抽象数据类型与类层次（一）

        本系列文章主要学习抽象数据类型（Abstract Data Types）的基本知识和使用C++类层次（Class Hierarchy）来表示各种抽象数据类型。

        本文主要介绍一些基本概念：抽象（Abstract）、ADTs、设计模式（Design Patterns）。然后再展示后面要用到的类层次图。

一、抽象与抽象数据类型

        抽象就是将物体的性质从具体的、真实的物体中分离出来单独考虑的一种思维方式。比如在按高矮排队的时候，我们只关注身高而不关注具体的人。抽象就是这样一种超越（忽略）不相干的属性同时强调相干的属性的一种方法，它有利于程序员把复杂事物简单化。

        抽象数据类型是对计算机程序中保存（或表征）数据的变量的一种抽象。变量包括多个属性：name、address、value、lifetime、scope、type and size。其中每一种属性都有一个值，而ADT关注的是“type”这一项属性，它的值有：int、double、char...这些值实际上代表两方面的含义：1）“a set of values”，即可以赋值对象或取值范围；2）“a set of operations”，可以支持的操作。

        参考原文：Abstract Data Types

二、类层次

        我们将一些基本的ADTs当作C++类层次来设计。如下图：

        实现这些基本数据结构有两种设计方式，一种泛型，如STL；另一种就是这种类层次设计。这种类层次的设计方式很常见，如C#语言就是基于一个根类（Object）来设计其他数据类型（本书也是参照这种设计），另外MFC和Qt库也是这种设计。

        类层次的设计可以充分利用多态（主要是“基类指针或引用指向派生类对象”的特性），统一操作，某种程度上达到泛型模版的效果。（泛型的效率更高）

三、基础类

        本系列文章主要学习上面类图中的几个基础类，它们是后续章节数据类型的父类。

                            基础类图

        上图是几个基础类及其关系图。其中Wrapper<T>是一个包裹类，它的作用是让这套设计兼容内置数据类型。（C#语言也是这种设计）这种使用包裹类或适配器类来扩展的设计非常常见，如函数对象，另外，C++11中还提供了bind方法来扩展接口。