Giáo Trình Lập Trình Hướng Đối Tượng Ngành Công Nghệ Thông Tin Cao Đẳng

Giáo trình lập trình hướng đối tượng cho ngành công nghệ thông tin cao đẳng, cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên.

• Tác giả: Phan Quốc Cường
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Giáo Trình Lập Trình Hướng Đối Tượng Cơ Bản
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Đồng Tháp

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
• 1.1. Thế nào là lập trình hướng đối tượng
• 1.2. Một số khái niệm quan trọng
• 1.3. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA C++
• 2.1. Cấu trúc chương trình
• 2.2. Cấu trúc điều khiển
• 2.2.1. Cấu trúc điều kiện: if và else
• 2.2.2. Các cấu trúc lặp
• 2.2.3. Các lệnh rẽ nhánh và lệnh nhảy
• 2.3. Con trỏ và chuỗi ký tự
• 2.4. Tham số mặc định của hàm
• 2.5. Truyền tham số
• 2.6. BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: LỚP VÀ ĐỐI TƯỢNG
• 3.1. Phạm vi lớp và truy cập các thành viên lớp
• 3.2. Hàm tạo và hàm hủy
• 3.2.1. Dùng hàm tạo trong khai báo
• 3.2.2. Dùng hàm tạo trong cấp phát bộ nhớ
• 3.2.3. Dùng hàm tạo để biểu diễn các đối tượng hằng
• 3.2.4. Hàm tạo mặc định
• 3.2.5. Hàm tạo và hàm hủy được gọi khi nào?
• 3.3. Đối tượng hằng và hàm thành viên hằng
• 3.4. Hàm bạn và lớp bạn
• 3.5. Hàm thành viên tĩnh
• 3.6. Con trỏ this
• 3.7. BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỪA KẾ
• 4.1. Ép kiểu các con trỏ lớp cơ sở tới các con trỏ lớp dẫn xuất
• 4.2. Các lớp cơ sở public, protected và private
• 4.3. Các constructor và destructor lớp dẫn xuất
• 4.4. Các lớp cơ sở ảo (virtual base classes)
• 4.5. BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 4
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH ĐA HÌNH
• 5.1. Phương thức ảo (virtual function)
• 5.2. Các đặc trưng của phương thức ảo
• 5.3. Lớp trừu tượng (Abstract class)
• 5.4. Các thành viên ảo của một lớp
• 5.4.1. Toán tử ảo
• 5.4.2. Có constructor và destructor ảo hay không?
• 5.5. BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 5
• 6. CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH THEO HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
• 6.1. Các giai đoạn phát triển hệ thống
• 6.2. Các bước cần thiết để thiết kế chương trình
• 6.3. Một số ví dụ minh họa
• 6.4. BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƯƠNG 6
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Lập Trình Hướng Đối Tượng Cơ Bản

Giáo trình lập trình hướng đối tượng cơ bản cho ngành công nghệ thông tin cung cấp nền tảng vững chắc cho sinh viên. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm cơ bản như lớp, đối tượng, kế thừa và tính đa hình. Những khái niệm này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ về lập trình mà còn áp dụng vào thực tiễn trong phát triển phần mềm.

1.1. Khái niệm lập trình hướng đối tượng

Lập trình hướng đối tượng (OOP) là phương pháp lập trình dựa trên các đối tượng. Đối tượng là sự kết hợp giữa dữ liệu và các phương thức thao tác trên dữ liệu đó. OOP giúp tổ chức mã nguồn một cách hiệu quả và dễ bảo trì.

1.2. Tầm quan trọng của giáo trình trong ngành công nghệ thông tin

Giáo trình này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên phát triển kỹ năng thực hành. Việc nắm vững lập trình hướng đối tượng là điều cần thiết cho bất kỳ lập trình viên nào trong ngành công nghệ thông tin.

II. Những Thách Thức Khi Học Lập Trình Hướng Đối Tượng

Học lập trình hướng đối tượng có thể gặp nhiều thách thức, đặc biệt là đối với những người mới bắt đầu. Việc hiểu và áp dụng các khái niệm như lớp, đối tượng, kế thừa và tính đa hình có thể gây khó khăn cho sinh viên.

2.1. Khó khăn trong việc hiểu các khái niệm cơ bản

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc phân biệt giữa lớp và đối tượng. Việc nắm vững các khái niệm này là rất quan trọng để có thể áp dụng vào thực tiễn.

2.2. Thách thức trong việc áp dụng vào thực tế

Khi chuyển từ lý thuyết sang thực hành, sinh viên thường gặp khó khăn trong việc thiết kế và triển khai các chương trình hướng đối tượng. Điều này đòi hỏi sự luyện tập và kinh nghiệm thực tế.

