在编程中，抽象是什么意思？

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在编程中，抽象是什么意思？

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我正在学习Python，并且不确定是否理解了以下语句：“函数（包括其名称）可以捕获我们对问题的心理分块或抽象。”。”我不理解这句话中加粗部分在编程方面的意义。这段引用来自http://www.openbookproject.net/thinkcs/python/english3e/functions.html《如何像计算机科学家一样思考，第三版》。感谢您！

- copper

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在你的例子中，“抽象”这个词的用法/含义在编程世界内外是相同的。 - Lix

简单来说，如果你在代码中看到一个函数调用，比如calculateFooBar(x, y)，你就知道（或者至少有一些想法）这个（可能很复杂的）代码是做什么的，而不需要去阅读和理解实现该函数的所有代码。 - tobias_k

7个回答

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通过抽象类来理解抽象化是一个很好的方式。

假设我们正在编写一个模拟房屋的程序。这个房屋将有几个不同的房间，我们将把它们表示为对象。我们为浴室、厨房、客厅、餐厅等定义一个类。

然而，所有这些都是房间，因此共享几个属性（门/窗户数量、平方英尺等）。但是，房间永远不能单独存在...它总是会成为某种类型的房间。

因此，创建一个名为Room的抽象类是有意义的，其中包含所有房间共享的属性，然后让Kitchen、Living Room等类继承抽象类Room。

房间的概念是抽象的，只存在于我们的头脑中，因为任何实际存在的房间都不仅仅是一个房间；它可能是卧室、客厅或教室。

因此，我们希望我们的代码能够代表我们的“心理分块”。这样做可以使一切变得更加整洁和易于处理。

- dursk

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作为计算机科学中的抽象，它试图从常见模式中提取细节，以便程序员可以接近人类思维水平，省略在实践中很重要但对于解决问题并非必要的细节。基本上，它是消除问题的细节。例如，要绘制一个正方形需要几个步骤，但我只想要一个绘制正方形的函数。请参考wikipedia: Abstraction_(computer_science)。

- jpoehnelt

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简单来说，抽象的本质是提取必要的属性，省略不必要的细节。但为什么我们需要省略不必要的细节呢？关键原因是为了防止变化的风险。

- Alireza Rahmani Khalili

2

假设您编写了一个函数，该函数接收一堆文本作为参数，然后在配置文件中读取凭据，使用这些凭据连接到SMTP服务器并发送邮件。该函数应命名为“sendMail（text）”，而不是“parseTextReadCredentialsInFileConnectToSmtpThenSend(text)”，因为这样更容易代表它所做的事情，无论是对自己还是向同事或用户展示API...即使第二个名称更准确，第一个是更好的抽象化。

- bedane

1

描述某事的最好方法是使用示例：

函数只不过是一系列命令，用于完成任务。基本上，您可以组织一段代码块，执行单个操作。该单个操作可以在整个程序中重复使用多次。

现在，您的函数执行此操作，应将其命名，以便立即识别其功能。一旦命名，您只需通过调用其名称即可在各处重复使用它。

def bark():
  print "woof!"

然后，要使用该函数，您只需执行以下操作：

bark();

如果我们想让它叫4次，会发生什么？那么你可以写四次bark();。

bark();
bark();
bark();
bark();

或者您可以修改函数以接受某种类型的输入，从而改变其工作方式。

def bark(times):
    i=0
    while i < times:
        i = i + 1
        print "woof"

然后我们只需要调用一次：

bark(4);

当我们开始谈论面向对象编程(OOP)时，抽象化指的是一些不同的东西。您稍后会发现这一部分 :)

- Steve

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抽象：在硬件和软件中都是非常重要的概念。

重要性：我们人类无法一直记住所有事情。例如，如果你的朋友迅速说出30个随机数字并让你将它们全部相加，你可能做不到。原因？你可能无法记住所有这些数字。即使你将这些数字写在纸上，你也会逐个添加最右边的数字，忽略左边的数字，并在另一次忽略最右边的数字，以添加最右边的数字。

