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大家好，我是梁唐。

抽象數(shù)據(jù)類型

我們?cè)趯W(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，經(jīng)常遇到的一個(gè)概念就是抽象數(shù)據(jù)類型(Abstract Data Type)，簡(jiǎn)稱ADT。

維基百科中的定義是：抽象數(shù)據(jù)類型是計(jì)算機(jī)科學(xué)中具有類似行為的特定類別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，或者具有類似語(yǔ)義的一種或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型。

從這段定義來(lái)看，非常地費(fèi)解，其實(shí)我們只需要抓住核心。核心就是接口和實(shí)現(xiàn)的分離。我們?cè)谑褂靡粋€(gè)ADT的時(shí)候，只需要和接口進(jìn)行交互，而不必關(guān)心接口中的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。同樣，數(shù)據(jù)也是隱藏不可見(jiàn)的，也需要通過(guò)接口進(jìn)行交互。

也就是說(shuō)接口是數(shù)據(jù)類型唯一的交互方式，除此之外，用戶無(wú)法接觸到ADT的數(shù)據(jù)以及實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

舉個(gè)例子，以棧舉例，如果我們不將棧設(shè)計(jì)成ADT，那么用戶在使用棧的時(shí)候，可能就需要自己創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)棧中的數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)用一些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)棧的功能。但這勢(shì)必需要用戶了解棧的原理，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的細(xì)節(jié)。ADT會(huì)做一個(gè)良好的封裝，用戶只需要了解每個(gè)接口的功能，調(diào)用對(duì)應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)自己想要的邏輯即可。

我們來(lái)看一下C++ Primer當(dāng)中實(shí)現(xiàn)的棧的例子。

首先，我們需要知道棧一共有哪些接口，大概有如下這么幾個(gè)：

• 創(chuàng)建空棧
• 可添加數(shù)據(jù)到棧頂
• 可從棧頂彈出數(shù)據(jù)
• 可查看棧是否為空
• 可查看棧是否已滿

然后，我們遵守C++中面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思路，將它封裝在一個(gè)類當(dāng)中。首先我們來(lái)定義這個(gè)類：

#ifndef STACK__H_ 
#define STACK__H_ 
 
typedef unsigned long Item; 
 
class Stack { 
 private: 
        enum {MAX=10}; 
        Item items[MAX]; 
        int top; 
    public: 
     Stack(); 
     bool isempty() const; 
     bool isfull() const; 
     bool push(const Item &item); 
     bool pop(Item &item); 
}; 
#endif 

我們來(lái)看下這個(gè)定義，會(huì)發(fā)現(xiàn)，其中的數(shù)據(jù)都被設(shè)定成了private，也就是用戶無(wú)法直接訪問(wèn)到數(shù)據(jù)。只能通過(guò)public的接口進(jìn)行交互，也無(wú)須關(guān)心其中的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以當(dāng)做黑盒使用。

最后， 我們?cè)賮?lái)看下C++ Primer當(dāng)中給出的實(shí)現(xiàn)：

#include "stack.h" 
 
Stack::Stack() { 
    top = 0; 
} 
 
bool Stack::isempty() const { 
    return top == 0; 
} 
 
bool Stack::isfull() const { 
    return top == MAX; 
} 
 
bool Stack::push(const Item &item) { 
    if (top < MAX) { 
        items[top++] = item; 
        return true; 
    } 
    return false; 
} 
 
bool Stack::pop(Item &item) { 
    if (top > 0) { 
        item = items[--top]; 
        return true; 
    } 
    return false; 
} 

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