CHƯƠNG VI. TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG I. Khái niệm II. Các nguyên lý cơ bản III.
Khai báo lớp và đối tượng IV. Sử dụng đối tượng V. Kết tập và kế thừa VI. Khái niệm • Đối tượng trong thế giới thực – Ví dụ một chiếc ô tô • Liên quan đến chiếc ô tô: – Các thông tin về chiếc xe như: màu sắc, tốc độ, số km đã đi được,.
– Các hoạt động của chiếc xe như: tăng tốc khi nhấn ga, giảm tốc khi đạp phanh,. 2 Đối tượng trong thế giới thực Một đối tượng trong thế giới thực là một thực thể cụ thể mà thông thường chúng ta có thể sờ, nhìn thấy hay cảm nhận được. Tất cả có trạng thái (state) và hành động (behaviour) 3 Đối tượng phần mềm Các đối tượng phần mềm có thể được dùng để biểu diễn các đối tượng thế giới thực. Cũng có trạng thái và hành động Trạng thái: thuộc tính (attribute; property) Hành động: phương thức (method) 4 1.
Đối tượng 5 Đối tượng phần mềm Đối tượng phần mềm Xe Đạp Đối tượng (object) là một Thuộc tính được xác định thực thể phần mềm bao bọc bởi giá trị cụ thể gọi là các thuộc tính và các thuộc tính thể hiện. phương thức liên quan. Một đối tượng cụ thể được gọi là một thể hiện. Mô hình hóa đối tượng Tom Car House Reality Tree Object-oriented modeling Model drives House Car lives in Tree Tom 6 3.
Tương tác giữa các đối tượng • Sự giao tiếp giữa các đối tượng trong thế giới thực: • Các đối tượng và sự tương tác giữa chúng trong lập trình – Các đối tượng giao tiếp với nhau bằng cách gửi thông điệp (message) 7 Gọi hàm vs. Gửi thông điệp • Gọi hàm (Call function) – Chỉ ra chính xác đoạn mã nào sẽ được thực hiện. – Chỉ có duy nhất một sự thực thi của một hàm với một tên nào đó. – Không có hai hàm trùng tên • Gửi thông điệp – Yêu cầu một dịch vụ từ một đối tượng và đối tượng sẽ quyết định cần phải làm gì – Các đối tượng khác nhau sẽ có các cách thực thi các thông điệp theo cách khác nhau.
8 Thông điệp vs. Phương thức • Thông điệp – Được gửi từ đối tượng này đến đối tượng kia, không bao gồm đoạn mã thực sự sẽ được thực thi • Phương thức – Thủ tục/hàm trong ngôn ngữ lập trình cấu trúc – Là sự thực thi dịch vụ được yêu cầu bởi thông điệp – Là đoạn mã sẽ được thực thi để đáp ứng thông điệp được gửi đến cho đối tượng 9 Hướng cấu trúc vs. Hướng ĐT? • Hướng cấu trúc: – data structures + algorithms = Program • Hướng đối tượng: – objects + messages = program 10 4. Lớp đối tượng Trong thế giới thực có nhiều đối tượng cùng loại.
Chương trình hướng đối tượng có nhiều đối tượng cùng loại chia sẻ những đặc điểm chung. Ví dụ 11 Lớp • Một lớp là một thiết kế (blueprint) hay mẫu (prototype) cho các đối tượng cùng kiểu – Ví dụ: lớp XeDap là một thiết kế chung cho nhiều đối tượng xe đạp được tạo ra • Lớp định nghĩa các thuộc tính và các phương thức chung cho tất cả các đối tượng của cùng một loại nào đó • Một đối tượng là một thể hiện cụ thể của một lớp. – Ví dụ: mỗi đối tượng xe đạp là một thể hiện của lớp XeDap • Mỗi thể hiện có thể có những thuộc tính thể hiện khác nhau – Ví dụ: một xe đạp có thể đang ở bánh răng thứ 5 trong khi một xe khác có thể là đang ở bánh răng thứ 3. 12 Ví dụ Lớp Xe đạp Khai báo cho lớp XeDap Đối tượng của lớp XeDap 13 Lớp vs.