III. Phương Pháp Học Lập Trình Hướng Đối Tượng Hiệu Quả

Để học lập trình hướng đối tượng hiệu quả, sinh viên cần áp dụng một số phương pháp học tập nhất định. Những phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình tiếp thu kiến thức và kỹ năng.

3.1. Thực hành qua các bài tập lập trình

Thực hành là cách tốt nhất để nắm vững lập trình hướng đối tượng. Sinh viên nên tham gia vào các bài tập lập trình thực tế để củng cố kiến thức.

3.2. Tham gia vào các dự án nhóm

Làm việc nhóm giúp sinh viên học hỏi từ nhau và áp dụng các khái niệm OOP vào các dự án thực tế. Điều này không chỉ nâng cao kỹ năng lập trình mà còn phát triển kỹ năng làm việc nhóm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Lập Trình Hướng Đối Tượng

Lập trình hướng đối tượng có nhiều ứng dụng trong phát triển phần mềm hiện đại. Các ứng dụng này không chỉ giới hạn trong lĩnh vực công nghệ thông tin mà còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác.

4.1. Phát triển phần mềm ứng dụng

Nhiều phần mềm ứng dụng hiện nay được phát triển dựa trên các nguyên tắc của lập trình hướng đối tượng. Điều này giúp tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng của phần mềm.

4.2. Thiết kế hệ thống thông tin

Lập trình hướng đối tượng cũng được áp dụng trong thiết kế hệ thống thông tin, giúp tổ chức và quản lý dữ liệu một cách hiệu quả.

V. Kết Luận Về Giáo Trình Lập Trình Hướng Đối Tượng

Giáo trình lập trình hướng đối tượng cơ bản cho ngành công nghệ thông tin là một tài liệu quan trọng giúp sinh viên nắm vững các khái niệm và kỹ năng cần thiết. Việc hiểu và áp dụng các khái niệm này sẽ giúp sinh viên thành công trong sự nghiệp lập trình.

5.1. Tương lai của lập trình hướng đối tượng

Lập trình hướng đối tượng sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghệ thông tin. Các công nghệ mới sẽ tiếp tục được phát triển dựa trên các nguyên tắc OOP.

5.2. Khuyến nghị cho sinh viên

Sinh viên nên chủ động tìm hiểu và thực hành lập trình hướng đối tượng để nâng cao kỹ năng. Tham gia các khóa học và dự án thực tế sẽ giúp củng cố kiến thức và kỹ năng lập trình.

Nội dung chính

THÔNG TIN VÀ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG

---

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Môn học: Lập trình hướng đối tượng được biên soạn bởi tác giả Phan Quốc Cường, ban hành kèm theo Quyết định của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp (Ủy ban Nhân dân Tỉnh Đồng Tháp) vào tháng 7 năm 2017. Giáo trình được thiết kế cho ngành đào tạo Công nghệ thông tin ở trình độ Cao đẳng.

Trong khung chương trình đào tạo, môn học đóng vai trò là học phần kỹ thuật chuyên ngành cốt lõi, tạo bước chuyển tiếp phương pháp luận từ mô hình lập trình cấu trúc (như Pascal, C) sang mô hình lập trình hướng đối tượng (Object-Oriented Programming - OOP). Mục tiêu học tập trọng tâm của tài liệu bao gồm:

• Phân biệt rõ sự khác nhau về mặt bản chất và tư duy kiến trúc giữa lập trình cấu trúc truyền thống và lập trình hướng đối tượng.
• Hiểu và vận dụng ba đặc tính nền tảng của lập trình hướng đối tượng: tính đóng gói (Encapsulation), tính kế thừa (Inheritance) và tính đa hình (Polymorphism).
• Nắm vững kỹ thuật lập trình C++, bao gồm cơ chế cấp phát bộ nhớ, con trỏ, hàm tạo (constructor), hàm hủy (destructor), thành viên tĩnh, hàm bạn và xử lý đa thừa kế.
• Tiếp cận phương pháp phân tích và thiết kế chương trình hướng đối tượng, chuyển hóa các bài toán thực tế thành hệ thống các lớp tương tác.

