数据库中的抽象数据类型简介 (数据库中抽象数据类型的定义)
现代计算机系统中，数据是非常重要的资源，因此对数据的处理也变得越来越重要。数据库是一种为了方便管理数据而设计的软件，而在数据库中有一个非常重要的概念——抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT）。在本文中，我们将介绍抽象数据类型在数据库中的作用及其优点。
一、抽象数据类型的基本概念
抽象数据类型，简称ADT，是指在程序中能够封装数据和操作数据的类型。ADT的特点是具有完整封装性、高内聚性和低耦合性。在ADT中，数据和操作数据的函数是“黑盒子”，其他模块和程序无法直接访问和修改。相反，ADT通过提供一组公共接口（函数）来进行数据访问和操作，这样其它模块和程序就可以安全地使用这些功能，而不需要知道具体的实现细节。
ADT的主要优点包括以下几点：
（1）提供了更高的抽象层次，可以隐藏实现细节，方便用户理解数据类型的含义和使用方式。
（2）提高了数据封装性，增加了代码的可维护性和可重用性，减少了程序的耦合性。
（3）为多人协作开发提供帮助，不同的开发者可以独立地开发不同的ADT接口，之后再将这些接口进行整合。
（4）为程序员提供了更加方便的代码组织和编写方式，缩短了开发时间和成本。
二、抽象数据类型在数据库中的应用
在数据库中，ADT的应用范围非常广泛，可以用来定义数据类型、函数、操作符等。数据库中的ADT甚至可以比一般程序中的ADT更为高级和复杂。
1. 用户自定义类型
在一些高级数据库中，用户可以定义自己的数据类型，比如PL/SQL、ON等。由于这些自定义类型是基于ADT技术实现的，因此可以像基本类型一样使用。用户可以将自己定义的数据类型用于表的列定义、变量赋值、函数定义等场景中。
2. UDT（用户定义类型）
UDT是一种数据库模块（Module），通常支持以下基本操作：创建、更新、删除和查询。此外，UDT还支持用户自定义操作，可以像基本数据类型一样进行赋值、比较、运算等。
3. 复合类型
复合类型是一种由若干个元素组成，具有自定义结构的数据类型。该类型通常包括：数组、结构体、联合体、元组等。复合类型在ADT中的应用场景非常广泛，如：声明复杂的表列类型、封装多个值的逻辑操作、返回指定格式的数据等。
4. 类型
类型是一种可以存储多个值的数据类型，如：数组、列表、树、哈希表等。类型在数据库中的应用非常广泛，尤其是在存储数据时，可以通过类型来标志数据的内容、类型和位置等信息。
5. 地理空间类型
由于地理空间信息的特殊性，像经纬度、地图区域、尺寸等信息无法使用一般的数据类型进行存储。因此，在数据库中通常会使用一些特殊的类型，如：地理空间类型、GEO type等。这些类型在ADT中通常包含经度、纬度等位置信息，同时也包含非空间信息（如：名称、描述等）。
三、
在数据库中，ADT的重要性非常显著。通过ADT，我们可以将数据封装在一个独立的模块中，并通过公共接露给其他模块进行访问和操作。这种方式在程序的设计和开发中起到了至关重要的作用，不仅能提高程序的可读性、可维护性，还能提高程序的效率和灵活性。因此，在未来的开发中，我们还将继续关注ADT的发展和应用，为数据处理提供更为高效、安全、便捷的解决方案。
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抽象数据类型
类的基础：抽象数据类型抽象数据类型（ADT, abstract data type）是指一些数据以及对这些数据所进行的操作的。这些操作既向程序的其余部分描述了这些数据是怎么样的，也允许程序的其余部分改变这些数据。“抽象数据类型”概念中“数据”一词的用法有些随意。一个ADT可能是一个图形窗体以及所有能影响该窗体的操作；也可以是一个文件以及对这个文件进行的操作；或者是一张保险费率表以及相关操作等等。要想理解面向对象编程，首先要理解ADT。不懂ADT的程序员开发出来的类只是名义上的“类”而已——实际上这种“类”只不过就是把一些稍有点儿关系的数据和子程序堆在一起。然而在理解ADT之后，程序员就能写出在一开始很容易实现、日后也易于修改的类来。传统的编程教科书在讲到抽象数据类型时，总会用一些数学中的事情打岔。这些书往往会像这码竖么写：“你可以把抽象数据类型想成一个定义有一组操作的数学模型。”这种书会给人一种感觉，好像你从不会真正用到抽象数据类型似的——除非拿它来催眠。把抽象数据类型解释得这么空洞是完全丢了重点。抽象数据类型可以让你像在现实世界中一样操作实体，而不必在低层的实现上摆弄实体，这多令人兴奋啊。你不用再向链表中插入一个节点了，而是可以在电子表格中添加一个数据单元格，或向一组窗体类型中添加一个新类型，或给火车模型加挂一节车厢。深入挖掘能在问题领域工作（而非在底层实现领域工作）的能量吧！Example of the Need for an ADT需要用到ADT的例子为了展开讨论，这里先举一个例子，看看ADT在什么情况下会非常有用。有了例子之后我们将继续深入细节探讨。假设你正在写一个程序，它能用不同的字体、字号和文字属性（如粗体、斜体等）来控制显迟册大示在屏幕上的文本。程序的一部分功能是控制文本的字体。如果你用一个ADT，你就能有捆绑在相关数据上的一组操作字体的子程序——有关的数据包括字体名称、字号和文字属性等。这些子程序和数据为一体，就是一个ADT。如果不使用ADT，你就只能用一种拼凑的方法来操纵字体了。