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    C++中的抽象概念详解

    本文转自:
    c++中的抽象概念详解

    一、定义.

    在面向对象的概念中,我们知道所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的, 如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类 。纯虚函数是在基类中声明的虚函数,它在基类中没有定义,但要求任何派生类都要定义自己的实现方法。在基类中实现纯虚函数的方法是在函数原型后加“=0”。

    virtual void funtion1()=0
    

    二、引入原因:

    1、为了方便使用多态特性,我们常常需要在基类中定义虚拟函数。

    2、在很多情况下,基类本身生成对象是不合情理的。例如,动物作为一个基类可以派生出老虎、孔雀等子类,但动物本身生成对象明显不合常理。

    为了解决上述问题,引入了纯虚函数的概念,将函数定义为纯虚函数,则编译器要求在派生类中必须予以重载以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类,它不能生成对象。

    三、相似概念:

    1、多态性

    指相同对象收到不同消息或不同对象收到相同消息时产生不同的实现动作。C++支持两种多态性:编译时多态性,运行时多态性。

    a.编译时多态性:通过重载函数实现

    b 运行时多态性:通过虚函数实现。

    2、虚函数

    虚函数是在基类中被声明为virtual,并在派生类中重新定义的成员函数,可实现成员函数的动态重载

    3、抽象类

    包含纯虚函数的类称为抽象类。由于抽象类包含了没有定义的纯虚函数,所以不能定义抽象类的对象。

    四、程序

    基类:

    class A
    {
    public:
    A();
    void f1();
    virtual void f2();
    virtual void f3()=0;
    virtual ~A();
    
    };
    
    子类:
    class B : public A
    {
    public:
    B();
    void f1();
    void f2();
    void f3();
    virtual ~B();
    
    };
    主函数:
    int main(int argc, char* argv[])
    {
    A *m_j=new B();
    m_j->f1();
    m_j->f2();
    m_j->f3();
    delete m_j;
    return 0;
    }
    

    程序解释:

    f1()是一个普通的重载.

    调用m_j->f1();会去调用A类中的f1(),它是在我们写好代码的时候就会定好的.

    也就是根据它是由A类定义的,这样就调用这个类的函数.

    f2()是虚函数.

    调用m_j->f2();会调用m_j中到底保存的对象中,对应的这个函数.这是由于new的B

    对象.

    f3()与f2()一样,只是在基类中不需要写函数实现.

    五、总结

       抽象就是把有共同属性或方法的抽象成一个类实现不了自己定义的接口(纯虚函数)就是抽象类。反过来想。如:我们定义了动物的类,属性是有嘴,方法是 吃。我们没有定义吃的具体实现。在派生类 老虎里 定义了 吃的 具体实现  吃肉,派生类 牛 里定义了 吃 的 具体实现 吃草,这就说明动物这个类 是抽象类,决定不了吃的具体实现,必须实现了吃 这个接口的类才不是抽象的类。如果实现了 吃的方法,那动物这个类就不能就不能通过接口说明 它是个抽象类。
    
      定义纯虚函数就是把派生类里的共同的方法抽象出来放到基类里,但并没有具体实现(描述)(因为是抽象的无法具体描述对象),派生类里对这些共同的方法来描述。如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。把’吃肉‘,’吃草‘的共同方法’吃‘提取出来,那么动物就是抽象类。
    
      将函数定义为纯虚函数能够说明,该函数为后代类型提供了可以覆盖的接口,但是这个类中的版本决不会调用。
    
    
    
     为什么说只要拥有纯虚函数的类就是抽象类?
    
     派生类能够描述对象的信息,而基类类却不能描述此类对象的信息(即纯虚函数),就是抽象类。
    
     抽象类定义是对象有共同属性或方法抽象成一个类,但无法描述具体的对象(肯定无法描述),它是不存在的
    
     首先基类里 存在着派生类的 共同的属性 方法,但是如果是虚函数的话,基类的方法就和派生不一样了,
     因为虚函数是动态绑定,它改写基类的虚函数后,就与基类的实现不同了,这样基类就没有提取派生类的共同方法,
     基类也不是抽象类。如果定义为纯虚函数,则基类的纯虚函数就是个接口,纯虚函数不能被调用,它的存在只是为了在派生类中重新定义。通过纯虚函数的定义来确定抽象类以区别具体类。(同样的方法因为派生类能够调用而基类不能调用,所以是抽象类)抽象类也就是无法实例化。
    
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  • 101专利适格性审查指南,这也是大家引颈期盼已久、希望能让抽象概念的认定更为明确的一份指导文件。在此指南中,主要是针对了Alice/Mayo案所确立的适格性测试两步法中的Step 2A进行修订,将其明确拆分为两部份:...