Giáo trình có kết cấu gồm 6 chương với dung lượng 222 trang, tiếp cận từ nền tảng lý thuyết đối tượng, củng cố cú pháp ngôn ngữ C++, đi sâu vào các cơ chế hướng đối tượng chuyên biệt và kết thúc bằng phương pháp thiết kế hệ thống.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       TIẾN TRÌNH NỘI DUNG GIÁO TRÌNH                          |
+-------------------------------------------------------------------------------+
| Chương 1: Nền tảng tư duy OOP (Đóng gói, Kế thừa, Đa hình, Late Binding)      |
|                                       v                                       |
| Chương 2: Cú pháp C++ & Kỹ thuật nâng cao (Điều khiển, Con trỏ, Chuỗi ký tự)  |
|                                       v                                       |
| Chương 3: Lớp và Đối tượng (Constructor/Destructor, static, friend, this)     |
|                                       v                                       |
| Chương 4: Tính Thừa kế (Kế thừa đơn/đa cấp, Lớp cơ sở ảo)                     |
|                                       v                                       |
| Chương 5: Tính Đa hình (Phương thức ảo, Lớp trừu tượng, Destructor ảo)        |
|                                       v                                       |
| Chương 6: Thiết kế chương trình hướng đối tượng (Mô hình hóa thực thể)        |
+-------------------------------------------------------------------------------+

Các chương và chủ đề chính

• Chương 1: Lập trình hướng đối tượng (Trang 1 - 8)
  Trình bày sự đối chiếu giữa lập trình cấu trúc và lập trình hướng đối tượng; phân tích khái niệm lớp (class), đối tượng (object), phương thức (method) và biến lớp. Phân tích ba trụ cột cơ bản: tính đóng gói, tính kế thừa (lớp cơ sở base class, lớp dẫn xuất derived class), và tính đa hình gắn liền với cơ chế liên kết muộn (late binding/runtime binding). Tài liệu sử dụng mô hình quản lý ấn phẩm thư viện với lớp cơ sở AnPham cùng hai lớp dẫn xuất TapChi và Sach để minh họa.

• Chương 2: Các đặc điểm của C++ (Trang 9 - 75)
  Hệ thống hóa cấu trúc mã nguồn C++, thư viện vào ra chuẩn iostream.h, hàm main() và câu lệnh cout, cin. Khảo sát cấu trúc rẽ nhánh (if-else, switch-case), vòng lặp (while, do-while, for), các lệnh nhảy (break, continue, goto, hàm exit). Phân tích chuyên sâu về bộ nhớ và con trỏ: toán tử địa chỉ &, toán tử tham chiếu *, quan hệ giữa con trỏ và mảng, con trỏ hằng, số học con trỏ, con trỏ trỏ tới con trỏ (char **), con trỏ không kiểu (void*), con trỏ hàm (operation(..., int (*functocall)(int, int))), chuỗi ký tự mảng char và các hàm xử lý từ <string.h> như strcpy.

• Chương 3: Lớp và đối tượng (Trang 76 - 145)
  Quy định phạm vi truy cập thành viên lớp (public, private, protected). Thiết lập cơ chế hàm tạo (constructor) và hàm hủy (destructor): cú pháp khai báo, gọi tự động, cấp phát bộ nhớ, hàm tạo mặc định. Cài đặt các thành phần nâng cao: đối tượng hằng, hàm thành viên hằng (const), hàm bạn và lớp bạn (friend), hàm thành viên tĩnh (static), sử dụng tường minh con trỏ this và kỹ thuật trả về tham chiếu đối tượng (minh họa qua lớp Time).

• Chương 4: Thừa kế (Trang 146 - 179)
  Thiết lập mô hình phân cấp kế thừa đơn và đa cấp (minh họa qua cấu trúc lớp Shape). Định nghĩa các chế độ thừa kế public, protected, private; cơ chế ép kiểu con trỏ lớp cơ sở đến con trỏ lớp dẫn xuất; quy tắc và thứ tự thực thi của constructor và destructor trong quan hệ dẫn xuất. Giải quyết hiện tượng xung đột đa thừa kế bằng kỹ thuật lớp cơ sở ảo (virtual base classes).

• Chương 5: Tính đa hình (Trang 180 - 202)
  Trình bày chi tiết cơ chế phương thức ảo (virtual function), bảng hàm ảo và đặc trưng liên kết động. Xây dựng khái niệm lớp trừu tượng (abstract class) chứa các hàm thuần ảo. Khảo sát các thành viên ảo của một lớp: đa năng hóa toán tử ảo và kỹ thuật sử dụng hàm hủy ảo (virtual destructor) để giải phóng an toàn bộ nhớ của lớp dẫn xuất.

