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公众号矩阵

抽象数据类型确实有点抽象

抽象数据类型英文名叫( Abstract Data Type ),这里有两个关键词,一个叫“数据类型”,一个叫“抽象”,它们分别是什么意思呢?首先说什么是数据类型呢?

作者:泰斗贤若如 来源:见贤思编程|2021-02-22 09:02

本文转载自微信公众号「见贤思编程」,作者泰斗贤若如 。转载本文请联系见贤思编程公众号。

抽象数据类型

抽象数据类型英文名叫( Abstract Data Type ),这里有两个关键词,一个叫“数据类型”,一个叫“抽象”,它们分别是什么意思呢?首先说什么是数据类型呢?

数据类型,它包含了两个东西,一个是“数据对象集”,就是我们说的“是什么东西”,第二个是“数据集合相关联的操作集”,就上我在上一篇中说的,我们不能单纯讲怎么去处理图书,我们是要对这些图书进行操作的。

这两件事情:图书的摆放,对图书的操作,是紧密结合在一起的。

这两个东西在C语言里是独立处理的,但是在一些面向对象的语言里边,比如C++、Java,你就会发现,它们很好的为数据类型专门设计了一种机制,就是一个“类”,把这个数据集跟它相关的操作集封装在一个类里面。

那再说什么是抽象呢?

抽象,抽象的意思就是“不具体”,就是说,描述数据类型的方法是不依赖于具体的实现的,对一个数据类型的描述,它跟

  • 存放数据的机器无关
  • 跟数据存储的物理结构无关
  • 实现操作的算法和编程语言皆无关

总体来说,我们只描述数据对象集和相关的操作集"是什么",我们不关心“它是怎么做到的”这个问题。

可能到现在一些没有基础的朋友看起来还是很抽象,没关系,我再举个例子,可能帮助你更好的理解抽象数据类型到底是个什么东西,这个例子是关于“矩阵”的抽象数据类型的定义。

图片首先我们要给这个抽象数据类型一个名称叫“矩阵”,然后我们要描述一下它的数据对象集,一个 NM 的矩阵,是由 NM 个矩阵的元素构成的,我们把这个元素描述成一个三元组 a , i , j ,其中 a 是这个矩阵元素的值,同时我们还需要知道这个矩阵元素在矩阵里面所处的位置,就是它的行号 i 和列号 j ,就这样描述了一个数据的对象集,相关联的操作集有很多很多(如下图)

我们来看一下,为什么这个就叫做“抽象”的表示呢?

首先我们来看,在描述数据对象集的时候,说a是矩阵元素的值,那这个值是float?还是double?还是int?我们在这个抽象数据类型中描述是不关心的。

相应地,当需要对它的元素值进行操作的时候,我们返回的也是ElementType,是一个通用的元素类型,我在实现这个矩阵相关的所有函数的时候,我在头上写一个define,你需要什么,我就把它define(定义)成什么样子。

这样的话,你实现的这些函数是跟“你那个矩阵元素到底是哪种类型”是没有关系的,哪种类型都是可以运算的。

这就避免了你对int实现了一遍,下一次矩阵变成 double 类型的,结果你又对 double ……难道重新写一遍吗?当然你说我可以直接用一个 replace (替换),我把所有的int替换成 double 。

呃……这个你要注意,有些地方的int真的就是 int ,你不能换成 double ,所以可能会出错,总的来说呢,就是如果你自己一个一个地去替换这个元素的类型的话,会很麻烦,而抽象一下就是有这个好处,这是一个好处。

另外一个呢,像这个矩阵,我们只是说这是一个 M*N 的矩阵,至于在程序里面它是怎样一个存法?我们是用二维数组去存它 ?还是一维数组 ?还是用链表 ?这个我们在抽象数据类型定义的时候,都是不关心的。

我不管它是怎么实现的,我只是说:我要实现的是一个矩阵 。再比如说上面图片中的 Add() 函数 ,如果它们可以相加的话,我要返回它们的和,那我可没说,在我算这个矩阵加法的时候,到底是先按行加呢 ?还是先按列加呢 ?我到底是用什么语言去实现这个函数呢 ?统统不管,这就是所谓的抽象。

此篇完

到这抽象数据类型就说完了,其实这一篇就是对数据结构的另一种描述,我想看到这的话朋友们应该对数据结构有个清晰的认识了吧。

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