2 Data Abstraction

2.1 Specifying Data via Interfaces

一般来说，数据类型可以对应多个满足这种类型的实现。比如整数，可以使用阿拉伯数字，也可以通过数点的个数来实现。如果在需要表示一种数据类型时，我们直接定义一种数据类型的实现以及相关操作。但在需要更改实现时，会很麻烦，因为使用者也需要更改所有依赖这种实现的代码。

通过数据抽象，一种数据类型可以分成两个部分：interface（接口，是数据类型的本质特征所在）和implementation（具体实现）。接口表明数据类型（概念上的类型）的特征，具体实现是该数据类型的一种实现。通过这种方式定义的类型也叫abstract data type（抽象数据类型）。使用这种方法，可以只给使用者提供接口，把实现细节隐藏。这样当我们更改数据类型的实现时，使用者不需要更改任何东代码。

如果用户程序只通过抽象数据类型的接口来操作数据，那么用户程序就是representation-independent（具体实现无关）的。

举个例子，自然数这种数据类型，其向外提供以下接口：zero、is-zero?、successor、predecessor。其中zero、successor、predecessor称为constructor（构造器），is-zero?称为observer（观察者）。

实现方法有：Unary representation（一元表示法），Scheme number representation（Scheme语言表示法），Bignum representation（大数表示法）。

如果能知道抽象数据类型的具体实现，这该类型是transparent（透明），如果无法知道，则是opaque（不透明）。如果是透明型的数据类型，则需要约束使用者，让其只使用接口，不依赖具体实现，才能体现抽象数据类型的价值。

2.2 Representation Strategies for Data Types

本节通过使用environments（环境）数据类型来介绍一些实现数据类型的策略。环境数据类型用于关联变量名称和变量值的结构，可以理解成这样一个函数，如果给其一个变量名称，会返回一个值。

2.2.1 The Environment Interface

环境类型包括的接口：empty-env，apply-env，extend-env。

2.2.2 Data Structure Representation

The Interpreter Recipe

1. Look at a piece of data.
2. Decide what kind of data it represents.
3. Extract the components of the datum and do the right thing with them.

2.2.3 Procedural Representation

2.3 Interfaces for Recursive Data Types

Designing an Interface for a recursive data type

1. Include one constructor for each kind of data in the data type.
2. Include one predicate for each kind of data in the data type.
3. Include one extractor for each piece of data passed to a constructor of the data type.

2.4 A Tool for Defining Recursive Data Types

名称：define-datatype

2.5 Abstract Syntax and Its Representation

语法，可以用来表示某种意思。语法分为concrete syntax（具体语法）和abstract syntax（抽象语法），类似数据类型的接口和具体实现。抽象语法通常使用abstract syntax tree（AST，抽象语法树）来表示。

同一个抽象语法，可以对应多个具体语法。例如，概念中的鸟，中文叫“鸟”，英文则叫“bird”，还有其它语言的叫法。不同的文字，可以表示同一个概念。