封装和抽象之间的确切区别是什么?


当前回答

我读得越多,就越困惑。所以,我的理解是:

封装:

我们通常从外面看到手表,它的组件被封装在它的身体里。我们对不同的操作有某种控制。这种隐藏细节和公开控制(例如设置时间)的方式就是封装。

抽象:

到目前为止,我们一直在谈论手表。但我们没有具体说明是哪种手表。可以是数字的,也可以是模拟的,可以是手用的,也可以是墙用的。有很多可能性。我们所知道的是,这是一块手表,它显示时间,这是我们唯一感兴趣的东西,时间。这种隐藏细节和公开通用特性或用例的方法就是抽象。

其他回答

这些有些模糊的概念并不是计算机科学和编程所独有的。我想提供一些额外的想法,可能有助于其他人理解这些重要的概念。


简短的回答

封装——隐藏和/或限制对系统某些部分的访问,同时暴露必要的接口。

抽象性——从具体的现实、具体的对象或实际实例中去除某些特征,从而降低复杂性。

主要的相似之处在于,这些技术旨在提高理解能力和实用性。

主要的区别在于抽象是一种更简单地表示事物的方法(通常是为了使表示更广泛地适用),而封装是一种改变其他事物与事物交互方式的方法。


长回答

封装

下面是一个封装的例子,希望能让大家更清楚:

这里我们有一个Arduino Uno,还有一个Arduino Uno。封装是封装的一个很好的代表。

封装旨在保护某些组件不受外部影响和知识的影响,并公开其他组件应该与之交互的组件。在编程术语中,这涉及到通过访问修饰符隐藏信息,访问修饰符改变了某些变量和/或属性可以读写的程度。

但除此之外,封装还旨在更有效地提供这些外部接口。对于我们的Arduino示例,这可能包括漂亮的按钮和屏幕,这使得用户与设备的交互更加简单。它们为用户提供了简单的方法来影响设备的行为,并获得有关其操作的有用信息,否则将非常困难。

在编程中,这涉及到将各种组件分组为可分离的结构,如函数、类或对象。它还包括提供与这些构造交互的方法,以及获取关于它们的有用信息的方法。

封装在许多其他方面帮助程序员,尤其是提高代码的可维护性和可测试性。

抽象

尽管这里有许多其他的答案将抽象定义为泛化,但我个人认为这个定义是错误的。我想说泛化实际上是一种特定类型的抽象,而不是反过来。换句话说,所有的概括都是抽象,但并非所有的抽象都一定是概括。

以下是我对抽象的看法:

你会说这个图像是一棵树吗?很有可能你会。但它真的是一棵树吗?当然不是!它是一堆像素,看起来像我们可能称之为树的东西。我们可以说它代表了一棵真实树的抽象。注意,树的一些可视化细节被省略了。此外,它不生长,不消耗水,也不产生氧气。怎么可能呢?它只是屏幕上的一堆颜色,由计算机内存中的字节表示。

这就是抽象的本质。这是一种简化事物的方法,这样它们就更容易理解。你脑子里的每一个想法都是对现实的抽象。你脑海中的树和这张图片一样都不是真正的树。

在编程中,我们可以通过创建一个Tree类来利用这一点,其中包含模拟生长、水消耗和氧气生产的方法。我们的创造将代表我们对实际树木的体验,并且只包含我们真正关心的特定模拟元素。我们使用抽象作为一种用字节和数学来表示我们经验的方式。

抽象类

编程中的抽象还允许我们考虑几个“具体”对象类型(实际存在的类型)之间的共性,并在唯一的实体中定义这些共性。例如,我们的Tree类可以继承一个抽象类Plant,它有几个属性和方法适用于我们所有类植物,但删除了那些特定于每种植物类型的属性和方法。这可以显著减少代码重复,并提高可维护性。

抽象类和普通类的实际区别在于,抽象类在概念上没有“真正的”实例。构造一个Plant对象没有意义,因为它不够具体。每一种“真正的”植物也是一种更具体的植物类型。

此外,如果我们希望程序更加实际,我们可能需要考虑Tree类本身可能过于抽象的事实。实际上,每个Tree都是一种更具体的Tree类型,因此我们可以为这些类型创建类,例如Birch、Maple等,它们继承自我们的Tree类(现在可能是抽象的)。

JVM

另一个抽象的好例子是Java虚拟机(JVM),它为Java代码的运行提供了一个虚拟或抽象的计算机。它从本质上拿走了系统中所有平台特定的组件,并提供了一个抽象的“计算机”接口,而不考虑任何特定的系统。

的区别

封装与抽象的不同之处在于,它与事物的“真实”或“准确”没有任何关系。它不会删除某些组件以使其更简单或更广泛地适用。相反,它可以隐藏某些组件来实现类似的目的。

让我们以堆栈为例。它可以使用数组或链表来实现。但它支持的操作是推送和弹出。

Now abstraction is exposing only the interfaces push and pop. The underlying representation is hidden (is it an array or a linked list?) and a well-defined interface is provided. Now how do you ensure that no accidental access is made to the abstracted data? That is where encapsulation comes in. For example, classes in C++ use the access specifiers which ensure that accidental access and modification is prevented. And also, by making the above-mentioned interfaces as public, it ensures that the only way to manipulate the stack is through the well-defined interface. In the process, it has coupled the data and the code that can manipulate it (let's not get the friend functions involved here). That is, the code and data are bonded together or tied or encapsulated.

另一个例子:

假设我创建了一个不可变的Rectangle类,如下所示:

class Rectangle {
 public:
  Rectangle(int width, int height) : width_(width), height_(height) {}
  int width() const { return width_; }
  int height() const { return height_; }

 private:
  int width_;
  int height_;
}

现在很明显,我已经封装了宽度和高度(访问受到某种限制),但我没有抽象任何东西(好吧,也许我忽略了矩形在坐标空间中的位置,但这是示例的缺陷)。

好的抽象通常意味着好的封装。

一个好的抽象例子是通用数据库连接类。它的公共接口与数据库无关,非常简单,但允许我对连接做我想做的事情。你看到了吗?这里还有封装,因为类内部必须有所有低级句柄和调用。

有一件事,也许是其他答案忘记提到的一个基本的事情是,封装是抽象。因此,将两者进行对比并寻找差异是不准确的,而应该将封装视为一种抽象形式。

抽象:抽象的意思是显示功能的哪一部分。

封装:封装意味着隐藏功能的How部分。

让我们举一个非常简单的例子

/// <summary>
/// We have an Employee class having two properties EmployeeName and EmployeeCode
/// </summary>
public class Employee
{
    public string EmplpyeeName { get; set; }
    public string EmployeeCode { get; set; }

    // Add new employee to DB is the main functionality, so are making it public so that we can expose it to external environment
    // This is ABSTRACTION
    public void AddEmployee(Employee obj)
    {
        // "Creation of DB connection" and "To check if employee exists" are internal details which we have hide from external environment
        // You can see that these methods are private, external environment just need "What" part only
        CreateDBConnection();
        CheckIfEmployeeExists();
    }


    // ENCAPLUSATION using private keyword
    private bool CheckIfEmployeeExists()
    {
        // Here we can validate if the employee already exists
        return true;
    }

    // ENCAPLUSATION using private keyword
    private void CreateDBConnection()
    {
        // Create DB connection code
    }
}

控制台应用程序程序类

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Employee obj = new Employee();
        obj.EmplpyeeName = "001";
        obj.EmployeeCode = "Raj";

        // We have exposed only what part of the functionality
        obj.AddEmployee(obj);
    }
}