这表明在某个时刻，我们人类可以关注某些特定问题，同时忽略已经解决的问题，将注意力转向未解决的问题。

忽略不重要的事情，集中精力处理最重要的事情（暂时和特定情境下）被称为抽象

以下是程序中如何使用抽象。

下面是世界著名的C语言hello world程序：

//C hello world example hello.c
#include <stdio.h>

int main()
{
  printf("Hello world\n");
  return 0;
}

这是程序员编写的最简单且通常是第一个计算机程序。当您在命令提示符上编译和运行此程序时，输出可能会像这样显示：

以下是重要的问题

计算机只能理解二进制代码，它如何运行像英语一样的代码呢？你可能会说你使用编译器将代码编译为二进制代码。但是，你是否编写了编译器来使你的程序工作？没有。你在Linux系统上安装了GNU C编译器，只需使用以下命令即可：

gcc -o hello hello.c

它将你的类似英语的C语言代码转换为二进制代码，然后你可以通过以下命令运行该代码：

./hello

因此，编写C程序应用程序时，你不需要知道C编译器如何将C语言代码转换为二进制代码。所以你使用GCC编译器作为抽象层。

你是否编写过main()和printf()函数的代码？没有。在C语言中，这两个函数已经被其他人定义好了。当我们运行C程序时，它会寻找main()函数作为程序的起点，而printf()函数会将输出打印到计算机屏幕上，它已经在stdio.h中定义了，因此我们需要在程序中包含它。如果这两个函数都没有被预先编写，我们就必须自己编写它们才能打印出两个单词，计算机将成为地球上最无聊的机器。在这里，你再次使用抽象化，即你不需要知道printf如何在监视器上打印文本，你只需要知道如何给printf函数输入，以便它显示所需的输出。

出于简单起见，我没有展开操作系统、内核、固件和硬件的抽象概念。

需要记住的事情：

在编程时，您可以使用各种方式来使用抽象化使程序简单易用。

示例1：您可以使用一个常量来抽象化PI值3.14159，因为PI比3.14159更容易记忆。

例子2：你可以编写一个函数，返回给定数字的平方，然后任何人，包括你自己，都可以通过将其输入作为参数并从中获取返回值来使用该函数。

例子3：在面向对象编程（OOP）中，比如Java，你可以定义一个封装数据和方法的对象，并通过调用它的方法来使用该对象。

例子4：许多应用程序提供API，你可以使用它与该应用程序交互。当你使用API方法时，你永远不需要知道它们是如何实现的。因此，抽象存在于其中。

通过所有这些例子，你可以意识到抽象的重要性以及它在编程中的实现方式。记住一件关键的事情是，抽象是上下文相关的，即根据上下文而变化。

- Bubba Yakoza

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可以查看英文原文，
原文链接

- miraculixx · Accepted Answer

抽象是计算机科学中的核心概念。没有抽象，我们仍然会编写机器码或者更糟糕的是根本没有计算机。所以在我看来，这是一个非常好的问题。

什么是抽象？

将某物进行抽象意味着给一些事物命名，使得这个名称捕捉到了函数或整个程序所做的核心内容。

你引用的书中提供了一个例子：

假设我们正在与海龟（turtles）一起工作，而我们需要完成的常见操作之一是绘制正方形。“绘制正方形”是一个抽象，或者说是一个“心理块”，它由许多较小的步骤组成。因此，让我们编写一个函数来捕获这个“构建块”的模式：

暂时忘记海龟，想象一下在纸上画一个正方形。如果我告诉你画一个正方形，你马上就知道该怎么做：

画一个正方形 => 画一个所有边长相等的矩形

你可以毫不犹豫地完成这个任务，因为你学过什么是正方形，而不需要我一步步地告诉你。这里，“正方形”这个词就是“画一个所有边长相等的矩形”的抽象。

抽象深入人心

但是，你怎么知道什么是“矩形”呢？这又是根据以下概念的抽象：

矩形 => 画两条互相平行且长度相等的线段，并加上另外两条与这两条线段垂直的平行线段，这两条线段也可能和前面两条长度不同。

当然这个过程还可以继续下去——线段、平行、垂直、连接都是众所周知的概念的抽象。

现在，想象每次要画一个矩形或正方形时，你都必须提供一个完整的定义，或者解释线段，平行线段，垂线和连接线——那会花费太多时间了。

抽象的真正力量

这就是抽象的第一个力量：它们使交流和完成任务变得更容易。

抽象的第二个力量来自于其好的组合性质：一旦你定义了抽象，你可以将两个或多个抽象合并成一个新的、更大的抽象：例如，假设你厌倦了画正方形，但真的想画一座房子。假设我们已经定义了“三角形”，那么我们可以这样定义：

房子 => 画一个正方形在其上方画一个三角形

接下来，你想要一个村庄：

村庄 => 绘制多个房子相邻排列

哦对了，我们还需要一个城市——而且我们有一个新概念街道：import nicepic draw_house()

这只需要两行代码，就可以获得更为复杂的东西。这不是很棒吗？