2.2  抽象

自从25年前开始编程(www.cppentry.com)以来，我一直痴迷于那些能扩展程序员能力的工具。这些工具可以是编程(www.cppentry.com)语言、操作系统，甚至可以是关于某个问题的独特思维方式。我知道有一天我将能够轻松解决问题，这些问题是我在刚开始编程(www.cppentry.com)时想都不敢想的——我也知道，我不是独自前行。

我最钟情的工具有一个共性，那就是抽象的概念。当我在处理大问题的时候，这样的工具总是能帮助我将问题分解成独立的子问题，并能确保它们相互独立。也就是说，当我处理问题的某个部分的时候，完全不必担心其他部分。

例如，假设我正在用汇编语言写一个程序，我必须时常考虑机器的状态。我可以支配的工具是寄存器、内存，以及运行于这些寄存器、内存上的指令。要用汇编语言做成任何一件有用的事情，就必须把我的问题用这些特定概念表达出来。

即使是汇编语言也包含了一些有用的抽象。首先是编写的程序在机器执行之前先被解释了。这就是用汇编语言写程序和直接在机器上写程序的区别。更难以察觉的是，对于机器设计者来说，“内存”和“寄存器”的概念本身就是一种抽象。如果抛开抽象不用，则程序的运行就要表示成处理器内无数个门电路的状态变换。如果你的想象力够丰富的话，就可以看到除此之外还有更多层次的抽象。

高级语言提供了更复杂的抽象。甚至用表达式替代一连串单独的算术指令的想法，也是非常重大的。这种想法在20世纪50年代首次被提出时显得很不同凡响，以至于后来成了FORTRAN命名的基础：Formula Translation。抽象如此有用，因此程序员们不断发明新的抽象，并且运用到他们的程序中。结果几乎所有重要的程序都给用户提供了一套抽象。

2.2.1  有些抽象不是语言的一部分

考虑一下文件的概念。事实上每种操作系统都以某种方式使文件能为用户所用。每个程序员都知道文件是什么。但是，在大多数情况下，文件根本不是物理存在的！文件只是组织长期存储的数据的一种方式，并由程序和数据结构的集合提供支持来实现这个抽象。

要使用文件做任何一件有意义的事情，程序员必须知道程序是通过什么访问文件的，以及需要什么样的请求队列。对于典型的操作系统来说，必须确保提出不合理请求的程序得到相应的错误提示，而不能造成系统本身崩溃或者文件系统破坏。实际上，现代的操作系统已经就一个目的达成了共识，就是要在文件之间构筑“防火墙”，以便增加程序在无意中修改数据的难度。