C++ 中的数据抽象
数据抽象是指只向外界提供必要的信息，并隐藏其背景细节，即在程序中表示所需信息而不展示其细节。
数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程(和设计)技术。
让我们以电视为例，您可以打开和关闭电视、更改频道、调节音量，以及添加扬声器、录像机和 DVD 播放器等外部组件，但您不知道它的内部细节，也就是说，您不知道它如何通过无线或有线方式接收信号，如何转换信号，并最终将它们显示在屏幕上。
因此，我们可以说电视将其内部实现与外部接口明确地分离，您可以在不了解其内部结构的情况下使用它的接口，例如电源按钮、频道切换器和音量控制。
在 C++ 中，类提供了很好的数据抽象级别。它们向外部提供了足够的公共方法，以便使用对象的功能并操作对象数据(即状态)，而无需真正了解类的内部实现方式。
例如，您的程序可以调用 sort() 函数，而无需了解该函数实际使用什么算法对给定值进行排序。事实上，排序功能的底层实现可能会在库的不同版本之间发生变化，只要接口保持不变，您的函数调用仍然有效。
在 C++ 中，我们使用 类 来定义我们自己的抽象数据类型 (ADT)。您可以使用 ostream 类的 cout 对象将数据流式传输到标准输出，如下所示 -
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "Hello C++" <<endl;
return 0;
}
在这里，您无需了解 cout 如何在用户屏幕上显示文本。您只需要知道公共接口，并且 cout 的底层实现可以自由更改。
访问标签强制抽象
在 C++ 中，我们使用访问标签来定义类的抽象接口。一个类可以包含零个或多个访问标签 -
使用公共标签定义的成员可供程序的所有部分访问。类型的数据抽象视图由其公共成员定义。
使用私有标签定义的成员无法被使用该类的代码访问。私有部分向使用该类型的代码隐藏了实现。
访问标签出现的频率没有限制。每个访问标签指定后续成员定义的访问级别。指定的访问级别一直有效，直到遇到下一个访问标签或看到类主体的右括号。
数据抽象的好处
数据抽象有两个重要优势 -
类内部可以避免无意的用户级错误，这些错误可能会破坏对象的状态。
类实现可能会随着需求的变化或错误报告而不断演变，而无需更改用户级代码。
通过仅在类的私有部分中定义数据成员，类作者可以自由地更改数据。如果实现发生变化，只需检查类代码即可了解更改可能产生的影响。如果数据是公开的，那么任何直接访问旧表示的数据成员的函数都可能被破坏。
数据抽象示例
任何在 C++ 程序中实现具有公开和私有成员的类都是数据抽象的示例。请考虑以下示例 -
#include <iostream>
using namespace std;
class Adder {
public:
// 构造函数
Adder(int i = 0) {
total = i;
}
// 外部接口
void addNum(int number) {
total += number;
}
// 外部接口
int getTotal() {
return total;
};
private:
// 隐藏来自外界的数据
int total;
};
int main() {
Adder a;
a.addNum(10);
a.addNum(20);
a.addNum(30);
cout << "Total " << a.getTotal() <<endl;
return 0;
}
当编译并执行上述代码时，它会产生以下结果 -
Total 60
上述类将数字相加，并返回总和。公共成员 - addNum 和 getTotal 是与外部世界的接口，用户需要了解它们才能使用该类。私有成员 total 用户无需了解，但该类正常运行需要它。
设计策略
抽象将代码分离为接口和实现。因此，在设计组件时，必须保持接口独立于实现，这样即使更改底层实现，接口也能保持不变。
在这种情况下，无论程序正在使用这些接口，它们都不会受到影响，只需使用最新的实现重新编译即可。
