抽象

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开发者经常谈论抽象。例如：

抽象的目的不是为了含糊其辞，而是为了创造一个新的语义层面，在这个层面上可以做到绝对精确。

——艾兹格·迪克斯特拉

或者

宁可重复劳动，也不要错误的抽象。

——桑迪·梅茨

或者

我们如何创建抽象层来隐藏特定 UI 部分的实现细节？

——丹·阿布拉莫夫

此外，丹在一条推文中提到了“抽象阶梯”。我在之前的文章中使用了“抽象塔” 。开发者们所说的“抽象”究竟是什么意思？

什么是抽象？

抽象，是指将许多事物中观察到的共同特征或关系提取出来，或称之为“抽象”的认知过程，或者说是这种过程的产物。
被抽象出来的对象——即抽象概念或抽象对象——有时被认为是一种概念（或“抽象思想”），而不是一种属性或关系。

——大英百科全书

我还查阅了牛津词典、韦氏词典和斯坦福英文词典，但它们并没有提供太多帮助。

更简洁的定义是——抽象是去除细节过程的产物。注意，它并没有具体说明要去除哪些细节，以及为什么要去除，又是如何去除的。这是一个相当宽泛的定义，程序员使用“抽象”一词时，它可以指代很多不同的概念。让我们来看看。

抽象模型

当我们需要在应用程序中表示真实（或非真实）对象时，我们通常只选择一些我们关注的属性（细节）。这种表示方法称为建模。我们只关注一些选定的细节，而忽略其他细节，这就是抽象。

例如：在关系数据库中将实体建模为表，在面向对象编程中将实体建模为类，在高级类型系统中将实体建模为类型。

抽象即实现细节的隐藏

当我们构建某个 API、接口或契约，并隐藏其具体实现方式时，我们就可以在不修改 API 的情况下更改实现。我们隐藏实现细节，例如将其移除，也就是进行抽象。

例如：高级语言抽象掉了硬件层面实现的细节；关系数据库以 SQL 的形式公开 API，我们不需要知道它在底层使用了哪些算法和数据结构就可以使用它。

有时抽象会隐藏不同的抽象，因此我们有多层抽象，也称为抽象之塔或抽象之梯。

如果我们仍然需要了解其底层实现方式，这就被称为“抽象泄漏”。例如，关系数据库中的索引通常用 B 树实现，这就是为什么查询速度LIKE abc%会LIKE %abc很慢的原因。

抽象作为一种概括

我们只需关注群体中的某些共同细节，就能将群体归入同一类别，并对整个群体做出判断。我们忽略了不常见的细节，进行了抽象。

正如你所见，我们选择关注哪些细节，会影响我们最终会归入哪个群体。从这个意义上讲，抽象是一种视角。

例如：面向对象编程（继承）层次结构中的基类；

问题在于定义过于宽泛

正如我们所见，在软件开发中很多事物都可以被视为抽象概念，这可能会让人感到困惑（我认为）。我们需要区分不同类型的抽象吗？它们是相似的，还是只是看起来相似？我不知道。

抽象错误

我们有时会听到“错误的抽象”这样的说法。那么，究竟是什么让抽象变得错误（或糟糕）呢？错误的抽象是指我们选择关注错误的细节。例如，当两段代码语法相似（例如，看起来相似），但目的未必相同时——在这种情况下引入抽象可能是一个很大的错误（桑迪·梅茨（Sandi Metz）也谈到了这一点）。

当我们说“关注错误的细节”时，我们需要理解“错误”取决于具体情况。当上下文发生变化时，例如，引入了新的需求，而我们原有的抽象概念不再适用于新的上下文时，抽象概念最终可能会变得不准确。

抽象思维

抽象思维超越了软件开发范畴，它是一种认知过程。抽象思维和范畴思维一样，都有其弊端，我们需要意识到这一点。

不同的事物看起来可能相似。

当我们进行抽象思考时，我们可以选择一组特定的细节，使不同的事物看起来相似。例如，摩天轮和汽车，两者都有轮子，都可以乘坐，但只有汽车可以用来从一个地方移动到另一个地方。

相似的事物看起来可能不同

当我们进行抽象思考时，我们可以选择一组特定的细节，使相似的事物看起来截然不同。例如，鲸鱼与海胆的亲缘关系比与鲨鱼的亲缘关系更近。

不同的人可以选择不同的抽象概念。

抽象就像坐标系——它可以任意选择，因此，这可能会造成混乱。

延伸阅读

• 《你是什么意思？》凯夫林·亨尼
• 扎克·特尔曼著《论抽象》
• 罗恩·普雷斯勒著《论抽象的本质》
• “抽象路径：从经验到概念”