ADT黑盒设计——C的抽象数据类型的设计与实现
来源:互联网 发布:在线直播软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 03:34
C可以用于设计和实现抽象数据类型(ADT,abstract data type),因为他可以限制函数和 数据定义的作用域。
这个技巧也被称为黑盒(black box )设计。
抽象数据类型的基本思想:模块具有功能说明;模块所执行的任务;接口说明;模块的使用方法;
模块的用户并不需要知道模块实现的任何细节,并且除了已经定义好的那些接口以外, 用户不能一任何方式访问模块任何内容。
限制对模块的访问是通过static关键字的合理使用实现的,他可以限制对那些并非接口的函数和数据的访问。
例如:一个用于维护一个地址/电话号码列表的模块。模块必须提供函数,根据一个制定的名字查找地址和电话号码。
但列表存储的方式依赖于具体的实现,并且这个信息为模块所私有客户并不清楚,也不必清楚。
注意:
注意头文件中不可以放变量的定义!!!一般情况下头文件中只放变量的声明,因为头文件要被其他文件包含(即#include),如果把定义放到头文件的话,就不能避免多次定义变量,C++不允许多次定义变量,一个程序中对指定变量的定义只有一次,声明可以无数次。不过有三个例外,一下三中实体的定义也可放到头文件中。
1.值在编译时就已知的const 变量的定义可以放到头文件中 如:const int num(10);
2.类和结构体类型的定义可以放到头文件中
3.inline 函数这三个实体可以定义在多个源文件中,只要在每个源文件中的定义相同。 参考------c++ primer
是时间该看一个例子的时候了,下面的程序说明了这个模块的一种可能的实现方法。
头文件定义了一些由客户使用的接口。
/*filename : addrlist.h*/
/*
*地址模块的声明
*/
/*
*数据特征
*各种数据的最大长度(包括结尾的NUL字节)和地址的最大数量
*/
#define NAME_LENGTH 30
#define ADDR_LENGTH 100
#define PHONE_LENGTH 11
#define MAX_ADDRESSES 1000
/*
*接口函数
*根据给出名字,查找对应的地址
*/
char const *
lookup_address(char const *name);
/*给据给出的名字查找对应的电话号码*/
char const *
lookup_phone(char const *name);
=================================================================================================
/*file name : addrlist.c*/
/*用于维护一个地址列表的抽象数据类型*/
#include "addrlist.h"
#include <stdio.h>
/*
*每个地址的三个部分分别保存于三个数字化的对应元素中
*
*/
staticchar name[MAX_ADDRESSES][NAME_LENGTH];
staticchar address[MAX_ADDRESSES][ADDR_LENGTH];
staticchar phone[MAX_ADDRESSES][PHONE_LENGTH];
/*
*在数组中查找一个名字返回查找的位置的下标
*如查询不到则直接返回-1
*/
staticint
find_entry(char const *name_to_find)
{
int entry;
for(entry = 0; entry < MAX_ADDRESSES;entry ++)
if(strcmp(name_to_find,name[entry]) == 0)
return entry;
return -1;
}
/*
*给定一个名字查找并返回对应的地址
*如果名字没有找到直接返回一个NULL指针
*/
char const *
lookup_address(char const *name)
{
int entry ;
entry = find_entry(name);
if(entry == -1)
return NULL;
else
return address[entry];
}
/*
*根据给定的名字查找并返回对应的电话号码,如名字不存在则返回NULL指针
*/
char const *
lookup_phone(char const *name)
{
int entry ;
entry = find_entry(name);
if (entry == -1)
return NULL;
else
return phone[entry];
}
这个例子可以很好的说明黑盒的功能。黑盒通过规定特定的接口,来提供给外部用户的访问
在这个例子中,接口函数是lookup_address和lookup_phone。用户不能直接访问和模块实现有关的
数据,如数组或辅助函数find_entry,因为这些内容被声明为static。
这种黑盒的概念使实现细节与外界隔绝,这就消除了用户试图直接访问这些实现谢姐的诱惑,
这样访问模块唯一可能的方法就是通过模块所定义的接口。
这种开发模式是非常重要的,尤其是在大型项目规划中,很多时候我们只考虑接口问题,
其中具体的实现细节我们可以暂不考虑,一提高团队整体合作开发的速度。
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