如何理解數據結構中的抽象數據類型

謝琪林 攀枝花學院 智能制造學院

在編程語言中存在數據結構（Abstract Data Type,ADT）這樣的一門學科，很多初學者對抽象數據類型出現理解困難問題，應用無從談起的情況，今天我們一起來談談數據結構C 語言實現的正確認識以及初步的應用。

抽象數據類型這個概念有兩個關鍵字，即：抽象，和數據類型。我們先來談談C 語言環境下數據類型的概念。

數據類型：一組性質相同的值的集合以及定義在此集合上的一些操作的總稱。此中有集合與操作兩個關鍵字。

什么性質相同的值的集合？就是一類數據。基本數據類型被人做是最基本地，不可再劃分的數據，一般就是整形、浮點型性質相同的值的集合在C 語言中包括：

在C 語言中，按照取值不同，數據類型可分為兩類：

①、原子類型：是不可再分解的基本類型，包括整型、實型、字符型等。

②、結構類型：由若干的類型組合而成，是可以再分解的。例如：整型數組是由若干整型數據組合而成的。

比如：在C 語言中，聲明變量int a,b,這就意味著在給變量a、b 賦值時不能超出int 的取值范圍，變量a 和b 的運算只能是int 類型所允許的運算。

其對應的操作有：

數據類型按值的不同進行劃分。在高級語言中，每個變量、常量及表達式都有各自的取值范圍，類型就用來說明變量或表達式的取值范圍和所能進行的操作。

無論是什么計算機或計算機語言都會面臨著整型運算、實數運算、字符運算等操作，我們可以考慮把他們抽象出來。

那么抽象是指抽取出事物具有普遍性的本質。它是抽出問題的特征而忽略非本質的細節，是對具體事物的一個概括。抽象是一種思考問題的方式，它隱藏了復雜的細節，只保留了實現目標所必須的信息。

ADT 是指一個數學模型以及定義在這個模型上的一組操作，其定義僅僅取決于它的一組邏輯特性，而與它在計算機中的表示和實現無關。其作用比如你要實現對一個班級同學信息管理的系統，如果你只用基本數據類型那么你需要定義很多數據類型的變量比如名字、性別、出生地、生日之類的，操作起來不是非常方便，但用抽象數據來實現就簡單了，直接把這些信息放包裝在一個新的數據類型中，然后就可以直接定義這樣的一個變量就可以了。所以我們可以得出結論：ADT 和數據類型在實質上是一個概念，只不過是對數據類型的進一步抽象，不僅限于各種不同的計算機處理器中已經實現的數據類型，還包括為解決更為復雜的問題而由用戶自定義的復雜數據類型，是一個數學模型以及定義在其上的一組操作組成，其一般的定義

例如，int 類型的數據表示的是整數，可以進行加減乘除模等一些運算，int 類型數據的這些數學特性保持不變，那么在編程者來看，他們都是相同的。因此，數據抽象泛指除基本數據類型以外的數據類型。其意義在于數據類型的數學抽象特性。在C 語言中實現的具體形式就是結構體，在C++就是類的定義。

例如，在統計學生信息時常使用姓名、學號、成績等信息，我們可以定義這樣的一個抽象數據類型student,它封裝了姓名、學號、成績三個不同類型的變量，這樣操作student 的變量就能夠很方便的知道這些信息了。C 語言中的結構體以及C++、java 語言中的類等都是這種形式。

ADT 是由若干基本數據類型歸并之后形成的一種新的數據類型，這種類型由用戶定義，功能操作比基本數據類型更多，一般包括結構體和類。其實說白了，ADT 就是把一些有一定關聯的基本數據類型打包，然后當做新的數據類型使用。

至于有什么用，這個用處可大了。比如你要實現對一個人地信息管理，如果你只用基本數據類型那么你需要定義很多數據類型的變量比如名字、性別、出生地、生日之類的，并且操作起來不方便。如果用抽象數據來實現就簡單了，直接把這些信息放包裝在一個新的數據類型中，然后就可以直接定義這樣的一個變量就可以了。