须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一样而有所差别，只要接口不变，函数调用就能够照常工做。

 

在 C++ 中，咱们使用类来定义咱们本身的抽象数据类型（ADT）。您可使用类 iostream 的 cout 对象来输出数据到标准输出，以下所示：

#include <iostream>
using namespace std;


int main( )
{
   cout << "Hello C++" <<endl;
   return 0;
}

 

在这里，您不须要理解 cout 是如何在用户的屏幕上显示文本。您只须要知道公共接口便可，cout 的底层实现能够自由改变。

访问标签强制抽象

在 C++ 中，咱们使用访问标签来定义类的抽象接口。一个类能够包含零个或多个访问标签：

• 使用公共标签订义的成员均可以访问该程序的全部部分。一个类型的数据抽象视图是由它的公共成员来定义的。
• 使用私有标签订义的成员没法访问到使用类的代码。私有部分对使用类型的代码隐藏了实现细节。

访问标签出现的频率没有限制。每一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。

数据抽象的好处

数据抽象有两个重要的优点：

• 类的内部受到保护，不会因无心的用户级错误致使对象状态受损。
• 类实现可能随着时间的推移而发生变化，以便应对不断变化的需求，或者应对那些要求不改变用户级代码的错误报告。

若是只在类的私有部分定义数据成员，编写该类的做者就能够随意更改数据。若是实现发生改变，则只须要检查类的代码，看看这个改变会致使哪些影响。若是数据是公有的，则任何直接访问旧表示形式的数据成员的函数均可能受到影响。

数据抽象的实例

C++ 程序中，任何带有公有和私有成员的类均可以做为数据抽象的实例。请看下面的实例：

#include <iostream>
using namespace std;


class Adder{
   public:
      // 构造函数
      Adder(int i = 0)
      {
        total = i;
      }
      // 对外的接口
      void addNum(int number)
{
          total += number;
      }
      // 对外的接口
      int getTotal()
{
          return total;
      };
   private:
      // 对外隐藏的数据
      int total;
};
int main( )
{
   Adder a;


   a.addNum(10);
   a.addNum(20);
   a.addNum(30);


   cout << "Total " << a.getTotal() <<endl;
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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，用户须要知道它们以便使用类。私有成员 total 是用户不须要了解的，但又是类能正常工做所必需的。

设计策略

抽象把代码分离为接口和实现。因此在设计组件时，必须保持接口独立于实现，这样，若是改变底层实现，接口也将保持不变。

在这种状况下，无论任何程序使用接口，接口都不会受到影响，只须要将最新的实现从新编译便可。