ADT的表示独立性，测试ADT的方法，不变量，RI与AF

最新推荐文章于 2022-06-10 17:40:16 发布

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文章标签： ADT

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u013551670/article/details/91049104

本文探讨了ADT（抽象数据类型）的表示独立性，并详细阐述了不变量的重要性和作用。不变量是确保ADT良好性质的关键，而表示不变量（Rep invariant）和抽象函数（Abstraction function）则是ADT的核心组成部分。同时，文章提到了防止表示暴露（Rep exposure）的重要性，强调在编程时同时注释AF、RI和安全性条件能提高代码可读性和安全性。

在Lab3的时候开始，被要求试着去写每个类的AF(Abstraction function，抽象函数)，RI(Representation invariant，表示不变性)，Safety from rep exposure(防止暴露的方法)。在这里记录一下相关定义

表示独立性

用户使用ADT时无需考虑内部如何实现，ADT内部表示的变化不应影响外部spec与用户
除非ADT的操作指明了具体的pre-condition和post-condition，否则不能改变ADT的内部
表示，因为spec规定了用户和和编写者之间的契约。

不变量（invariants）：

（1）含义：保持不变量，是一个好的ADT的重要属性

        不变量：在任何时候总是true
            	-Immutability是一个至关重要的不变量：一但不可变对象被创造， 其在整个生命周期中，
            	总是表现出相同的价值。
           		-由ADT来负责其不变量，而与client端的任何行为无关

（2）为什么需要不变量？

        为保持程序的“正确性”，容易发生错误。
        例如：如果String没有不可变这一不变量，那么在所有使用String的地方，
        都要检查其是否改变了

表示不变量（Rep invariant）和抽象函数（Abstraction function）

（1）表示空间R：实际实现中内部表示的值

        一般情况下ADT的表示比较简单，有些时候需要复杂表示，
        抽象空间A：用户看到和使用的值 
        ADT实现者关注R，而用户关注A
        因此，我们在R和A可建立一个映射：
        这种映射一定是满射（surjective），而不一定是单射（not injective）

（2）抽象函数：即R和A之间映射关系的函数

（3）在表示的过程中，就出现了表示不变性RI：

        即某个具体的“表示”是否是“合法的”
        也可将RI看作：所有表示值的一个子集，包含了所有合法的表示值 
        也可将RI看作：一个条件，描述了什么是“合法”的表示值

4.Rep exposure：

		java中数据类型分为mutable和immutable的，对前者进行的操作可能会改变其内部数据；
		而对后者的操作不改变其内部值，而是构造新的对象。
		因此，对于mutable的数据，如果没有良好的保护，意味着用户对其的调用可以直接修改内部数据。
		Safety from rep exposure，就是说明你怎么保护内部数据不被改变

坚持在写代码的同时写AF, RI, Rep exposure，checkRep，以及pre-condition, post-condition有利于增加代码的可读性，使代码更安全

注：在所有的注释内容中，只能包含client可见的内容，不能包含任何代码内部的细节、实现方法等