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ADT与OOP

1. ADT（Abstract Data Tyoe）操作的四种类型

ADT操作主要分为四种：
构造器（creators）：创造一个新的对象
生产器（producers）：从一个已有的对象中生产出一个新的对象
观察器（observers）：从一个抽象的对象类型中返回一个不同类型的对象
（很简单的栗子，就是各种getXX（）方法……）
变值器（mutators）：改变对象属性的方法。通常返回void（如果返回值为void则必然意味着他改变了对象的某些内部状态，也可能返回非空类型）
其中构造器和生产器可能会有些混淆，对于构造器而言，可能为实现的构造函数或者静态函数等，而对于生产器就是从现有的对象出发，产生一个新的对象。下面几个例子可以帮助理解一下：

2. 表示独立性（representation independence)

表示独立性：客户端（client）使用ADT时无需考虑其内部是如何实现的，ADT内部表示的变化不应影响外部的spec和客户端。

说白了就是不要客户端知道你代码的具体逻辑，他们只需要知道代码的输入应该是什么，给了合法的输入输出是什么就够了。

另外注意除非ADT操作指明了具体的前置后置条件，否则不能改变ADT的内部表示——spec规定了客户端域代码实现者（implementer）之间的契约。

当然说是不清楚的，还要给个栗子对吧：

可以看出在java doc中并没有说明代码内部是如何实现的（具体实现在这里不重要~），客户只需要知道这段程序做什么的，合法的输入会得到怎样的输出就足够了。

12. 不变量（Invariants）、表示泄漏

不变量（invariants）：

在任何时候都是正确的。应该由ADT来负责其不变量，与客户端的人和也行为无关。（生成一个‘person’对象总不能让客户端来设置person有两条腿吧，客户设为三条腿还好，万一设置成四五六七八条腿呢，多可怕！）

为什么需要不变量：保持程序的正确性，容易发现错误。

再多的口水也不及一个栗子呀：

首先这个是代码：

那么让我们看我们优秀的客户端是如何使用的：

天啊！这个混蛋为什么改了名字？！没错这条推特被人盗了……盗图气不气？

这也就引出了以下的概念：

表示泄漏（representation exposure）：

其将代码内部的数据泄露给了客户端，这样不仅影响不变性，也影响了表示独立性（因为客户知道了你的代码内部的实现，那么他就可以对你的代码进行一些你不希望看到的操作。诶呀~真可怕！），当然官方的解释是：无法在不影响客户端的情况下改变其内部表示。（晦涩……）

或许你说那我把变量修饰为private，然后在加上final，这样变不了了吧。然而……呵呵哒

我们还是看个例子吧：

注意红线部分，此处Date是一个mutable的类型，这样用确实对于该成员变量的引用不会改变。然而对于它内部的值呢？

看此时的快照图：

就算你是final修饰又如何？骨子里善变，该变还是要变的。所以对于这种mutable变量，防御式拷贝也就起了重要的作用：

这样就万事大吉啦，另外构造方法处也要记得修改。当然在上一节已经详细说明了，就不再赘余了……

13. 表示不变量RI、抽象函数AF

    首先先来介绍一下表示空间R与抽象空间A：
    表示空间（the space of representation values）：表示值（rep 值）的空间，由实际实现实体的值组成。一般情况下ADT的表示比较简单，有些时候也会用比较复杂的表示。
    抽象空间（the space of abstract values）：抽象值构成的空间：用户看到和使用的值。
    ADT实现者关注表示空间R，用户关注抽象空间A。

注意：R->A必须是满射，但可以不是单射。

抽象函数：R与A之间的映射关系的函数。

表示不变量RI：某个具体的“表示”是否是“合法的”，也可以把RI看做所有表示值的一个子集，包含了所有合法的表示值或者看成描述了什么是“合法”的表示值的一个条件。

另外，不同的内部表示需要设计不同的AF和RI，选择某种特定的表示方式R，进而指定某个子集是“合法”得RI，并为该子集中的每个值做出一个“解释”AF——即如何映射到抽象空间中的值。

即使是同样的R、同样的RI，也可能有不同的AF，即“解释不同”。

设计ADT步骤：

选择表示空间R与抽象空间A
给出RI——合法的表示值
如何解释合法的表示值——映射AF

同样给出再多定义不如一道例题收获的多：

来解释一下这道例题：

第一个RI：s序列中的元素有小到大排序，而且不允许相同

第二个RI：s的长度为奇数，s序列中的元素有小到大排序，但允许相同

第三个RI：s序列中的元素不允许相同

第四个RI：null

现来看add方法：其在s后面添加了一个c字符，那么根据c的不同那么分别就不支持了第一二三个RI。

然后来看remove方法：注意，这个方法中只删除了第一个c，对于之后c不删除，所以如果s中存在重复字符，那么就不满足remove的spec。所以其只支持一三。

再来一个栗子：

乍一看好像四个都可以，但其实注意该方法的实现，这里遍历操作是一次扫描两个字符，所以当s为奇数个字符时，会出现空指针异常，所以只能选第二个。

总结：
不同的内部表示，需要设计不同的AF与RI。

选择某种特定的表示方式R，进而指定某个子集是合法的RI，并为该子集中的每个值做出解释”AF“即如何映射到抽象空间中的值。

同样的R、同样的RI，也可能有这不同的AF，即解释不同。
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