• Chương 6: Thiết kế chương trình theo hướng đối tượng (Trang 203 - 221)
  Tổng kết các giai đoạn phát triển hệ thống và quy trình từng bước thiết kế chương trình hướng đối tượng theo phương pháp tiếp cận từ dưới lên (bottom-up) và từ trên xuống (top-down). Triển khai các ví dụ mô hình hóa thực tế: hệ thống tính lương nhân viên gồm lớp cơ sở Nguoi và các lớp dẫn xuất BienChe, HopDong; hệ thống quản lý học đường gồm các lớp Nguoi, SinhVien, GiangVien.

---

Bảng đối chiếu khái niệm lập trình cấu trúc và lập trình hướng đối tượng (Chương 1)

Tiêu chí	Lập trình cấu trúc (Structured Programming)	Lập trình hướng đối tượng (OOP)
Đơn vị tổ chức trung tâm	Hàm (Functions) và Thủ tục (Procedures).	Lớp (Classes) và Đối tượng (Objects).
Xử lý dữ liệu	Dữ liệu và giải thuật tách rời; truyền qua tham số.	Dữ liệu và phương thức đóng gói chung trong một thực thể.
Cơ chế bảo vệ dữ liệu	Hạn chế; dữ liệu toàn cục dễ bị truy cập tự do.	Che giấu thông tin qua các phạm vi private, protected.
Khả năng tái sử dụng	Gọi lại các hàm/thư viện con.	Tái sử dụng và mở rộng qua kế thừa (Inheritance).
Ngôn ngữ đại diện	C, Pascal, FoxPro.	C++, Smalltalk.

---

Kiến thức nền tảng được xây dựng

1. Nguyên lý Đóng gói (Encapsulation) & Che giấu thông tin: Ràng buộc dữ liệu với các thao tác xử lý thành một khối thống nhất (lớp/đối tượng), ngăn ngừa tác động trực tiếp trái phép từ bên ngoài thông qua các từ khóa phạm vi (private, public, protected).
2. Nguyên lý Kế thừa (Inheritance): Thiết lập quan hệ phân cấp hình cây giữa lớp cha (lớp cơ sở) và lớp con (lớp dẫn xuất), hỗ trợ kế thừa thuộc tính/phương thức và định nghĩa bổ sung mà không cần viết lại từ đầu.
3. Nguyên lý Đa hình (Polymorphism) & Liên kết muộn (Late Binding): Cho phép một thông điệp thực thi theo các cách khác nhau tùy thuộc vào lớp cụ thể của đối tượng nhận thông điệp tại thời điểm chương trình đang chạy.
4. Cơ chế Quản lý bộ nhớ và Vòng đời đối tượng: Quản trị con trỏ, toán tử cấp phát và thứ tự thực thi tự động của hàm tạo (constructor) khi khởi tạo và hàm hủy (destructor) khi đối tượng kết thúc phạm vi tồn tại.

---

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Cài đặt cú pháp C++, quản lý biến con trỏ và địa chỉ ô nhớ, viết hàm tạo/hàm hủy, khai báo hàm ảo, định nghĩa lớp cơ sở ảo, xây dựng lớp trừu tượng và nạp chồng toán tử.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích yêu cầu bài toán thực tế, bóc tách thực thể để xác định các thuộc tính (dữ liệu) và hành vi (phương thức), xác định chính xác quan hệ thừa kế giữa các lớp.
• Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Đọc hiểu thông báo lỗi từ trình biên dịch (TBD), gỡ lỗi sai lệch địa chỉ con trỏ, tổ chức chương trình thành nhiều lớp đối tượng để giải quyết các bài toán quản lý (ấn phẩm, tính tiền lương, quản lý hồ sơ nhân sự).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm quy chuẩn trong đào tạo kỹ thuật lập trình: kết hợp song song giữa định nghĩa lý thuyết, cú pháp mẫu và các đoạn mã chương trình thực thi (code listing) kèm kết quả xuất ra màn hình tương ứng.

+--------------------------------------------------------------------------+
|                 QUY TRÌNH HỌC TẬP TỪNG CHƯƠNG ĐỀ XUẤT                    |
+--------------------------------------------------------------------------+
| 1. Xem trước Đề cương chi tiết & Mục đích yêu cầu                        |
| 2. Đọc trước nội dung lý thuyết trong giáo trình trước khi lên lớp       |
| 3. Thực hành gõ, biên dịch và chạy các đoạn mã ví dụ minh họa             |
| 4. Phân tích kết quả thực thi và thông báo lỗi của trình biên dịch (TBD) |
| 5. Hoàn thành hệ thống Câu hỏi ôn tập và Bài tập thực hành cuối chương   |
+--------------------------------------------------------------------------+