Đối tượng • Lớp là mô hình khái • Đối tượng là sự vật niệm, mô tả các thật, là thực thể thực thể thực sự • Lớp như một bản • Đối tượng là một thể mẫu, định nghĩa các hiện (instance) của thuộc tính và một lớp, dữ liệu của phương thức chung các đối tượng khác của các đối tượng nhau là khác nhau • Một lớp là sự trừu • Mỗi đối tượng có tượng hóa của một một lớp xác định dữ tập các đối tượng liệu và hành vi của nó. Các nguyên lý cơ bản Hướng đối tượng Mô-đun hóa tượng hóa Phân cấp Đóng gói Trừu 15 1. Trừu tượng hóa (Abstraction) • Là quá trình loại bỏ đi các thông tin cụ thể và giữ lại những thông tin chung. • Tập trung vào các đặc điểm cơ bản của thực thể, các đặc điểm phân biệt nó với các loại thực thể khác.
• Phụ thuộc vào góc nhìn – Quan trọng trong ngữ cảnh này nhưng lại không có ý nghĩa nhiều trong ngữ cảnh khác. 16 16 Ví dụ: Trừu tượng hóa Sinh viên Giáo viên Khóa học diễn ra lúc 9:00 sáng các ngày thứ 3, 5, 7 Khóa học (ví dụ đại số) 17 a. Phân loại trừu tượng hóa • Trừu tượng hóa điều khiển: Sử dụng các chương trình con (subprogram) và các luồng điều khiển (control flow) – Ví dụ: a := (1 + 2) * 5 • Nếu không có trừu tượng hóa điều khiển, LTV phải chỉ ra tất cả các thanh ghi, các bước tính toán mức nhị phân… • Trừu tượng hóa dữ liệu: Xử lý dữ liệu theo các cách khác nhau – Ví dụ: Kiểu dữ liệu • Sự tách biệt rõ ràng giữa các thuộc tính trừu tượng của kiểu dữ liệu và các chi tiết thực thi cụ thể của kiểu dữ liệu đó. Trừu tượng hóa dữ liệu • Đối tượng trong thực tế phức tạp • • Cần đơn giản hóa, bỏ qua những chi tiết không cần thiết • Chỉ “trích rút” lấy những thông tin liên quan, thông tin quan tâm, quan trọng với bài toán 19 20 Trừu tượng hóa dữ liệu • Trừu tượng hóa là một cách nhìn hoặc cách biểu diễn một thực thể chỉ bao gồm các thuộc tính liên quan trong một ngữ cảnh nào đó.
• Tập hợp các thể hiện của các thực thể thành các nhóm có chung các thuộc tính gọi là Lớp (class). 21 unclassified "things" 22 • organisms, mammals, humans 23 • organisms, mammals, dangerous mammals 24 2. Mô đun hóa (Modularity) • Chia nhỏ hệ thống phức tạp thành những thành phần nhỏ có thể quản lý được. • Cho phép người dùng hiểu biết về hệ thống.
30 30 Ví dụ: Mô đun hóa • Ví dụ, chia nhỏ một hệ thống phức tạp thành các mô đun nhỏ hơn. Hệ thống quản lý xuất nhập sách Hệ thống kế toán Hệ thống Hệ thống quản lý quản lý siêu thị sách nhân viên 31 d. Phân cấp (Hierarchy) Gia tăng mức độ Tài sản trừu tượng hóa Tài khoản ngân hàng Chứng khoán Bất động sản Giảm mức độ trừu Tiết kiệm Tiên gửi Cổ phiếu Các loại giấy tờ có giá trị tượng hóa Các phần tử ở cùng cấp trong sơ đồ phân cấp thì có cùng mức trừu tượng hóa 32 32 III. Khai báo thành viên lớp 3.
