ชนิดข้อมูลนามธรรม (ADT)

Abstract Data Type (ADT) เป็นแนวคิดระดับสูงที่สรุปข้อมูลและการดำเนินการที่สามารถทำได้กับข้อมูล โดยพื้นฐานแล้ว ADT จะกำหนดคลาสของอ็อบเจ็กต์ที่มีพฤติกรรมที่กำหนดโดยชุดของค่าและชุดของการดำเนินการ แนวคิดนี้มีบทบาทสำคัญในการออกแบบและสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ โดยส่งเสริมการพัฒนาโปรแกรมที่แข็งแกร่งและเป็นโมดูล

ต้นกำเนิดและการกล่าวถึงครั้งแรกของประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

แนวคิดของประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT) ได้รับการแนะนำอย่างเป็นทางการครั้งแรกในปี 1970 โดย Barbara Liskov และ Stephen Zilles พวกเขาหารือเกี่ยวกับแนวคิด ADT ในรายงานที่มีอิทธิพลของพวกเขา "การเขียนโปรแกรมด้วยประเภทข้อมูลนามธรรม" ซึ่งตีพิมพ์ในการดำเนินการของการประชุมสัมมนาเรื่องภาษาระดับสูงมากในปี 1974

แนวคิดนี้มีรากฐานมาจากการเคลื่อนไหวการเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้าง ซึ่งพยายามปรับปรุงความน่าเชื่อถือของซอฟต์แวร์และประสิทธิภาพการทำงานของนักพัฒนาโดยการแนะนำระเบียบวินัยและความเป็นโมดูลในโครงสร้างของโปรแกรม ชนิดข้อมูลนามธรรมกลายเป็นรากฐานสำคัญของกระบวนทัศน์นี้

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

ประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT) คือโครงสร้างข้อมูลที่ถูกกำหนดทางอ้อมโดยการดำเนินการที่อาจดำเนินการกับข้อมูลนั้น และคุณสมบัติของการดำเนินการเหล่านั้น ADT จะห่อหุ้มข้อมูลและซ่อนจากโลกภายนอก เฉพาะการดำเนินการที่กำหนดไว้ในข้อมูลเท่านั้นที่สามารถใช้เพื่อจัดการข้อมูลได้

ADT ใช้เพื่อระบุลักษณะการทำงานของประเภทข้อมูล โดยที่วิธีการนำประเภทข้อมูลไปใช้ไม่ถูกเปิดเผย และกำหนดเฉพาะลักษณะการทำงานเท่านั้น ADT เป็นวิธีแยกพฤติกรรมออกจากการนำไปปฏิบัติ

โครงสร้างและการทำงานของประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

ส่วนประกอบหลักของ Abstract Data Type (ADT) คือ:

1. ข้อมูล: ค่าที่ชนิดข้อมูลสามารถเก็บได้
2. การดำเนินงาน: วิธีการจัดการข้อมูล

ข้อมูลถูกซ่อนจากการเข้าถึงโดยตรง (การห่อหุ้ม) และสามารถจัดการได้โดยใช้การดำเนินการที่กำหนดไว้สำหรับ ADT เท่านั้น การห่อหุ้มนี้เป็นสิ่งที่ทำให้ประเภทข้อมูลเป็น "นามธรรม"

การดำเนินงานสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. คอนสตรัคเตอร์: สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อสร้างอินสแตนซ์ของ ADT
2. หุ่นยนต์: สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อจัดการข้อมูลในอินสแตนซ์ ADT

คุณสมบัติที่สำคัญของประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

ลักษณะหลักของประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT) ได้แก่ :

1. นามธรรม: รายละเอียดการใช้งานประเภทข้อมูลถูกซ่อนอยู่ มีการเปิดเผยเฉพาะข้อมูลที่จำเป็นเท่านั้น
2. การห่อหุ้ม: ข้อมูลและการดำเนินการกับข้อมูลนั้นถูกรวมเข้าด้วยกัน
3. การซ่อนข้อมูล: ข้อมูลภายใน ADT ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยตรง สามารถจัดการได้โดยการดำเนินการที่กำหนดไว้สำหรับ ADT เท่านั้น