• Hệ thống ví dụ minh họa: Tài liệu tích hợp các chương trình hoàn chỉnh từ mức cơ bản (như tính thể tích hình hộp, tính thể tích hình lập phương, đếm ngược bằng các vòng lặp) đến phức tạp (xử lý con trỏ hàm addition/subtraction, phân cấp lớp Shape, đối tượng thời gian Time, các lớp nhân sự Nguoi, BienChe, HopDong).
• Hệ thống đánh giá: Mỗi chương kết thúc bằng phần Câu hỏi ôn tập (củng cố lý thuyết phân biệt khái niệm) và Bài tập thực hành (yêu cầu viết mã nguồn, thiết kế lớp và biên dịch trên máy tính).
• Hướng dẫn tự học: Đầu mỗi chương đều có mục Mục đích và Nhiệm vụ tự học và tài liệu tham khảo của sinh viên, quy định rõ sinh viên phải xem trước đề cương chi tiết và đọc trước tài liệu trước khi tham gia giờ giảng lý thuyết trên lớp.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Cấu trúc sư phạm trực quan: Giáo trình cung cấp danh mục gồm 33 hình vẽ minh họa, bao gồm các sơ đồ phân cấp lớp kế thừa (Hình 1, Hình 16, Hình 17, Hình 30, Hình 32), sơ đồ đối tượng phần mềm (Hình 5, Hình 6), cùng các ảnh chụp kết quả thực thi chương trình và thông báo lỗi thực tế từ trình biên dịch (Hình 8, Hình 11, Hình 13).
• Tiếp cận C++ kinh điển: Trình bày chi tiết cơ chế hoạt động tầng thấp của ngôn ngữ C++ (sử dụng thư viện <iostream.h>, giải thích bản chất toán tử sizeof, quản lý ô nhớ 1 byte, địa chỉ ô nhớ và con trỏ mảng), giúp người học nắm bắt sâu cách thức mã nguồn vận hành trên bộ nhớ máy tính.
• Tích hợp bài toán mô hình hóa thực tế: Các ví dụ trong giáo trình được xây dựng dựa trên các bài toán quản lý thực tiễn như: quản lý thư viện ấn phẩm (sách, tạp chí, mã ISBN, ngày xuất bản), tính toán lương nhân sự theo các hình thức biên chế hoặc hợp đồng, quản lý đối tượng người, sinh viên và giảng viên.
• Quy trình thiết kế hệ thống tường minh: Tại Chương 6, tài liệu hệ thống hóa các giai đoạn phát triển phần mềm và chỉ rõ các bước cần thiết để thiết kế chương trình hướng đối tượng, làm rõ phương pháp tìm các điểm chung giữa các đối tượng để hình thành lớp cơ sở.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên ngành Công nghệ thông tin trình độ Cao đẳng hoặc Đại học đang học học phần Lập trình hướng đối tượng hoặc các môn lập trình C++ nâng cao.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần nắm vững kiến thức lập trình cơ sở (các kiểu dữ liệu cơ bản, cấu trúc rẽ nhánh, vòng lặp, tư duy thuật toán và khái niệm chương trình con/hàm) đã được trang bị ở môn Lập trình cấu trúc (C hoặc Pascal).
• Giảng viên giảng dạy: Tài liệu sử dụng làm giáo trình giảng dạy chính khóa, định hướng cấu trúc bài giảng lý thuyết trên lớp kết hợp phân bổ nội dung cho các buổi thực hành phòng máy từ Chương 1 đến Chương 6.
• Người tự học và tham khảo: Lập trình viên muốn nắm bắt bản chất của mô hình hướng đối tượng, cơ chế liên kết muộn, quản lý con trỏ và bảng phương thức ảo trong C++.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?

Giáo trình được biên soạn chính thức cho sinh viên ngành Công nghệ thông tin trình độ Cao đẳng theo khung chương trình của Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp, đồng thời phục vụ làm tài liệu tham khảo cho người học lập trình hướng đối tượng nói chung.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học giáo trình này?

Người học cần có kiến thức cơ bản về lập trình cấu trúc, hiểu cách khai báo biến, mảng, cấu trúc điều khiển (if-else, vòng lặp) và cách xây dựng hàm trong các ngôn ngữ lập trình cơ sở như C hoặc Pascal.

3. Điểm khác biệt của giáo trình trong cách tiếp cận lập trình hướng đối tượng là gì?

Giáo trình không chỉ trình bày lý thuyết OOP thuần túy mà phân tích sâu cơ chế cài đặt của C++ ở mức bộ nhớ (thao tác con trỏ, con trỏ hàm, con trỏ void, con trỏ this, lớp cơ sở ảo và bảng hàm ảo), giúp người học hiểu rõ cách thức hoạt động bên dưới của ngôn ngữ.

