抽象在编程中意味着什么？

Question

我正在学习python，我不确定是否理解以下语句：“函数（包括它的名字）可以捕捉我们对问题的心理组块或抽象。”

我不理解粗体部分在编程方面的含义。引用自http://www.openbookproject.net/thinkcs/python/english3e/functions.html

如何像计算机科学家一样思考，第3版。

谢谢你！

Answer 1

如维基百科所定义：抽象（计算机科学）

抽象试图从一个公共模式中找出细节，这样程序员就可以接近人类思维的水平工作，而忽略了在实践中很重要但对解决问题并不迫切的细节。

基本上，它正在消除问题的细节。举个例子，画一个正方形需要几个步骤，但我只想要一个画正方形的函数。

Answer 2

理解抽象的一个好方法是通过抽象类。

假设我们正在编写一个模拟房子的程序。房子将有几个不同的房间，我们将把它们表示为对象。我们为浴室、厨房、客厅、餐厅等定义了一个类。

然而，所有这些都是房间，因此共享多个属性（门窗、平方英尺等），但房间永远不可能独立存在。。。它总是会是某种类型的房间。

然后创建一个名为Room的抽象类是有意义的，它将包含所有房间共享的属性，然后让厨房、客厅等类继承抽象类Room。

房间的概念是抽象的，只存在于我们的头脑中，因为任何实际存在的房间都不仅仅是一个房间；它是卧室、客厅或教室。

我们希望我们的代码因此代表我们的“精神组块”。它让一切都更整洁，更容易处理。

Answer 3

抽象是所有计算机科学的核心概念。如果没有抽象，我们仍然会使用机器代码编程，或者更糟糕的是，我们一开始就没有计算机。所以，这是一个非常好的问题。

什么是抽象

抽象事物意味着给事物命名，这样名称就抓住了函数或整个程序的核心功能。

你参考的那本书给出了一个例子，书中说

假设我们和海龟一起工作，我们需要的一个常见操作是画正方形。“画一个正方形”是一个抽象的概念，或者说是一个思维块，它包含了许多较小的步骤。因此，让我们编写一个函数来捕获这个“构建块”的模式：

暂时忘掉海龟，想想画一个正方形。如果我告诉你（在纸上）画一个正方形，你马上知道该怎么做：

• 画正方形=

你可以做到这一点，没有进一步的问题，因为你知道什么是正方形，而不需要我一步一步地告诉你。在这里，正方形一词是“画一个长方形，所有边的长度都一样”的抽象。

抽象深入

等等，你怎么知道矩形是什么？这是对以下内容的另一种抽象：

• 长方形=

当然，它是连续的、在线的、平行的、垂直的、连接的，这些都是众所周知的概念的抽象。

现在，想象一下，每次你想要画一个矩形或正方形，你必须给出矩形的完整定义，或者解释线、平行线、垂直线和连接线——这样做太长了。

抽象的真正力量

这就是抽象的第一种力量：它们使谈话和做事变得更容易。

抽象的第二个力量来自可组合性的良好特性：一旦你定义了抽象，你可以组成两个或更多的抽象来形成一个新的、更大的抽象：假设你厌倦了画方块，但你真的想画一栋房子。假设我们已经定义了三角形，那么我们可以定义：

• 房子=

接下来，你想要一个村庄：

• 村庄=

哦，等等，我们想要一个城市——我们有一条新的概念街道：

• 城市=

等等

这一切如何适用于编程？

如果在规划你的程序（一个被称为分析和设计的过程）的过程中，你发现你试图解决的问题有很好的抽象，你的程序就会变得更短，因此更容易编写，也许更重要的是更容易阅读。这样做的方法是尝试和掌握定义你的问题的主要概念——就像在画房子的（简化的）例子中，这是正方形和三角形，画一个村庄就是房子。

在编程中，我们将抽象定义为函数（以及一些其他构造，如类和模块，但现在让我们关注函数）。函数本质上是对一组单个语句进行命名，因此函数本质上是一种抽象——有关详细信息，请参阅本书中的示例。

这一切的美丽

在编程中，抽象可以决定生产率。这就是为什么经常将常用函数收集到库中，供其他人重用的原因。这意味着您不必担心细节，只需要了解如何使用现成的抽象。显然，这会让你的工作更轻松，因此你可以更快地工作，从而提高工作效率：

例子：

想象一下，有一个名为“nicepic”的图形库，它包含上面讨论的所有抽象的预定义函数：矩形、正方形、三角形、房子、村庄。

假设您想基于上述抽象创建一个程序，绘制一幅漂亮的房子图片，您只需编写以下内容：

import nicepic
draw_house()

所以这只是两行代码，可以得到更详细的东西。那不是很美妙吗？

希望这有帮助。