     

    2019年才刚开始几天,美国专利及商标局(USPTO)就给出了一个新年大贺礼 - 35 U.S.C. 101专利适格性审查指南,这也是大家引颈期盼已久、希望能让抽象概念的认定更为明确的一份指导文件。在此指南中,主要是针对了Alice/Mayo案所确立的适格性测试两步法中的Step 2A进行修订,将其明确拆分为两部份:判断一(Prong One)以及判断二(Prong Two),其中又以判断二所认定的是否具备「实际应用」(practical application) 的判断最为重要。

     

    2019年1月4日、USPTO在其网站上公布了新修订之专利目标适格性审查指南 (2019 Revised Patent Subject Matter Eligibility Guidance),这也是自USPTO局长Andrei Iancu于去年9月演讲时提到的将会针对35 U.S.C. 101专利适格性的检验标准进行修订后,大家热烈讨论并期盼着有个认定专利适格性明确方法的正式文件发布。

     

    为什么需要有这份指南?

    于这份指南一开始即提到,自从最高法院给出Alice一案的意见后,日渐增加的各种判例及解读,以及相似情况在不同案件中的不一致认定结果,使得专利适格性的审查工作渐渐变得难以实行 (impractical) 且结果无法预测,造成申请人及审查官相当大的困扰,因此,本指南最大的目标就是提升审查一致性和可预测性(in an effort to improve consistency and predictability)。

     

    指南中主要修订之内容

    在本次指南中,主要针对了Alice / Mayo案所确立的适格性测试两步法中的Step 2A进行修订。笔者将原本两步法流程图依照本次指南内容修改如图1。

     

    新版35 U.S.C. 101专利适格性审查指南针对适格性测试两步法中的Step 2A所作的修订。制表:Johnny Chen

     

    如上图所示,本次修订将Step 2A拆分成了两部份:判断一(Prong One)、以及判断二(Prong Two),分述如下:

     

    Step 2A判断一(Prong One):评估申请专利范围是否包含法定例外 (evaluate whether the claim recites a judicial exception)。

    于判断一中,首先判断是否包含法定例外事项(judicial exception)。若无,则认定此申请专利范围并不「指向(directed to)」法定例外、具备专利适格性。若有,则视此法定例外事项属于「抽象概念(abstract idea)」或是「自然法则(law of nature)/自然现象(natural phenomenon)」,如果属于后者,则直接进行判断二;如果属于前者,则视此抽象概念是否归类于以下典型三分类:

    1. 数学概念 (Mathematical concepts):例如数学关联、数学公式或方程式、数学计算
    2. 组织人类活动的方法 (Certain methods of organizing human activity):例如基本的经济原则或实践,包含避险、保险、风险降低等;又例如商业或法律活动,包含合约、法律义务、广告、营销行为或销售活动、商业关联等;又例如管理个人行为、人与人之间的关系或互动,包含社会活动、教学、用以遵循的规则或指示等。
    3. 心智活动(mental processes):心智执行的概念,包含观察、评价、判断、提出意见等

     

    若可归类于以上「抽象概念的典型三分类」之中,则接着进行Step 2A的判断二(Prong Two),若不归属于典型三分类,则判断是否属于判断一的罕见特例 (rare circumstance) 情况。

     

    抽象概念的罕见特例 (rare circumstance):非属于典型三分类、但仍抽象概念视之的情况 (a claim limitation that does not fall within the enumerated groupings of abstract ideas should nonetheless be treated as reciting an abstract idea)。

