《数据结构与抽象：Java语言描述（原书第4版）》一1.4　像使用自动贩卖机一样使用ADT

1.4　像使用自动贩卖机一样使用ADT

假定你站在一台自动贩卖机前，如图1-3所显示，或者更高级的一台，休息一下，然后从贩卖机中买些东西！

当站在自动贩卖机前时，会看到它的界面。投入硬币并且按下按钮，就能购物了。下面是对自动贩卖机的观察结果：

• 你仅能执行机器的界面提供给你的特定任务。
• 你必须理解这些任务——即你必须知道买一瓶汽水应该怎么办。
• 你不能访问机器内部，因为锁着的外壳封装了它。
• 即使你不知道内部将发生什么，但你可以使用机器。
• 如果有人用改进版替换了机器内部的机制但没改变界面，你仍然能用同样的方式使用机器。
  与自动贩卖机的用户一样，你就像本章前面见过的ADT包的客户。刚刚说的对自动贩卖机用户的观察，类似于对包的客户的观察：
• 客户仅能执行ADT包说明的操作。这些操作常常声明在一个Java接口中。
• 客户必须遵守ADT包提供的操作规范。即客户的程序员必须理解如何使用这些操作。
• 客户不使用ADT操作就不能访问包中的数据。封装原理将数据表示隐藏在ADT的内部。
  客户可以使用包，即使程序员不知道数据是如何存储的。
• 如果有人改变了包操作的实现，只要界面没有改变，客户仍然能用同样的方式使用包。

在前一节的示例中，每个包都是实现ADT包的类的一个实例。即，每个包是一个对象，它的行为是ADT包的操作。你可以把每个这样的对象看作我们刚描述的自动贩卖机。每个对象封装了包的数据和操作，就像自动贩卖机封装了它的产品（汽水）和输送系统一样。
有些ADT操作有输入，类似于你投入自动贩卖机中的硬币。有些ADT操作有输出，类似于自动贩卖机提供的找零、汽水、消息及提示灯。
现在假定你是自动贩卖机面板或界面的设计人员。机器能做什么？在使用机器时人应该做什么？考虑在机器内如何保存及输送汽水瓶，对你是否有帮助？我们强调，你应该忽略这些方面，而把注意力完全集中于人如何使用机器上——即你要关注界面的设计。忽略无关细节能使你的任务更简单，并提高设计质量。
我们记得，作为设计原则，抽象要求你关注于什么而不是如何。当你设计一个ADT并最终设计一个类时，使用数据抽象将关注焦点集中在你想对数据做什么，而不必担心如何完成这些任务。本章开头，当设计ADT包时我们练习了数据抽象。当我们选择包应该有的方法时，我们没有考虑如何表示包。相反我们集中考虑每个方法应该做什么。
最后，我们编写详细说明该方法的Java接口。然后编写一个使用包的客户程序，但仍然不知道它的实现。如果有人为我们编写了实现，我们的程序大概能正确执行。如果其他人给我们一个更好的实现版本，我们不需要修改已经编写的客户程序仍能继续使用。客户的这个特征是抽象的主要优势。