07第七讲

1. 簇（Cluster）是CLU用来定义抽象数据 类型的机制
①簇内,需要内部表示 ②簇外,看到的是抽象表示 rep说明数据对象的具体表示 cvt用于抽象表示和具体表示之间的相互转 换,仅能在簇内使用 return(rep $ …)的含义为返回一个具体表示 类型的对象
2. CLU的性质
①CLU变量的作用域和生存期互不相干 P:complex 仅仅是一个说明 而P:=complex $ create(h,k)才产生一个对象赋 于P ②CLU变量被一致看成是对数据对象的引用 如 x:=e 其中x类似于指针变量 ③CLU的参数传递由赋值定义 complex $ add(x,y) 把x和y分别赋予形式参数a和b
class complex（x，y）；real x，y； begin real angle，radius； radius：=sqrt（x**2+y**2）； if abs（x）<epsilon then begin if abs(y)<epsilon then error else begin if y>epsilon then angle:=pi/2 else angle:=3*pi/2 end end else angle:=arctan(y/x) end complex
procedure add(operand);ref (complex) operand procedure multiply(operand);ref (complex) operand 变量c1、c2引用的两个复数相加可表示为： c1.add(c2)
或
c3.angle:=c1.angle; c3.radius:=c1.radius+c2.radius; 用户可以直接访问复数的内部表示, 故add 和multiply不是复数对象的唯一操作
end record; end SET-MANIPULATION;
四. Modula-2的抽象数据类型
1. 移入(Inport)和移出(Export)子句说明模块的 移入和移出实体 2. Modula-2 的模块可以封装一组相关子程序 3. 抽象数据类型的描述由定义模块和实现模块 两部分组成 4. Modula-2的模块可以移出类型，类型的细节 可通过“不透明移出”加以屏蔽
指针型局部变量
class stack; begin ref (stack_member) first; ref (stack_member) procedure top; top:-first; procedure pop; if ¬ empty then first:-first.next_member; procedure push(e);ref (stack_member) e; begin if first =/=none then e.next_member:-first; first:-e end push; boolean procedure empty; empty:=first= =none; first:-none end stack
definition module ComplexNumber;
export qualified Complex,Initialize,Add; type Complex; /* 不透明移出 */ Procedure Initialize(A,B:real;var x:Complex); Procedure Add(A,B:Complex):Complex end ComplexNumber.
3. 子类 用以定义类型的判定或和类属。 要求：定义一个栈，完成 引用栈顶元素 入栈 出栈 判栈是否空 (这些操作与栈中元素的类型无关)
栈内成员的元素类 class stack_member; begin ref (stack_member) next_member; next_member:-none end
加在类说明之前
stack_member class complex(……); …… end complex 定义了一个复数栈 其中complex称为stack_member的子类
①子类complex具有自己的属性,同时 继承了stack_member的属性 new complex 产生的对象具有stack_member和complex的 所有属性 ref(stack) s; 建立一个复数栈 s:-new stack; s.push(c1); s.push(c2); s.push(c3);
数据 数据对象(存储区及其值)
一. 内部类型和用户定义的非结构类型
1. 描述符一般由“类型”和一个指针组成 2. 子界的描述符必须包括子界的界值 3. 布尔型和字符型可以压缩存储 如: 整型
integer
二. 结构类型
1. 笛卡尔积 ①各成分顺序排列 ②描述符包含:类型名、构造符、若干 三元式。每个域对应一个三元式(选 择符名,域类型,指针) ③每个成分占整数个可编址的存储单 元(字编址或字节编址） ④可以用packed显式说明压缩存储
generic type COMPONENT is private; package SET-MANIPULATION is type SET is limited private; procedure INSERT(S:out SET;ELEM:in COMPONENT); procedure DELETE(S:out SET;ELEM:in COMPONENT);
implementation module ComplexNumber; type C=record R,I:real end; type Complex=pointer to C; procedure Initialize(A,B:real;var x:Complex); begin new(x); x.R:=A; x.I:=B end Initialize;