4. Làm thế nào để tự học giáo trình đạt hiệu quả cao?

Người học cần tuân thủ hướng dẫn tự học ở đầu mỗi chương: xem trước đề cương, đọc nội dung lý thuyết, tự gõ lại và biên dịch các đoạn mã nguồn ví dụ, phân tích các thông báo lỗi biên dịch được giáo trình chỉ dẫn, và hoàn thành các bài tập thực hành cuối chương.

5. Giáo trình có cung cấp bài tập và ví dụ thực hành không?

Có. Tất cả các chương (từ Chương 1 đến Chương 6) đều tích hợp đầy đủ hệ thống câu hỏi ôn tập lý thuyết, ví dụ mã nguồn minh họa chi tiết và các bài tập thực hành ứng dụng.

---

Kết luận

Giáo trình Môn học: Lập trình hướng đối tượng của tác giả Phan Quốc Cường (Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp, 2017) là tài liệu học thuật hoàn chỉnh về mô hình lập trình hướng đối tượng được cài đặt thông qua ngôn ngữ C++. Tài liệu cung cấp lộ trình học tập logic từ việc chuyển đổi tư duy lập trình cấu trúc sang hướng đối tượng, làm chủ cú pháp và con trỏ C++, nắm vững các cơ chế đóng gói, kế thừa, đa hình, đến quy trình phân tích và thiết kế hệ thống phần mềm hoàn chỉnh. Sinh viên và người học có thể kết hợp việc nghiên cứu giáo trình này với các tài liệu tham khảo chuẩn về C++ và OOP để nâng cao năng lực lập trình và xây dựng phần mềm chuyên nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG NGÀNH, NGHỀ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 20… của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. i LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng sẽ trình bày một cách hệ thống các khái niệm của lập trình hƣớng đối tƣợng đƣợc cài đặt trong C++ nhƣ: lớp, đối tƣợng, sự kế thừa, tính đa hình. Bên cạnh đó, bài giảng cũng giới thiệu chi tiết cách thiết kế một chƣơng trình hƣớng đối tƣợng đến ngƣời học.

Bài giảng bao gồm các chƣơng sau:  Chƣơng 1: LẬP TRÌNH HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG  Chƣơng 2: CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA C++  Chƣơng 3: LỚP VÀ ĐỐI TƢỢNG  Chƣơng 4: THỪA KẾ  Chƣơng 5: TÍNH ĐA HÌNH  Chƣơng 6: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến bạn bè, đồng nghiệp đã có những ý kiến đóng góp sâu sắc cho bài giảng này. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gửi đến địa chỉ mail: pqcuong@dtcc. Xin chân thành cảm ơn! Đồng Tháp, ngày 01 tháng 07 năm 2017 Tác giả Phan Quốc Cƣờng i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .ii DANH MỤC CÁC HÌNH. 1 LẬP TRÌNH HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG .1 Thế nào là lập trình hƣớng đối tƣợng .2 Một số khái niệm quan trọng.

3 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1. 9 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA C++ .1 Cấu trúc chƣơng trình .2 Cấu trúc điều khiển .1 Cấu trúc điều kiện: if và else .2 Các cấu trúc lặp .3 Các lệnh rẽ nhánh và lệnh nhảy .3 Con trỏ và chuỗi ký tự .4 Tham số mặc định của hàm .6 Truyền tham số. 64 BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƢƠNG 2. 76 LỚP VÀ ĐỐI TƢỢNG .3 Phạm vi lớp và truy cập các thành viên lớp.4 Hàm tạo và hàm hủy .2 Dùng hàm tạo trong khai báo .3 Dùng hàm tạo trong cấp phát bộ nhớ .4 Dùng hàm tạo để biểu diễn các đối tƣợng hằng.5 Hàm tạo mặc định .7 Hàm tạo và hàm hủy đƣợc gọi khi nào? .5 Đối tƣợng hằng và hàm thành viên hằng .6 Hàm bạn và lớp bạn .7 Hàm thành viên tĩnh .8 Con trỏ this.

134 BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƢƠNG 3 .1 Ép kiểu các con trỏ lớp cơ sở tới các con trỏ lớp dẫn xuất .2 Các lớp cơ sở public, protected và private .3 Các constructor và destructor lớp dẫn xuất.3 Các lớp cơ sở ảo (virtual base classes). 167 BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƢƠNG 4 .2 Phƣơng thức ảo (virtual function) .3 Các đặc trƣng của phƣơng thức ảo.4 Lớp trừu tƣợng (Abstract class) .5 Các thành viên ảo của một lớp .1 Toán tử ảo .2 Có constructor và destructor ảo hay không?. 194 BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƢƠNG 5. 200 THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH THEO HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG .1 Các giai đoạn phát triển hệ thống.3 Các bƣớc cần thiết để thiết kế chƣơng trình .4 Một số ví dụ minh họa.

