2第二章抽象数据类型.ppt

第二章抽象数据类型和C++类抽象数据类型(AbstractDataType,ADT)是用户在基本数据类型基础上定义和实现的数据类型。一种抽象数据类型就是定义了一种新的数据元素集合和该数据元素集合上所允许的操作集合。抽象数据类型在更高一级的抽象程度上实现了信息的隐藏和封装。C++中类的定义体现了抽象数据类型的思想。C++中对于面向对象程序设计的支持,核心部分就是类的定义。2.1抽象数据类型?2.1.1从数据类型到抽象数据类型数据类型

定义:一组性质相同的值的集合,以及定义于这个值的集合上的一组操作的总称。C语言中的基本数据类型有charintfloatdoublevoid字符型整型浮点型双精度型无值数据类型规定了其值的集合中元素的取值范围和对这些元素所能采用的操作。例如:整型定义了其数据集合中的元素的:可取的值是机器所能表示的最小负整数和最大正整数之间的任何一个整数。可用的操作有单目运算符+、-,双目运算符+、-、*、/、%,关系运算符、=、、=、==、!=和赋值运算符=等。而抽象数据类型：抽象数据类型定义:是用户自己定义和实现的数据类型。是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。是用以表示应用问题的数据模型,由基本的数据类型组成,并包括一组相关的服务（或称操作）。抽象数据类型类似于在计算机机器语言的“位、字节和字”的基础上引入“字符、整数、浮点数和双精度数”等数据类型这样一种方法。这里,“字符、整数、浮点数和双精度数”等数据类型是对“位、字节和字”的抽象。因为计算机是使用二进制定点数和浮点数来实现数据的存储和运算的。从计算机硬件系统的角度看,计算机能处理的数据类型只包括位、字节和字。高级程序设计语言中引入了字符、整数、浮点数、双精度数后,程序中就可以直接使用“A”,“57”,“1.3E10”等数据表示,而不必使用它们的二进制表示。编译程序会将这些数据值转换成二进制码。这些数据表示就是二进制数据的抽象。一个抽象数据类型定义了一种新的数据元素集合和数据元素集合上所允许的操作集合。在高级程序设计语言中,由基本数据类型可以定义出更高一级的抽象数据类型,如各种表、队列、图甚至窗口、管理器等。下面以“队列”为例,解释抽象数据类型。一个队列是由若干个元素组成的一个序列以及这个序列上的相关操作所构成。其操作遵循的是“先到先服务”的原则。当新的元素进队列:加入在队列的尾部。当元素出队列:总是取出队列头的元素。队列中的元素可以是各种不同类型的对象。它们可以是整数,也可以是字符,也可以是字符串,甚至可以是关于一个学生的记录。不管是由什么对象组成队列,都不影响我们对“队列”本质的理解。“队列”本质就是“先进先出”。所以,可把队列看成是一个抽象数据类型。注意:对于一个其数据成员完全相同的数据类型,如果对它作不同的“限制”,即定义不同功能的一组操作,就可以形成不同的抽象数据类型。如栈和队列,可能都是相同的顺序表结构,但“限制”不同,则具有不同的服务,因此是不同的抽象数据类型。抽象数据类型与具体应用无关,这样我们在编程序的时候就可以把注意力集中在数据及其操作的理想模型上。如何描述抽象数据类型？2.1.2抽象数据类型描述抽象数据类型的特征是把使用和实现分离开来,实行封装和信息隐藏。每种抽象数据类型的描述应包括:抽象数据类型的名(称)数据集合的定义每种操作的名称，该操作的输入、前置条件、功能、输出和后置条件等定义。一个抽象数据类型的描述在形式上可繁可简,描述形式举例如下:ADT抽象数据类型名isData数据元素集合和数据元素间的关系Operation构造函数数据值的初始化操作1输入:用户输入的数据值前置条件:执行此操作前数据所必需的状态动作:对数据进行的处理输出:操作后的返回值描述后置条件:系统执行操作后数据的状态操作2……操作3……endADT抽象数据类型名