举例来说，如果你要把字体大小改为12磅（point），即高度碰巧为16个像素（pixel），你就要写类似这样的代码：currentFont.size = 16如果你已经开发了一套子程序库，那么代码可能会稍微好看一些：currentFont.size = PointsToPixels(12)或者你还可以给该属性起一个更特定的名字，比如说：currentFont.sizeOnPixels = PointsToPixels(12)但你是不能同时使用currentFont.sizeInPixels和currentFont.sizeInPoints，因为如果同时使用这两项数据成员，currentFont就无从判断到底该用哪一个了。而且，如果你在程序的很多地方都需要修改字体的大小，那么这类语句就会散布在整个程序之中。如果你需要把字体设为粗体，你或许会写出下面的语句，这里用到了一个逻辑or运算符和一个16进制常量0x02：currentFont.attribute = CurrentFont.attribute or 0x02如果你够幸运的话，也可能代码会比这样还要干净些。但使用拼凑方法的话，你能得到的更好结果也就是写成这样：currentFont.attribute = CurrentFont.attribute or BOLD或者是这样：currentFont.bold = True就修改字体大小而言，这些做法都存在一个限制，即要求调用方代码直接控制数据成员，这无疑限制了currentFont的使用。如果你这么编写程序的话，程序中的很多地方就会到处充斥着类似的代码。Benefits of Using ADTs使用ADT的益处问题并不在于拼凑法是种不好的编程习惯。而是说你可以采用一种更好的编程方法来替代这种方法，从而获得下面这些好处：可以隐藏实现细节 把关于字体数据类型的信息隐藏起来，意味着如果数据类型发生改变，你只需在一处姿悉修改而不会影响到整个程序。例如，除非你把实现细节隐藏在一个ADT中，否则当你需要把字体类型从粗体的之一种表示变成第二种表示时，就不可避免地要更改程序中所有设置粗体字体的语句，而不能仅在一处进行修改。把信息隐藏起来能保护程序的其余部分不受影响。即使你想把在内存里存储的数据改为在外存里存储，或者你想把所有操作字体的子程序用另一种语言重写，也都不会影响程序的其余部分。
改动不会影响到整个程序 如果想让字体更丰富，而且能支持更多操作（例如变成小型大写字母、变成上标、添加删除线等）时，你只需在程序的一处进行修改即可。这一改动也不会影响到程序的其余部分。让接口能提供更多信息 像currentFont.size = 16这样的语句是不够明确的，因为此处16的单位既可能是像素也可能是磅。语句所处的上下文环境并不能告诉你到底是哪一种单位。把所有相似的操作都集中到一个ADT里，就可以让你基于磅数或像素数来定义整个接口，或者把二者明确地区分开，从而有助于避免混淆。更容易提高性能 如果你想提高操作字体时的性能，就可以重新编写出一些更好的子程序，而不用来回修改整个程序。让程序的正确性更显而易见 验证像currentFont.attribute = current-
Font.attribute or 0x02这样的语句是否正确是很枯燥的，你可以替换成像currentFont.SetBoldOn()这样的语句，验证它是否正确就会更容易一些。对于前者，你可能会写错结构体或数据项的名字，或者用错运算符（用了and而不是or），也可能会写错数值（写成了0x20而不是0x02）。但对于后者，在调用current-
Font.SetBoldOn()时，唯一可能出错的地方就是写错方法（成员函数）名字，因此识别它是否正确就更容易一些。程序更具自我说明性 你可以改进像currentFont.attribute or 0x02这样的语句——把0x02换成BOLD或“0x02所代表的具体含义”，但无论怎样修改，其可读性都不如currentFont.SetBoldOn()这条语句。Woodfield、Dunore和Shen曾做过这样一项研究，他们让一些计算机科学专业的研究生和高年级本科生回答关于两个程序的问题：之一个程序按功能分解为8个子程序，而第二个程序分解为抽象数据类型中的8个子程序（1981）。结果，按那些使用抽象数据类型程序的学生的得分比使用按功能划分的程序的学生高出超过30%。无须在程序内到处传递数据 在刚才那个例子里，你必须直接修改current-
Font的值，或把它传给每一个要操作字体的子程序。如果你使用了抽象数据类型，那么就不用再在程序里到处传递currentFont了，也无须把它变成全局数据。ADT中可以用一个结构体来保存currentFont的数据，而只有ADT里的子程序才能直接访问这些数据。ADT之外的子程序则不必再关心这些数据。你可以像在现实世界中那样操作实体，而不用在底层实现上操作它 你可以定义一些针对字体的操作，这样，程序的绝大部分就能完全以“真实世界中的字体”这个概念来操作，而不再用数组访问、结构体定义、True与False等这些底层的实现概念了。这样一来，为了定义一个抽象数据类型，你只需定义一些用来控制字体的子程序——多半就像这样：currentFont.SetSizeInPoints(sizeInPoints)currentFont.SetSizeInPixels(sizeInPixels)currentFont.SetGBoldOn()currentFont.SetBoldOff()currentFont.SetItalicOn()currentFont.SetItalicOff()currentFont.SetTypeFace(faceName)这些子程序里的代码可能很短——很可能就像你此前看到的那个用拼凑法控制字体时所写的代码。这里的区别在于，你已经把对字体的操作都隔离到一组子程序里了。这样就为需要操作字体的其他部分程序提供了更好的抽象层，同时它也可以在针对字体的操作发生变化时提供一层保护。
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