    即虽然未包含上述典型三分类所列的抽象概念,但是审查官仍然认定此申请专利范围应视为包含抽象概念的状况,指南中称之为「推定抽象概念 (tentative abstract idea)」。指南中并未详细叙述怎样的情况下会构成此推定抽象概念,仅叙述若被判定为推定抽象概念,则如同判定落入上述的典型三分类之中一般,需要接续进行Step 2A的判断二。然而,指南特别提到,若是由推定抽象概念而最终认定不具适格性 (也就是后续的Step 2A判断二以及Step 2B都没有通过的情况)、则负责案件的审查官需要先行请示USPTO的科技中心主任、并取得其认可 (Any rejection in which a claim limitation, which does not fall within the enumerated abstract ideas ﹝tentative abstract idea﹞, is nonetheless treated as reciting an abstract idea must be approved by the Technology Center Director)。在这种情况下,档案记录 (file record) 中将会有解释 (justification) 关于为何此申请专利范围未包含上述典型三分类,却仍被认定视为抽象概念之理由。

     

    Step 2A判断二 (Prong Two):若包含法定例外,则评估此法定例外是否可以整合至实际应用(if the claim recites a judicial exception, evaluate whether the judicial exception is integrated into a practical application)。

    此处的「实际应用」的定义是:对法定例外施加有 (技术) 意义的限制,使得申请专利范围不仅是为了独占此抽象概念 (imposes a meaningful limit on the judicial exception, such that the claim is more than a drafting effort designed to monopolize the judicial exception)。指南进一步指出,申请专利范围必须具备「额外元素」(additional element),使得此法定例外能整合至「实际应用」。

     

    为了明确上述的「额外元素」,指南举出了许多经典案例来配合说明,例如指南中提到经典的DDR HOLDINGS, LLC V. HOTELS.COM一案,由于诉争专利中提到一种新网络协议,其可以动态产生双来源的混合页面,能区别于传统直接点选超链接的方式,因此具备「能够将法定例外整合至实际应用」的「额外元素」,不仅仅是保护一个网页上能同时显示两组数据源的概念。

     

    若认定为具备此法定例外可以整合至实际应用,则通过测试,此申请专利范围具备专利适格性;相反,若此法定例外无法整合至实际应用,则继续进行两步法中的Step 2B。

     

    Step 2B: 申请专利范围中是否提供发明概念 (evaluate whether the claim provides an inventive concept)

    事实上,新版指南对于Step 2B的内容并没有进行改动,仅强调实际审查时Step 2B 不应重新评估Step 2A做过的判断,也就是Step 2B 应该将重点放在检视其他「额外元素」 (additional element) 之特性,例如:

     

    1. 【具备发明概念的判断】 申请专利范围中具备不属于习知、例行或常规活动的特殊限定或组合之额外元素 (adds a specific limitation or combination of limitations that are not well-understood, routine, conventional activity)

     

    1. 【不具备发明概念的判断】 申请专利范围中的额外元素仅为习知、例行或常规活动之抽象概念的上位化表现 (simply appends well-understood, routine, conventional activities previously known to the industry, specified at a high level of generality, to the judicial exception)

     

    换言之,若「额外元素」于Step 2A 中被认定无法整合至「实际应用」(practical application),审查官仍需要将此「额外元素」以Step 2B 中的标准再审视一次,判断是否具备「发明概念」(inventive concept);如果此「额外元素」不具备整合至「实际应用」的条件、但具有「发明概念」,则仍通过两步法Step 2B测试,具备专利适格性。指南中并举出了以下例子方便理解:假定一个申请专利范围是关于数学方程式以及一系列的数据采集步骤 (mathematical equation and a series of data gathering steps),若审查官于Step 2A之判断二认定此数据采集步骤无法整合至「实际应用」,但又认为此步骤是一个非传统常规方式 (an unconventional way),则于Step 2B的判断中仍可以认定其具有「发明概念」而具备专利适格性。

     

     

    结论

     

    这次的指南中更明确指出抽象概念的典型三分类:数学概念、组织人类活动的方法、以及心智活动,另外还规范了Step 2A的判定重点为申请专利范围必须具备可以整合至「实际应用」的「额外元素」,亦即若申请专利范围中包含不仅为概念性的实质额外技术元素,则可直接通过Step 2A的判断、具备专利适格性;相反的若于Step 2A 中判断不具备实质额外技术元素,则就还需要经过传统Step 2B的判断、视其是否具备足够的「非传统常规」特征而使其实质超越 (significantly more) 本身的抽象概念。

     

     

    作者 Johnny Chen

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