抽象化 (计算机科学)

✍ dations ◷ 2025-12-11 11:47:04 #计算机科学,数据管理,编程典范

在计算机科学中,抽象化(英语:Abstraction)是将数据与程序,以它的语义来呈现出它的外观,但是隐藏起它的实现细节。抽象化是用来减少程序的复杂度,使得程序员可以专注在处理少数重要的部分。一个电脑系统可以分割成几个抽象层(Abstraction layer),使得程序员可以将它们分开处理。

抽象就是把一个问题或模型,以不同规则或方法所得出的不同的解(求解方法和解本身即抽象层),这些不同的解可以组合并还原成问题或模型的本身。

抽象的意义是可以忽略不是求解过程中必需的解。例如要用计算机程序去模拟“人”,在描述了人的动作(饮食、思考、移动等)符合设计要求后(如可完整表达“人”在坐下时候的动作),其他“人”的细节(躯干、器官、细胞活动乃至人际关系)都可以忽略,以集中设计需要的功能,并减低程序的复杂度。

为了使抽象的成品(算法)不会出现问题,要注意抽象时是否漏掉重要特征。

在程序设计中,高级语言是对机器指令序列的抽象。高级语言的出现,使得程序的编写得以简化,极大提高了程序的编写效率。随着软件技术的发展,组件技术进一步提升了程序抽象的级别。

另一种可取的替代方法是设计一种语言机制,允许程序师在需要的时候构建自己的抽象方法。一个通用的机制是使用过程(procedure)。通过分离过程的定义和规则,编程语言包含了两种重要的抽象方法:参数化抽象(abstraction by parameterization)和规范化抽象(abstraction by specification)。其中:

参数化抽象是用参数替换数据特征来进行抽象。这样能够归纳出模块,从而使其可以用于更多的情况。例如,可以定义一个排序抽象,既能够实现对实数数组的排序,又能够实现对整型数组的排序,或者甚至对数组类型这类一般结构都有用。

规范化抽象是将运行细节(即模块如何实现)抽象为用户所需求的行为(即模块做什么)。这是从具体实现中抽象出模块,需要的仅仅是模块的实现能够符合我们所依赖的表述形式。每当将一个过程与一个注释(这个注释提供了充分的信息,是其他人不用看过程主体就能使用该过程)关系起来,我们就会使用规范化抽象。

程序设计中,抽象类别包括下列4类:

1:过程抽象:能够引入一些新的操作;

2:数据抽象:能够引入新的数据对象类型;

3:反复运算抽象:能够反复运算遍历在集合中的元素,而不必显示如何获得元素的细节;

4:类型层次:能够从多个单独的数据类型中抽象成几组相关的类型。

相关

  • 胆癌胆癌是发生在胆部的恶性肿瘤,常见的有胆管癌、胆囊癌和肝外胆管癌三种。胆癌并不常见,通常会发生在六至七十岁人士身上。原发性胆管癌较少见,性别以男性为多。中上腹及右上腹疼
  • 格拉夫顿奥古斯都·亨利·菲茨罗伊,第三代格拉夫顿公爵(Augustus Henry FitzRoy, 3rd Duke of Grafton 1735年10月1日-1811年3月14日)英国首相(1768~1770),美国独立战争时期的重要人物。查
  • 水藻藻类,又称作悬浮植物,包括数种不同类以光合作用产生能量的生物,其中有属于真核细胞的藻类,也有属于原核细胞的藻类。它们一般被认为是简单的植物,并且一些藻类与比较高等的植物有
  • 神殿神庙,是指供奉神明或宗教人物的建筑,以供信士进行祭祀、祈祷、礼拜等宗教仪式,不同宗教有不同的神庙。东亚传统宗教的神庙多称为庙宇,佛教的宗教建筑物则多称为佛寺。在华人地区
  • 沿山闽语沿山闽语是语言学界近年来提出的一个闽语分片,其下包括闽北语和闽中语,全部分布在福建省中北部内陆地区。因该地域多山,故而称为“沿山闽语”。20世纪初,语言学家们基于研究福州
  • 南方盗龙南方盗龙属(学名:Austroraptor)生存于白垩纪晚期的阿根廷,约7,000万年前。南方盗龙的身长约5米,是种大型驰龙类恐龙,是目前南半球所发现的最大型驰龙类恐龙。与其他驰龙类相比,南方
  • 北榄府沙没巴干府(泰语:จังหวัดสมุทรปราการ,皇家转写:Changwat Samut Prakan,泰语发音:)是位于泰国中部的一个府。国家机场位于此地。该府泰语别名巴南(泰语:ปากน้
  • 南加利福尼亚加州南部(Southern California)是美国加州南部的超级城市区,范围包含大洛杉矶地区及大圣地牙哥都会区。加州南部范围从文图拉延伸至圣地牙哥,其南端则是美墨边境。
  • 环境健康视角《环境健康视角》(Environmental Health Perspectives)是一份1972年起由美国国家环境健康科学研究所(英语:National Institute of Environmental Health Sciences)发行的学术期刊
  • 胶囊酒店胶囊酒店是一种极高密度的酒店住宿设施,起源于日本。胶囊酒店的特色是提供大量的“小客房”(胶囊),旨在提供不需要传统酒店的服务、只需要一个晚上过夜的空间的旅客。在中国大陆