ประเภทของประเภทข้อมูลบทคัดย่อ (ADT)

ประเภทข้อมูลนามธรรมที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ :

1. รายการ ADT: คอลเลกชันของสินค้าที่ได้รับการสั่งซื้อ โดยแต่ละรายการมีตำแหน่งเฉพาะ
2. กอง ADT: คอลเลกชันของรายการที่มีการเพิ่มหรือลบรายการออกจากปลายด้านหนึ่ง มักเรียกว่า "ด้านบน"
3. คิว ADT: คอลเลกชันที่มีการเพิ่มรายการไว้ที่ปลายด้านหนึ่ง ("ด้านหลัง") และนำออกจากปลายอีกด้านหนึ่ง ("ด้านหน้า")
4. กราฟ ADT: ชุดของโหนดที่เชื่อมต่อกันด้วยขอบ
5. ต้นไม้ ADT: ชุดของโหนดที่แต่ละโหนดมีโหนดลูกเป็นศูนย์หรือมากกว่า

การใช้ประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT): ปัญหาและแนวทางแก้ไข

ประเภทข้อมูลนามธรรมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาซอฟต์แวร์ สิ่งเหล่านี้มอบวิธีการที่เป็นระบบในการจัดการระบบที่ซับซ้อนโดยการแบ่งมันออกเป็นส่วนย่อย ๆ ที่สามารถจัดการได้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม บางครั้งอาจนำไปสู่ความไร้ประสิทธิภาพเนื่องจากสิ่งที่เป็นนามธรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่เน้นประสิทธิภาพ เนื่องจากเลเยอร์นามธรรมสามารถแนะนำค่าใช้จ่ายในการคำนวณเพิ่มเติมได้ วิธีแก้ปัญหานี้มักจะเป็นการออกแบบอย่างระมัดระวัง โดยพิจารณาถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งที่เป็นนามธรรมและประสิทธิภาพ และอาจจะลดลงไปสู่ระดับที่ต่ำกว่าของสิ่งที่เป็นนามธรรมเมื่อจำเป็น

ลักษณะและการเปรียบเทียบกับข้อกำหนดที่คล้ายกัน

มุมมองในอนาคตที่เกี่ยวข้องกับประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

แนวคิดของประเภทข้อมูลนามธรรมจะยังคงมีบทบาทสำคัญในวิศวกรรมซอฟต์แวร์ในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความสนใจที่เพิ่มขึ้นในวิธีการอย่างเป็นทางการและทฤษฎีประเภท ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อเราก้าวไปสู่โมเดลการคำนวณที่เกิดขึ้นพร้อมกันและกระจายมากขึ้น ADT จะมีความสำคัญในการจัดเตรียมนามธรรมที่จำเป็นสำหรับการให้เหตุผลและการจัดการความซับซ้อน

การเชื่อมโยงพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์กับประเภทข้อมูลนามธรรม (ADT)

พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ เช่นเดียวกับ ADT จัดการกับหลักการของนามธรรม พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการร้องขอจากไคลเอนต์ที่ค้นหาทรัพยากรจากเซิร์ฟเวอร์อื่น โดยพื้นฐานแล้ว พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์จะสรุปความซับซ้อนพื้นฐานของคำขอและการตอบสนองของเครือข่าย เหมือนกับ ADT ที่สรุปความซับซ้อนของข้อมูลและการดำเนินการกับข้อมูล

การใช้ ADT อาจเป็นประโยชน์ในการออกแบบซอฟต์แวร์พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งช่วยสร้างแอปพลิเคชันเครือข่ายแบบแยกส่วน มีประสิทธิภาพ และแข็งแกร่ง

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเภทข้อมูลนามธรรม โปรดดูแหล่งข้อมูลต่อไปนี้:

1. การเขียนโปรแกรมด้วยประเภทข้อมูลนามธรรม – บทความต้นฉบับโดย Barbara Liskov และ Stephen Zilles
2. โครงสร้างข้อมูลและอัลกอริทึม – หนังสือโดย Alfred Aho, John Hopcroft และ Jeffrey Ullman
3. ประเภทข้อมูลนามธรรม – บทความ Wikipedia เกี่ยวกับ ADT