Interested Article - Абстрактный тип данных

Абстра́ктный тип да́нных (АТД) — это математическая модель для типов данных , где тип данных определяется поведением ( семантикой ) с точки зрения пользователя данных, а именно в терминах возможных значений, возможных операций над данными этого типа и поведения этих операций.

Формально АТД может быть определён как множество объектов, определяемое списком компонентов (операций, применимых к этим объектам, и их свойств). Вся внутренняя структура такого типа спрятана от разработчика программного обеспечения — в этом и заключается суть абстракции . Абстрактный тип данных определяет набор функций , независимых от конкретной реализации типа, для оперирования его значениями. Конкретные реализации АТД называются структурами данных .

В программировании абстрактные типы данных обычно представляются в виде интерфейсов , которые скрывают соответствующие реализации типов. Программисты работают с абстрактными типами данных исключительно через их интерфейсы, поскольку реализация может в будущем измениться. Такой подход соответствует принципу инкапсуляции в объектно-ориентированном программировании . Сильной стороной этой методики является именно сокрытие реализации. Раз вовне опубликован только интерфейс, то пока структура данных поддерживает этот интерфейс, все программы, работающие с заданной структурой абстрактным типом данных, будут продолжать работать. Разработчики структур данных стараются, не меняя внешнего интерфейса и семантики функций, постепенно дорабатывать реализации, улучшая алгоритмы по скорости, надёжности и используемой памяти.

Различие между абстрактными типами данных и структурами данных , которые реализуют абстрактные типы, можно пояснить на следующем примере. Абстрактный тип данных « список » может быть реализован при помощи массива или линейного списка с использованием различных методов динамического выделения памяти . Однако каждая реализация определяет один и тот же набор функций, который должен работать одинаково (по результату, а не по скорости) для всех реализаций.

Абстрактные типы данных позволяют достичь модульности программных продуктов и иметь несколько альтернативных взаимозаменяемых реализаций отдельного модуля.