C++ 資料抽象

資料抽象是指，只向外界提供關鍵資訊，並隱藏其後臺的實現細節，即只表現必要的資訊而不呈現細節。

資料抽象是一種依賴於介面和實現分離的程式設計（設計）技術。

讓我們舉一個現實生活中的真例項子，比如一臺電視機，您可以開啟和關閉、切換頻道、調整音量、新增外部元件（如喇叭、錄影機、DVD 播放器），但是您不知道它的內部實現細節，也就是說，您並不知道它是如何通過纜線接收訊號，如何轉換訊號，並最終顯示在螢幕上。

因此，我們可以說電視把它的內部實現和外部介面分離開了，您無需知道它的內部實現原理，直接通過它的外部介面（比如電源按鈕、遙控器、聲量控制器）就可以操控電視。

現在，讓我們言歸正傳，就 C++ 程式設計而言，C++ 類為資料抽象

例如，您的程式可以呼叫 sort() 函式，而不需要知道函式中排序資料所用到的演算法。實際上，函式排序的底層實現會因庫的版本不同而有所差異，只要介面不變，函式呼叫就可以照常工作。

在 C++ 中，我們使用類來定義我們自己的抽象資料型別（ADT）。您可以使用類 iostream 的 cout 物件來輸出資料到標準輸出，如下所示：

例項

在這裡，您不需要理解 cout 是如何在使用者的螢幕上顯示文字。您只需要知道公共介面即可，cout 的底層實現可以自由改變。

訪問標籤強制抽象

在 C++ 中，我們使用訪問標籤來定義類的抽象介面。一個類可以包含零個或多個訪問標籤：

• 使用公共標籤定義的成員都可以訪問該程式的所有部分。一個型別的資料抽象檢視是由它的公共成員來定義的。
• 使用私有標籤定義的成員無法訪問到使用類的程式碼。私有部分對使用型別的程式碼隱藏了實現細節。

訪問標籤出現的頻率沒有限制。每個訪問標籤指定了緊隨其後的成員定義的訪問級別。指定的訪問級別會一直有效，直到遇到下一個訪問標籤或者遇到類主體的關閉右括號為止。

資料抽象的好處

資料抽象有兩個重要的優勢：

• 類的內部受到保護，不會因無意的使用者級錯誤導致物件狀態受損。
• 類實現可能隨著時間的推移而發生變化，以便應對不斷變化的需求，或者應對那些要求不改變使用者級程式碼的錯誤報告。

如果只在類的私有部分定義資料成員，編寫該類的作者就可以隨意更改資料。如果實現發生改變，則只需要檢查類的程式碼，看看這個改變會導致哪些影響。如果資料是公有的，則任何直接訪問舊錶示形式的資料成員的函式都可能受到影響。

資料抽象的例項

C++ 程式中，任何帶有公有和私有成員的類都可以作為資料抽象的例項。請看下面的例項：

例項

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total 60

上面的類把數字相加，並返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對外的介面，使用者需要知道它們以便使用類。私有成員 total 是使用者不需要了解的，但又是類能正常工作所必需的。

設計策略

抽象把程式碼分離為介面和實現。所以在設計元件時，必須保持介面獨立於實現，這樣，如果改變底層實現，介面也將保持不變。

在這種情況下，不管任何程式使用介面，介面都不會受到影響，只需要將最新的實現重新編譯即可。