數(shù)據(jù)抽象是指對(duì)外只提供基本信息并且隱藏他們的背景細(xì)節(jié)，即只呈現(xiàn)程序中所需的信息而沒有提供細(xì)節(jié)。

數(shù)據(jù)抽象是一種編程(和設(shè)計(jì))技術(shù)，依賴于接口和實(shí)現(xiàn)的分離。

讓我們舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子。一個(gè)電視，你可以打開和關(guān)閉，改變頻道，調(diào)整音量，并添加外部組件，比如揚(yáng)聲器，錄像機(jī)，以及 DVD 播放器。但是你不知道它的內(nèi)部細(xì)節(jié)，也就是說(shuō)，你不知道它如何通過(guò)無(wú)線技術(shù)或者通過(guò)電纜接收信號(hào)，如何轉(zhuǎn)化信號(hào)，以及最后將信號(hào)顯示在屏幕上。

因此，我們可以說(shuō)電視機(jī)實(shí)現(xiàn)了外部接口與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的清晰分離，你可以無(wú)需知道它的內(nèi)部具體實(shí)現(xiàn)，就可以通過(guò)其外部接口比如電源按鈕，更換頻道，音量控制。

現(xiàn)在，如果我們談?wù)摰氖?C++ 編程， C++ 類提供了大量數(shù)據(jù)抽象的例子。他們提供了大量的針對(duì)外部世界的公有函數(shù)來(lái)滿足對(duì)象的功能或者操作對(duì)象數(shù)據(jù)，即外部函數(shù)不知道類在內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的。

例如，你的程序可以在不知道函數(shù)實(shí)際使用什么算法來(lái)對(duì)給定的值進(jìn)行排序的情況下調(diào)用 sort() 函數(shù)。事實(shí)上，排序功能的底層實(shí)現(xiàn)可以在不同版本之間變化，只要接口保持不變，你的函數(shù)調(diào)用將仍然起作用。

在 C++ 中，我們使用類來(lái)定義自己的抽象數(shù)據(jù)類型( ADT )。您可以使用類 ostream 的 cout 對(duì)象對(duì)流數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)輸出如下：

    #include <iostream>
    using namespace std;

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

在這里，你不需要了解 cout 如何在用戶的屏幕上顯示文本。你只需要知道的公共接口和的 cout 底層實(shí)現(xiàn)是可以自由改變的。

訪問(wèn)標(biāo)號(hào)實(shí)施抽象

在 C++ 中，我們使用訪問(wèn)標(biāo)號(hào)定義抽象接口類。一個(gè)類可以包含零個(gè)或多個(gè)訪問(wèn)標(biāo)簽：

• 成員定義了一個(gè)公有標(biāo)號(hào)，程序的所有部分都可以訪問(wèn)這個(gè)公共標(biāo)號(hào)。類型的數(shù)據(jù)抽象視圖由其公有成員定義。
• 使用類的代碼不可以訪問(wèn)帶有私有標(biāo)號(hào)的成員。對(duì)于使用類的代碼，私有部分隱藏了類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

一個(gè)訪問(wèn)標(biāo)號(hào)可以出現(xiàn)的次數(shù)通常是沒有限制的。每個(gè)訪問(wèn)標(biāo)號(hào)指定了隨后的成員定義的訪問(wèn)級(jí)別。這個(gè)指定的訪問(wèn)級(jí)別持續(xù)有效，知道遇到下一個(gè)訪問(wèn)標(biāo)號(hào)或看到類定義提的右花括號(hào)為止。

數(shù)據(jù)抽象的好處

數(shù)據(jù)抽象提供了兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：

• 避免內(nèi)部出現(xiàn)無(wú)意的，可能破壞對(duì)象狀態(tài)的用戶級(jí)錯(cuò)誤?！　　　?/li>
• 隨著時(shí)間的推移類實(shí)現(xiàn)可能會(huì)根據(jù)需求或缺陷報(bào)告來(lái)做出修改，但是這種修改無(wú)需改變用戶級(jí)代碼。

通過(guò)只在類的私有部分定義數(shù)據(jù)成員，類作者可以自由的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改。如果實(shí)現(xiàn)更改，只需要檢查類的代碼看看這個(gè)改變可能造成什么影響。如果數(shù)據(jù)是公開的，那么任何可以直接訪問(wèn)舊的數(shù)據(jù)成員的函數(shù)都可能遭到破壞。

數(shù)據(jù)抽象舉例

任何一個(gè)用公有和私有成員實(shí)現(xiàn)一個(gè)類的 C++ 程序都是數(shù)據(jù)抽象的一個(gè)例子?？紤]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;
    }

編譯和執(zhí)行上面的代碼時(shí)，它產(chǎn)生以下結(jié)果：

    Total 60

上面的類實(shí)現(xiàn)了把數(shù)字加起來(lái)，并且返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對(duì)外的接口，用戶需要知道他們才能使用的類。私有成員 total 是用戶不需要知道的，但是它是為保證程序正常運(yùn)行類必要的。

設(shè)計(jì)策略

抽象使代碼分離成接口和實(shí)現(xiàn)。所以在設(shè)計(jì)你的組件的時(shí)候，你必須保持接口獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)，因此，你才能做到在改變底層實(shí)現(xiàn)時(shí)，界面將保持不變。

在這種情況下，無(wú)論任何程序使用這些接口，他們不會(huì)受到影響，只需要重新編譯最新的實(shí)現(xiàn)。