Khai báo đối tượng Thông tin cần thiết để định nghĩa một lớp – Tên (Name) • Tên lớp nên mô tả đối tượng trong thế giới thật • Tên lớp nên là số ít, ngắn gọn, và xác định rõ ràng cho sự trừu tượng hóa. – Danh sách các phần tử dữ liệu • Các phần dữ liệu cần lấy ra khi BankAccount trừu tượng hóa - owner: String – Danh sách các thông điệp - balance: double • Các thông điệp mà đối tượng đó có thể nhận được + debit(double): boolean +credit(double) 34 1. Khai báo lớp • Lớp đóng gói các thành viên (member) – Các trường/thuộc tính (field/attribute) – Các hàm/phương thức (function/method): String owner; Attribute declarations double balance; Method declarations 35 Khai báo lớp • Trong Java, các lớp được nhóm lại thành package – Package bao gồm một tập hợp các lớp có quan hệ logic với nhau, – Package được coi như các thư mục, là nơi tổ chức các lớp, giúp xác định vị trí dễ dàng và sử dụng các lớp một cách phù hợp. • Ví dụ: – Một số package có sẵn của Java: java.io… – Package có thể do ta tự đặt • Cách nhau bằng dấu “.” • Quy ước sử dụng ký tự thường để đặt tên package • Ví dụ: package oop.cnpm; 36 Cú pháp khai báo package tenpackage; chi_dinh_truy_cap class TenLop { // Than lop } – chi_dinh_truy_cap: • public: Lớp có thể được truy cập từ bất cứ đâu, kể cả bên ngoài package chứa lớp đó.
• private: Lớp chỉ có thể được truy cập trong phạm vi lớp đó • Không có (mặc định): Lớp có thể được truy cập từ bên trong package chứa lớp đó. 37 Ví dụ - Khai báo lớp package oop.cnpm; public class Student { … } 38 2. Khai báo thành viên của lớp • Các thành viên của lớp cũng có chỉ định truy cập tương tự như lớp. public Không có private Cùng lớp Cùng gói Khác gói 39 Khai báo thành viên của lớp (2) • Các thành viên của lớp cũng có chỉ định truy cập tương tự như lớp.
public Không có private Cùng lớp Yes Yes Yes Cùng gói Yes Yes No Khác gói Yes No No 40 a. Thuộc tính • Các thuộc tính phải được khai báo bên trong lớp • Mỗi đối tượng có bản sao các thuộc tính của riêng nó – Giá trị của một thuộc tính thuộc các đối tượng khác nhau là khác nhau. Student - name - address - studentID - dateOfBirth Nguyễn Thu Nguyễn Hoàng Hương … Nam Hải Phòng… Hà Nội… 41 Thuộc tính • Thuộc tính có thể được khởi tạo khi khai báo – Các giá trị mặc định sẽ được sử dụng nếu không được khởi tạo. BankAccount - owner: String - balance: double + debit(double): boolean +credit(double) 42 b.
Phương thức • Xác định cách một đối tượng đáp ứng lại thông điệp • Phương thức xác định các hoạt động của lớp • Bất kỳ phương thức nào cũng phải thuộc về một lớp nào đó boolean 43 * Chữ ký phương thức (signature) • Mỗi phương thức phải có một chữ ký riêng gồm: – Tên phương thức – Số lượng các tham số và kiểu của chúng 44 * Kiểu dữ liệu trả về • Khi phương thức trả về ít nhất một giá trị hoặc một đối tượng thì bắt buộc phải có câu lệnh return để trả điều khiển cho đối tượng gọi phương thức. • Nếu phương thức không trả về 1 giá trị nào (void) và có thể không cần câu lệnh return • Có thể có nhiều lệnh return trong một phương thức; câu lệnh đầu tiên mà chương trình gặp sẽ được thực thi. Thành viên bất biến • Một thuộc tính/phương thức không thể thay đổi giá trị/nội dung trong quá trình sử dụng. • Cú pháp khai báo: chi_dinh_truy_cap final kieu_du_lieu TEN_HANG = gia_tri; • Ví dụ: final double PI = 3.