C++ 数据抽象

在 C++ 中，数据抽象是 OOPs（面向对象编程）中的一个重要概念。数据抽象是隐藏程序复杂实现细节，只向用户显示必要数据的过程。通过这种方式，程序变得更加清晰、安全且易于维护。

抽象帮助我们简化代码维护并提高数据安全性。它还支持提高代码模块化、可重用性和整体开发效率。

C++ 中的抽象类型

在 C++ 中，抽象可以分为两种类型。它们如下：

• 控制抽象
• 数据抽象

1) 控制抽象

在 C++ 中，控制抽象主要侧重于隐藏控制结构的内部流或逻辑，以便用户无需理解底层实现即可完成任务。

关于控制抽象的要点

C++ 中控制抽象的几个主要点如下：

• 控制抽象通过将重复代码放入函数中来遵循 DRY（不要重复自己）概念。
• 它通过将多个控制语句组合成可重用组件，有助于使代码更易于管理和高效。
• 有几个例子，包括函数、闭包、高阶函数和 lambda 表达式，它们使复杂操作变得更简单。

2) 数据抽象

在 C++ 中，数据抽象是一种显示必要数据，同时隐藏内部数据处理不必要数据的方法。

关于数据抽象的要点

C++ 中数据抽象的几个主要点如下：

• 它有助于分离程序细节的接口和实现。
• 它提供了一个清晰的接口，同时隐藏了实际实现的用户。
• 它提高了代码的可读性、可重用性和可维护性。

C++ 中实现数据抽象的方法

C++ 中主要有两种方法可以实现数据抽象。

现在，我们将逐一讨论。

1) 使用类进行抽象

在 C++ 中，可以使用类实现抽象。我们可以通过使用访问说明符（private、protected 和 public）将数据成员和成员方法封装在类中来管理它们的访问权限。在 C++ 中，类通常将某些成员声明为私有，以向外界隐藏其内部实现信息。

2) 头文件中的抽象

在 C++ 中，头文件是实现抽象的另一种方式。头文件中的 sort() 方法是头文件抽象的一个实例。如果我们要对数组或向量进行排序，可以使用 sort(begin, end) 函数并给出要排序元素的范围。QuickSort、HeapSort 和 IntroSort 是排序算法的示例，它们对用户隐藏并内部使用。

抽象中的访问说明符

在 C++ 中，访问说明符是数据抽象的重要组成部分。类和访问说明符用于通过限制对某些成员的直接访问来实现抽象，从而确保数据安全和封装。访问说明符控制类成员的访问或修改方式以及它们的可见性。

C++ 中主要有三种访问说明符

• 公共说明符
• 私有说明符
• 受保护说明符

1) 公共说明符

在 C++ 公共说明符中，成员函数和变量可以从类外部访问，这使它们成为类接口的一部分。如果我们要创建类接口，公共成员很有用，因为它们允许与外部程序直接关联。

2) 私有说明符

在 C++ 私有访问说明符中，数据成员和成员函数被限制为只能在类内访问。它确保重要数据免受未经授权的更改或滥用。私有说明符的严格访问限制保留了对象内部状态的完整性并提高了数据安全性。

3) 受保护说明符

C++ 受保护成员提供受控继承，这使得它们在建立层次关系时很有用，与可在类内访问的私有成员形成对比。此说明符通过在允许类扩展访问所需内容的同时保留封装，确保了代码的更大灵活性和可重用性。

C++ 数据抽象示例

让我们举一个例子来说明 C++ 中的数据抽象。

输出

The length of a rectangle is: 25
The breadth of a rectangle is: 30
The area of a rectangle is: 750

说明

在这个例子中，我们创建了一个 Rect 类，它具有用于配置尺寸、计算面积和显示数据的公共方法，以及用于长度和宽度的私有成员。虽然 calculatingArea() 计算面积，但 Dimensions() 方法初始化值。

在 main() 函数中创建了一个矩形对象，使用 Dimensions(30, 40) 设置其尺寸，并使用 DisplayDetails() 显示其面积，该函数输出矩形的长度、宽度和面积。

另一个 C++ 数据抽象示例

让我们举另一个例子来说明 C++ 中的数据抽象。

输出

Brand: AutoTech
Model: Speedster X
Available Colors: Red, Green, Silver
Price: Rs. 60,000 - 900,000
Fuel Type: Petrol

说明

在这个例子中，我们使用了一个 car 类来获取汽车信息，例如品牌、型号名称、可用颜色、价格范围和燃料类型。尽管它们包含内部信息，但私有方法 manufacturer() 和 engineDetails() 无法从类外部访问。在 main() 函数中，我们创建了一个 Car 实例并调用其公共方法来显示汽车的详细信息。

抽象的优点

C++ 中抽象的几个优点如下：

1) 防止直接访问低级代码

抽象通过限制对内部逻辑的访问，确保用户只与必要的细节进行交互。它阻止了可能破坏程序操作的意外修改。

2) 允许内部更改而不影响用户

可以在不改变用户与类交互方式的情况下更改类的内部组织。通过这样做，可以确保向后兼容性，这允许更改而不会破坏当前代码。

3) 加强安全性和数据保护

由于敏感数据受到保护，免受未经授权的访问，因此漏洞减少。只有基本的特性和方法是公开的，以避免意外误用。

4) 最大限度地减少用户级错误并提高稳定性

通过控制对核心功能的直接访问，可以最大限度地减少意外错误。它通过确保对象状态的有效性来促进数据完整性。

5) 提高代码可维护性和可读性

抽象类提供的显式接口使程序更容易理解。可以在最小干扰的情况下对当前代码进行改进或修改。

C++ 抽象 MCQ

1) 在 C++ 中，数据抽象的主要目的是什么？

1. 隐藏实现细节并只显示相关信息
2. 增加程序大小
3. 使代码更复杂
4. 向用户公开所有数据

2) 在 C++ 中，哪个访问说明符经常用于提供数据抽象？

1. public
2. private
3. protected
4. friend

3) C++ 中如何实现抽象？

1. 循环
2. 函数
3. 类
4. 数组

4) 以下哪个选项显示了 C++ 中抽象的一个例子？

1. 使用私有成员
2. 使用 goto
3. 使用全局变量
4. 使用递归

5) 抽象在 C++ 中改进了什么？

1. 安全性
2. 复杂度
3. 执行时间
4. 内存使用