type a=array[1..10] of real; 描述符 类型名 构造符 基类型
第九节 抽象数据类型
1. 用户定义类型与内部类型的异同 ①都建立某种基本表示的抽象 如:integer是位串的抽象; reg_polygon是记录的抽象 ②每一类型都关联一组操作 ③内部类型隐蔽了基本表示，不能对 它的成分进行操作;用户定义类型具 有更高级别的抽象，可以对其基本 表示的成分进行操作。
三. Ada的抽象数据类型
1. Ada用程序包描述抽象数据类型 程序包包括规格说明和程序包体 2. “移出”的概念 这是程序包向外部世界提供的可以访问的实 体，是程序包的可见部分
3.私有类型 ①私有类型的表示细节在程序包外是不 可见的 ②允许的操作:移出的子程序、函数； 赋值、相等、不等
package COMPLEX-NUMBERS is
2. 抽象数据类型的定义 满足下述特性的用户定义类型称为抽 象数据类型: ①在实现该类型的程序单元中,建立与 表示有关的基本操作; ②对使用该类型的程序单元来说,该类 型的表示是隐蔽的。
一. SIMULA 67的类机制
1.类的说明 <类头>;<类体> <类头>包括类名和形式参数 <类体>是传统的分程序, 可包含变量、过程 和类的局部说明，以及一些执行语句 例：复数表示(幅角,半径)
type COMPLEX is private；
procedure INITIALIZE（A,B:in REAL;X:out COMPLEX);
function ADD(A,B:in COMPLEX) return COMPLEX;
private type COMPLEX is
record R,I:REAL;
描述符
类型名 构造符 t record a real
type t=record a：real； b：integer； end；
选择符
域1 类型 引用 选择符 域2
数据对象 浮点值 定点值
b integer
类型
引用
2. 有限映象 符包括:类型名、构造符、定义域的 基类型、下界、上界、成分类型、单元个数、 首地址 ③地址公式的计算 b+k(i-m)=b-km+ki 其中b 为首地址，k为所占单元数，m为下界 ④内情向量
procedure Add(A,B:Complex):Complex; var T:Complex; begin new(T); T.R:=A.R+B.R; T.I:=A.I+B.I; return(T) end Add end ComplexNumber.
第十节 实现模型
描述符:描述数据对象的所有属性
4. 受限私有类型 只允许程序包移出的子程序和函数,不 允许赋值、相等和不相等 5. 类属的描述 使用generic子句说明类型是一个参数， 实例化时代以具体的类型 例: package INTEGER is new SET-MANIPULATION（INTEGER）；
package FLAVORS is new SET-MANIPULATION（FLAVOR）；
end record; end COMPLEX-NUMBERS;
package body COMPLEX-NUMBER is procedure INITIALIZE(A,B:in REAL;X:out COMPLEX) is begin X.R:=A; X.I:=B; end INITIALIZE; function ADD(A,B:in COMPLEX) return COMPLEX is TEMP:COMPLEX; begin TEMP.R:=A.R+B.R; TEMP.I:=A.I+B.I; return TEMP; end ADD; end COMPLEX-NUMBER;
②具有ref(stack_member)的变量可引用 多种类型的量,但不同类型的元素不得压 入同一栈实例中 下述语句说明向量也可是栈中元素: stack_member class vector(…); …… end vector
二.CLU的抽象数据类型 例: 定义复数完成: 建立、加、判等
complex=cluster is create,add,equal rep=record[x,y:real] create=proc(a,b:real) returns(cvt) return(rep $ {x:a,y:b}) end create add=proc(a,b:cvt) returns(cvt) return(rep $ {x:a.x+b.x,y:a.y+b.y}) end add equal=proc(a,b:cvt) returns(bool) return(a.x=b.x and a.y=b.y) end equal end complex
x
y
④类实例的属性是指类体的局部变量 和类头中的参数 my_angle:=c.angle; my_radius:=c.radius; my_x:=c.x; my_y:=c.y;
⑤类支持抽象数据类型的封装机制,它 可以封装实现对数据操作的各种过程 例: 可将复数加和乘的过程add和multiply封 装入类complex的类体说明中, 作为 complex的属性。
2. 类的有关性质 ①类说明定义了一类数据对象的原型 或样板 ②类的每个实例是一个可操作的数据 对象 ③类的实例可多次动态建立,且仅能通 过指针引用 例: ref(complex) c; c:- new complex(1.0, 1.0);
c 0.78 1.42 angle radius
1.0
1.0
procedure IS-IN(S:in SET;ELEM)in COMPONENT) return BOOLEAN;
private type SET is
record STORE: array(1..MAX-CARDINALITY) of COMPONENT; CARDINALITY:INTEGER range 0..MAX-cardinality:=0;