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抽象數(shù)據(jù)類型

抽象數(shù)據(jù)類型英文名叫( Abstract Data Type )，這里有兩個(gè)關(guān)鍵詞，一個(gè)叫“數(shù)據(jù)類型”，一個(gè)叫“抽象”，它們分別是什么意思呢?首先說什么是數(shù)據(jù)類型呢?

數(shù)據(jù)類型，它包含了兩個(gè)東西，一個(gè)是“數(shù)據(jù)對(duì)象集”，就是我們說的“是什么東西”，第二個(gè)是“數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)的操作集”，就上我在上一篇中說的，我們不能單純講怎么去處理圖書，我們是要對(duì)這些圖書進(jìn)行操作的。

這兩件事情：圖書的擺放，對(duì)圖書的操作，是緊密結(jié)合在一起的。

這兩個(gè)東西在C語言里是獨(dú)立處理的，但是在一些面向?qū)ο蟮恼Z言里邊，比如C++、Java，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它們很好的為數(shù)據(jù)類型專門設(shè)計(jì)了一種機(jī)制，就是一個(gè)“類”，把這個(gè)數(shù)據(jù)集跟它相關(guān)的操作集封裝在一個(gè)類里面。

那再說什么是抽象呢?

抽象，抽象的意思就是“不具體”，就是說，描述數(shù)據(jù)類型的方法是不依賴于具體的實(shí)現(xiàn)的，對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)類型的描述，它跟

• 存放數(shù)據(jù)的機(jī)器無關(guān)
• 跟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的物理結(jié)構(gòu)無關(guān)
• 實(shí)現(xiàn)操作的算法和編程語言皆無關(guān)

總體來說，我們只描述數(shù)據(jù)對(duì)象集和相關(guān)的操作集"是什么"，我們不關(guān)心“它是怎么做到的”這個(gè)問題。

可能到現(xiàn)在一些沒有基礎(chǔ)的朋友看起來還是很抽象，沒關(guān)系，我再舉個(gè)例子，可能幫助你更好的理解抽象數(shù)據(jù)類型到底是個(gè)什么東西，這個(gè)例子是關(guān)于“矩陣”的抽象數(shù)據(jù)類型的定義。

圖片首先我們要給這個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型一個(gè)名稱叫“矩陣”，然后我們要描述一下它的數(shù)據(jù)對(duì)象集，一個(gè) NM 的矩陣，是由 NM 個(gè)矩陣的元素構(gòu)成的，我們把這個(gè)元素描述成一個(gè)三元組 a , i , j ，其中 a 是這個(gè)矩陣元素的值，同時(shí)我們還需要知道這個(gè)矩陣元素在矩陣?yán)锩嫠幍奈恢?，就是它的行?hào) i 和列號(hào) j ，就這樣描述了一個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)象集，相關(guān)聯(lián)的操作集有很多很多(如下圖)

我們來看一下，為什么這個(gè)就叫做“抽象”的表示呢?

首先我們來看，在描述數(shù)據(jù)對(duì)象集的時(shí)候，說a是矩陣元素的值，那這個(gè)值是float?還是double?還是int?我們?cè)谶@個(gè)抽象數(shù)據(jù)類型中描述是不關(guān)心的。

相應(yīng)地，當(dāng)需要對(duì)它的元素值進(jìn)行操作的時(shí)候，我們返回的也是ElementType,是一個(gè)通用的元素類型，我在實(shí)現(xiàn)這個(gè)矩陣相關(guān)的所有函數(shù)的時(shí)候，我在頭上寫一個(gè)define,你需要什么，我就把它define(定義)成什么樣子。

這樣的話，你實(shí)現(xiàn)的這些函數(shù)是跟“你那個(gè)矩陣元素到底是哪種類型”是沒有關(guān)系的，哪種類型都是可以運(yùn)算的。

這就避免了你對(duì)int實(shí)現(xiàn)了一遍，下一次矩陣變成 double 類型的，結(jié)果你又對(duì) double ……難道重新寫一遍嗎?當(dāng)然你說我可以直接用一個(gè) replace (替換)，我把所有的int替換成 double 。

呃……這個(gè)你要注意，有些地方的int真的就是 int ,你不能換成 double ，所以可能會(huì)出錯(cuò)，總的來說呢，就是如果你自己一個(gè)一個(gè)地去替換這個(gè)元素的類型的話，會(huì)很麻煩，而抽象一下就是有這個(gè)好處，這是一個(gè)好處。

另外一個(gè)呢，像這個(gè)矩陣，我們只是說這是一個(gè) M*N 的矩陣，至于在程序里面它是怎樣一個(gè)存法?我們是用二維數(shù)組去存它 ?還是一維數(shù)組 ?還是用鏈表 ?這個(gè)我們?cè)诔橄髷?shù)據(jù)類型定義的時(shí)候，都是不關(guān)心的。

我不管它是怎么實(shí)現(xiàn)的，我只是說：我要實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)矩陣 。再比如說上面圖片中的 Add() 函數(shù) ，如果它們可以相加的話，我要返回它們的和，那我可沒說，在我算這個(gè)矩陣加法的時(shí)候，到底是先按行加呢 ?還是先按列加呢 ?我到底是用什么語言去實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)呢 ?統(tǒng)統(tǒng)不管，這就是所謂的抽象。

此篇完

到這抽象數(shù)據(jù)類型就說完了，其實(shí)這一篇就是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的另一種描述，我想看到這的話朋友們應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)了吧。