204 BÀI TẬP THỰC HÀNH CHƢƠNG 6. 221 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 222 Trang iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 - Lớp ấn phẩm và các lớp dẫn xuất của nó. 5 Hình 2 – Minh họa tính đa hình đối với ấn phẩm và các lớp dẫn xuất của nó.

7 Hình 3 – Kết quả tính thể tích hình hộp. 49 Hình 4 – Kết quả tính thể tích hình lập phƣơng. 52 Hình 5 – Một đối tƣợng phần mềm. 81 Hình 6 – Đối tƣợng phần mềm xe đạp.

82 Hình 7 – Kết quả minh họa phạm vi lớp. 84 Hình 8 – TBD báo lỗi. 86 Hình 9 – Kết quả chƣơng trình có sử dụng hảm hủy. 98 Hình 10 – Kết quả chƣơng trình minh họa thứ tự các constructor và destructor đƣợc gọi.

101 Hình 11 – Lỗi biên dịch. 106 Hình 12 – Kết quả khởi tạo một hằng của kiểu dữ liệu có sẵn. 109 Hình 13 – Trình biên dịch thông báo lỗi. 109 Hình 14 – Kết quả minh họa sử dụng tƣờng minh của con trỏ this.

136 Hình 15 – Kết quả trả về một tham chiếu tới một đối tƣợng Time. 141 Hình 16 – Minh họa phân cấp kế thừa đơn. 146 Hình 17 – Phân cấp lớp Shape. 146 Hình 18 – Kết quả minh họa.

153 Hình 19 - Minh họa thứ tự các contructor và destructor lớp cơ sở và lớp dẫn xuất đƣợc gọi. 160 Hình 20 – Kết quả minh họa. 166 Hình 21 – Kết quả sau khi lớp cơ sở ảo. 171 Hình 22 – Kết quả chƣơng trình.

180 Hình 23 – Kết quả minh họa các tính chất phƣơng thức ảo. 184 Hình 24 – Mô tả tính đa hình của hàm Print(). 185 Hình 25 – Kết quả ví dụ minh họa tính đa hình hàm Print(). 188 Trang v Hình 26 – Kết quả ví dụ minh họa đa năng hóa toán tử với hàm toán tử là phƣơng thức ảo.

194 Hình 27 – Kết quả minh họa destructor ảo. 196 Hình 28 - Tìm ra những gì tồn tại chung giữa các đối tƣợng. 203 Hình 29 - Tiếp tục theo hƣớng từ dƣới lên. 204 Hình 30 – Các lớp Nguoi, BienChe, HopDong.

205 Hình 31 – Kết quả chƣơng trình tính tiền lƣơng của các nhân viên trong cơ quan theo các dạng khác nhau. 212 Hình 32 – Các lớp Nguoi, SinhVien, GiangVien. 213 Hình 33 – Kết quả ví dụ 2. 220 Trang vi Chƣơng 1 LẬP TRÌNH HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG MỤC ĐÍCH Phân biệt sự khác nhau giữa lập trình cổ điển và lập trình hƣớng đối tƣợng; giới thiệu các khái niệm quan trọng trong lập trình hƣớng đối tƣợng nhƣ: đối tƣợng, thể hiện, lớp; và giới thiệu các đặc điểm chính của lập trình hƣớng đối tƣợng nhƣ: tính đóng gói, tính kế thừa, tính đa hình.

Nhiệm vụ tự học và tài liệu tham khảo của sinh viên trong chƣơng 1 Để đạt đƣợc mục đích đề ra trong chƣơng 1, sinh viên phải thực hiện tốt các yêu cầu sau đây:  Xem trƣớc đề cƣơng chi tiết của Chƣơng 1 để biết đƣợc mục đích, nội dung sẽ đƣợc trình bày trong chƣơng này  Phải đọc trƣớc nội dung Chƣơng 1 trong quyển bài giảng này trƣớc khi lên lớp 1.1 Thế nào là lập trình hƣớng đối tƣợng Phƣơng pháp lập trình cấu trúc - Tƣ tƣởng chính của lập trình cấu trúc là tổ chức chƣơng trình thành các chƣơng trình con. Trong PASCAL có 2 kiểu chƣơng trình con là thủ tục và hàm. Trong C chỉ có một loại chƣơng trình con là hàm. Hàm là một đơn vị chƣơng trình độc lập dùng để thực hiện một phần việc nào đó nhƣ: Nhập số liệu, in kết quả hay thực hiện một số tính toán.

