C++数据抽象

数据抽象是指，只提供必要的信息提供给外界，并隐藏其后台的细节，也就是，以表示在程序所需要的信息，而无需呈现的细节。

数据抽象是一种编程(设计)技术，它依赖于接口和实现的分离。

一个现实生活中的例子：一台电视机，可以打开和关闭，换频道，调整音量，并添加外部组件，如扬声器，录像机和DVD播放器，但你不知道它的内部细节，即是，不知道它是如何在空中或通过电缆，如何转化接收信号，并最终在屏幕上显示出来。

因此，我们可以说，电视显然其外部接口的分开内部实现，可以使用它的接口，如电源键，频道转换和音量控制播放，而无需了解其内部零件知识。

现在就C++编程而言，C++类提供的数据抽象很高水平。它们提供足够的公共方法向外界的对象功能发挥和操纵对象数据，即，不用知道类如何在内部实现。

例如，程序中可以调用sort()函数不知道什么算法函数实际使用给定值进行排序。事实上，底层实现的排序功能可以在库版本之间切换，只要接口保持不变，函数调用仍然可以工作。

在C++中，我们使用类来定义自己的抽象数据类型（ADT）。可以使用ostream类的cout对象流数据，以这样的标准输出：

#include <iostream>
using namespace std;

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

在这里，不需要了解cout如何在用户屏幕上显示文字。只需要知道的公共接口和cout的底层实现可自由改变。

访问标签强制抽象：

在C++中，我们使用访问标签来定义的抽象接口类。一个类可以包含零个或多个接入标签：

使用公共标签定义的成员都可以访问该程序的所有部分。一个类型的数据的抽象视图是由它的公共成员来定义。
使用私有标签定义的成员无法访问到使用类代码。私有部分隐藏代码，使用类型的实现。

有关于如何经常访问的标签可能出现没有任何限制。每个访问的标签指定随后的成员定义的访问级别。指定的访问级别一直有效，直到下一次访问标签遇到或类主体的关闭右括号都被认为是。

数据抽象的好处：

数据抽象提供了两个重要的优势：

类的内部受到保护，不受无意的用户级错误，这可能会损坏对象的状态。
这个类实现可能随着时间的推移在应对不断变化的需求或错误报告，而无需改变用户级代码。

通过定义数据成员只在类的私有部分，该类作者可随意更改数据。如果实现转换，只有类代码需要检查，看看有什么影响变化可能。如果数据是公开，然后直接访问旧表示的数据成员的任何函数可能被打破。

数据抽象例子：

在这里实现一个类的公共和私有成员，任何C++程序是数据抽象的一个例子。考虑下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

class Adder{
   public:
      // constructor
      Adder(int i = 0)
      {
        total = i;
      }
      // interface to outside world
      void addNum(int number)
      {
          total += number;
      }
      // interface to outside world
      int getTotal()
      {
          return total;
      };
   private:
      // hidden data from outside world
      int total;
};
int main( )
{
   Adder a;
   
   a.addNum(10);
   a.addNum(20);
   a.addNum(30);

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

让我们编译和运行上面的程序，这将产生以下结果：

Total 60

上面的类增加了数字相加，并返回总和的功能。公有成员addNum和getTotal是外面世界的接口，用户需要知道它们使用的类。私有成员总和是什么，用户不需要了解，只需要类能正常工作。

设计策略：

抽象的代码分离到接口和实现。所以在设计组件时，必须保持独立的接口执行，这样，如果改变底层实现，那么接口将保持不变。

在任何程序使用接口这种情况下，它们不会受到影响，将只需要使用最新的执行重新编译。