Процедурная абстракция
Процедурная абстракция или процедура - наиболее известный в программировании тип абстракции. Всякий, кто применял для выполнения функции подпрограмму, реализовывал тем самым процедурную абстракцию. Процедуры объединяют в себе методы абстракции через параметризацию и спецификацию, позволяя абстрагировать отдельную операцию или событие.
Процедура выполняет преобразование входных аргументов в выходные. Более точно, это есть отображение набора значений входных аргументов в выходной набор результатов с возможной модификацией входных значений. Причем оба эти набора могут быть пусты.
Посмотрим, как же проявляются рассмотренные нами абстракции через параметризацию и спецификацию в процедурах, и выявим те преимущества, предоставляемые процедурной абстракцией.
Абстракция представляет собой некоторый способ отображения. При этом мы абстрагируемся от "несущественных" подробностей, описывая лишь те, которые имеют непосредственное отношение к решаемой задаче. Реализации абстракций должны быть согласованы по всем таким "существенным" подробностям, а в остальном могут отличаться. Разумеется, различие между существенным и несущественным зависит от конкретной решаемой задачи.
В абстракции через параметризацию мы абстрагируемся от конкретных используемых данных. Эта абстракция определяется в терминах формальных параметров. Фактические данные связываются с этими параметрами в момент использования этой абстракции. Значения конкретных используемых данных являются несущественными, важно только их количество и тип. Преимущество таких обобщений заключается в том, что они уменьшают объем программ и, следовательно, объем модификаций.
В абстракции через спецификацию внимание фокусируется на "поведении" - "то, что делается", несущественным же является то, "как" это делается. В этом состоит главное преимущество абстракции через спецификацию, что позволяет переходить к другой реализации без внесения изменений в программу, использующую данную процедуру.
Например, существует достаточно много разнообразных алгоритмов сортировки и предположим, что в вашей программе описана некоторая процедура = функция SORT, реализующая один из таких алгоритмов. Допустим, что по каким-то причинам Вас перестал удовлетворять запрограммированный вариант, в этом случае достаточно просто переписать тело этой самой SORT, не внося изменений в остальную часть программы (однако при условии, что сохранится тип обрабатываемых данных). В данном случае для общего выполнения программы считается несущественным механизм сортировки.
Абстракция через спецификацию наделяет структуру программы двумя отличительными особенностями.
1. Локальность
2. Модифицируемость
Локальность означает, что реализация одной абстракции может быть создана и рассмотрена без необходимости анализа реализации какой-либо другой абстракции. Принцип локальности позволяет составлять программу из абстракций, создаваемых людьми, работающими независимо друг от друга. Один человек может создать абстракцию, которая использует абстракцию, созданную кем-то другим. Для понимания и сопровождения программы, составленной из абстракций важно знать, что реализуют собой сами используемые абстракции, а не конкретные операторы их тел. Именно в этом и состоит игнорирование несущественной информации, коей является текст тел используемых процедур.
Вторая особенность - модифицируемость. Абстракция через спецификацию позволяет упростить модификацию программы. Если реализация абстракции меняется, но ее спецификация остается прежней, то эти изменения не повлияют на оставшуюся часть программы. Разумное определение необходимых абстракций на начальном этапе разработки с учетом возможных модификаций может значительно сократить объем работ.
Вот собственно и все, что я хотел рассказать о процедурной абстракции. Как Вы видите все представленное здесь, в общем-то, не является чем-то качественно новым, возможно лишь, что для многих из Вас это заставит по-иному смотреть на, казалось бы, привычные и понятные вещи. Язык С, с которым Вы достаточно хорошо знакомы, как впрочем, и все процедурные языки такого уровня, позволяет реализовывать процедурную абстракцию посредством написания функций. Однако до сих пор возможность добавлять в базовый уровень новых типов данных не подкреплялась введением новых операций с этими типами. Такая возможность предоставляется на уровне абстракции данных.