Hàm cần có đối và các biến, mảng cục bộ dùng riêng cho hàm. - Các ngôn ngữ nhƣ C, PASCAL, FOXPRO là các ngôn ngữ cho phép triển khai phƣơng pháp lập trình cấu trúc. Một chƣơng trình cấu trúc gồm các cấu trúc dữ liệu (nhƣ biến, mảng, bản ghi) và các hàm, thủ tục. Nhiệm vụ chính của việc tổ chức thiết kế chƣơng trình cấu trúc là tổ chức chƣơng trình thành các hàm, thủ tục: Chƣơng trình sẽ bao gồm các hàm, thủ tục nào.

Trang 1 Phƣơng pháp lập trình hƣớng đối tƣợng Khái niệm trung tâm của lập trình hƣớng đối tƣợng là lớp (class). Có thể xem lớp là sự kết hợp các thành phần dữ liệu và các hàm. Cũng có thể xem lớp là sự mở rộng của cấu trúc trong C (struct) bằng cách đƣa thêm vào các phƣơng thức (method) hay cũng gọi là hàm thành viên (member function). Một lớp đƣợc định nghĩa nhƣ sau: class Tên_Lớp { // Khai báo các thành phần dữ liệu // Khai báo các phƣơng thức }; Các phƣơng thức có thể đƣợc viết (xây dựng) bên trong hoặc bên ngoài (phía dƣới) phần định nghĩa lớp.

Cấu trúc (cách viết) phƣơng thức tƣơng tự nhƣ hàm ngoại trừ quy tắc sau: Khi xây dựng một phƣơng thức bên ngoài định nghĩa lớp thì trong dòng đầu tiên cần dùng tên lớp và dấu :: đặt trƣớc tên phƣơng thức để chỉ phƣơng thức thuộc lớp nào. Sử dụng các thành phần dữ liệu trong phƣơng thức: Vì phƣơng thức và các thành phần dữ liệu thuộc cùng một lớp và vì phƣơng thức đƣợc lập lên cốt để xử lý các thành phần dữ liệu, nên trong thân của phƣơng thức có quyền truy nhập đến các thành phần dữ liệu (của cùng lớp). Biến lớp: Sau khi định nghĩa một lớp, có thể dùng tên lớp để khai báo các biến kiểu lớp hay cũng gọi là đối tƣợng. Mỗi đối tƣợng sẽ có các thành phần dữ liệu và các phƣơng thức.

Lời gọi một phƣơng thức cần chứa tên đối tƣợng để xác định phƣơng thức thực hiện từ đối tƣợng nào. Một chƣơng trình hƣớng đối tƣợng sẽ bao gồm các lớp có quan hệ với nhau. Việc phân tích, thiết kế chƣơng trình theo phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng nhằm thiết kế, xây dựng Trang 2 các lớp. Từ khái niệm lớp nẩy sinh hàng loạt khái niệm khác nhƣ: Thành phần dữ liệu, phƣơng thức, phạm vi, sự đóng gói, hàm tạo, hàm huỷ, sự thừa kế, lớp cơ sử, lớp dẫn xuất, tƣơng ứng bội, phƣơng thức ảo,.

Ƣu điểm của việc thiết kế hƣớng đối tƣợng là tập trung xác định các lớp để mô tả các thực thể của bài toán. Mỗi lớp đƣa vào các thành phần dữ liệu của thực thể và xây dựng luôn các phƣơng thức để xử lý dữ liệu. Nhƣ vậy việc thiết kế chƣơng trình xuất phát từ các nội dụng, các vấn đề của bài toán. Các ngôn ngữ thuần tuý hƣớng đối tƣợng (nhƣ Smalltalk) chỉ hỗ trợ các khái niệm về lớp, không có các khái niệm hàm.

C++ là ngôn ngữ lai, nó cho phép sử dụng cả các công cụ của lớp và hàm.2 Một số khái niệm quan trọng Trong phần này, chúng ta tìm hiểu các khái niệm nhƣ sự đóng gói, tính kế thừa và tính đa hình. Đây là các khái niệm căn bản, là nền tảng tƣ tƣởng của lập trình hƣớng đối tƣợng. Hiểu đƣợc khái niệm này, chúng ta bƣớc đầu tiếp cận với phong cách lập trình mới, phong cách lập trình dựa vào đối tƣợng làm nền tảng mà trong đó quan điểm che dấu thông tin thông qua sƣ đóng gói là quan điểm trung tâm của vấn đề.