Tài liệp môn Lập trình hướng đối tượng

G V : T H S . L Ê T H Ị N G Ọ C H Ạ N H LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 1 ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC  Giới thiệu  Các khái niệm cơ bản  Lớp và đối tượng  Kỹ thuật kế thừa và đa hình  Thiết kế chương trình hướng đối tượng  Khuôn mẫu (Template)  Các mẫu thiết kế hướng đối tượng 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 2 LẬP TRÌNH CÓ CẤU TRÚC  Tổ chức thành các chương trình con (các module)  Mỗi chương trình con đảm nhận xử lý một công việc nhỏ hay một nhóm công việc trong toàn bộ hệ thống.  Mỗi chương trình con này lại có thể chia nhỏ thành các chương trình con nhỏ hơn. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 3 LẬP TRÌNH CÓ CẤU TRÚC  Sử dụng các lệnh có cấu trúc: for, do, while, if,  Chương trình là tập các hàm/ thủ tục  Ưu điểm: - Chương trình được module hóa, do đó dễ hiểu, dễ bảo trì hơn. - Dễ dàng tạo ra các thư viện phần mềm 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 4 LẬP TRÌNH CÓ CẤU TRÚC  Nhược điểm: - Dữ liệu và mã xử lý tách rời - Người lập trình phải biết cấu trúc dữ liệu - Khi thay đổi CTDL thì mã xử lý thay đổi theo - Khó đảm bảo tính đúng đắn của dữ liệu - Không tự động khởi tạo hay giải phóng dữ liệu động - Không mô tả được đầy đủ, trung thực hệ thống trong thực tế. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 5 LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  Lập trình hướng đối tượng tập trung vào đối tượng, yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển chương trình và không cho phép dữ liệu biến động tự do trong hệ thống.  Dữ liệu gắn chặt với các hàm thành phần, các vùng riêng mà chỉ có các hàm này tác động lên và cấm các hàm bên ngoài truy cập lên các dữ liệu này.  Lập trình hướng đối tượng cho phép chúng ta phân tích bài toán thành các thực thể gọi là đối tượng. Sau đó xây dụng dữ liệu cùng các hàm xung quanh các đối tượng đó.  Các đối tượng có thể trao đổi thông tin với nhau qua cơ chế thông báo. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 6 LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 7 LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  Lập trình hướng đối tượng là phương pháp lập trình dựa trên kiến trúc lớp (class) và đối tượng (object). 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 8 MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Đối tượng (Object): - Trong thế giới thực, khái niệm đối tượng được hiểu như là một thực thể: người, vật, hoặc một bảng dữ liệu, - Mỗi đối tượng sẽ tồn tại trong một hệ thống và có ý nghĩa nhất định trong hệ thống. - Đối tượng giúp biểu diễn tốt hơn thế giới thực trên máy tính - Mỗi đối tượng bao gồm 2 thành phần: thuộc tính và thao tác (hành động) 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 9  Một người có các thuộc tính: tên, tuổi, địa chỉ, màu mắt,  Các hành động: đi, nói, thở, Một đối tượng là một thực thể bao gồm thuộc tính và hành động. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 10 ĐỐI TƯỢNG TRONG LTHĐT  Tách biệt giữa giao tiếp và cài đặt cụ thể 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 11 MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Lớp: - Các đối tượng có các đặc tính tương tự nhau được gom chung lại thành lớp đối tượng. Ví dụ, Người là một lớp đối tượng. Một lớp đối tượng được đặc trưng bằng các thuộc tính, và các hoạt động (hành vi, thao tác). - Thuộc tính (attribute) là một thành phần của đối tượng, có giá trị nhất định cho mỗi đối tượng tại mỗi thời điểm trong hệ thống. Ví dụ: tên, tuổi, cân nặng là các thuộc tính của Người. - Thao tác (operation) thể hiện hành vi của một đối tượng tác động qua lại với các đối tượng khác hoặc với chính nó. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 12 MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Mỗi thao tác trên một lớp đối tượng cụ thể tương ứng với một cài đặt cụ thể khác nhau. Một cài đặt như vậy được gọi là một phương thức (method)  Cùng một thao tác (method) có thể áp dụng cho nhiều lớp đối tượng khác nhau, một thao tác như vậy được gọi là có tính đa hình (polymorphism)  Một đối tượng cụ thể thuộc một lớp được gọi là một thể hiện (instance) của lớp đó.  Ví dụ: Huy, 25 tuổi, nặng 60kg, là một thể hiện của lớp người. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 13 INTERACTING OBJECTS 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 14 KẾT HỢP DỮ LIỆU VÀ HÀNH VI  Cách tiếp cận HĐT kết hợp dữ liệu và phần xử lý dữ liệu vào trong một thực thể duy nhất, hệ thống trở thành sơ đồ phân cấp duy nhất các lớp đối tượng. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 15 SƠ ĐỒ HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  Sơ đồ đối tượng dùng để mô tả các lớp đối tượng. Sơ đồ đối tượng bao gồm sơ đồ lớp và sơ đồ thể hiện.  Sơ đồ lớp mô tả các lớp đối tượng trong hệ thống, một lớp đối tượng được diễn tả bằng một hình chữ nhật có 3 phần: • Phần đầu: chỉ tên lớp • Phần thứ hai: mô tả các thuộc tính • Phần thứ ba: mô tả các thao tác của các đối tượng trong lớp đó. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 16 SƠ ĐỒ LỚP VÀ SƠ ĐỒ THỂ HIỆN 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 17 THIẾT KẾ THEO HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  Trừu tượng hóa dữ liệu và các hàm/thủ tục liên quan  Chia hệ thống ra thành các lớp/đối tượng  Mỗi lớp/đối tượng có các tính năng và hành động chuyên biệt.  Các lớp có thể được sử dụng để tạo ra nhiều đối tượng cụ thể 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 18 TRỪU TƯỢNG HÓA 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 19 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 20 Tam giác: Thuộc tính: Cạnh 1, cạnh 2, cạnh 3, màu nền, màu biên, độ đậm biên Thao tác: Vẽ, tính diện tích, tính chu vi Các đối tượng  Khái quát hóa về một tập các đối tượng có chung các đặc điểm được quan tâm (và bỏ qua những chi tiết không cần thiết) Lớp/ kiểu dữ liệu CÁC ĐẶC ĐIỂM QUAN TRỌNG CỦA HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  Các lớp đối tượng – Classes  Đóng gói – Encapsulation  Thừa kế - Inheritance  Đa hình - Polymorphism 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 21 ĐÓNG GÓI – CHE DẤU THÔNG TIN  Đóng gói: Nhóm những gì có liên quan vào làm một, để sau này có thể dùng một cái tên để gọi đến. - Các hàm/thủ tục đóng gói các câu lệnh - Các đối tượng đóng gói dữ liệu của chúng và các thủ tục có liên quan  Che dấu thông tin: đóng gói để che một số thông tin và chi tiết cài đặt nội bộ để bên ngoài không nhìn thấy - Che giấu những gì mà người dùng không cần - Che giấu những gì mà mình cần giữ bí mật 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 22 THỪA KẾ  Là cơ chế cho phép một lớp D có được các thuộc tính và thao tác của lớp C, như thể các thuộc tính và thao tác đó đã được định nghĩa tại lớp D.  Cho phép cài đặt nhiều quan hệ giữa các đối tượng: đặc biệt hóa, khái quát hóa 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 23 ĐA HÌNH  Cơ chế cho phép một tên thao tác hoặc thuộc tính có thể được định nghĩa tại nhiều lớp và có thể có nhiều cài đặt khác nhau tại mỗi lớp trong các lớp đó. => Đa hình hàm và đa hình đối tượng 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 24 CÁC ƯU ĐIỂM CỦA OOP  Nguyên lý kế thừa: tránh lặp, tái sử dụng  Nguyên lý đóng gói hay che dấu thông tin: chương trình an toàn không bị thay đổi bởi những đoạn chương trình khác.  Dễ mở rộng, nâng cấp  Mô phỏng thế giới thực tốt hơn 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 25 CÁC ĐẶC TÍNH CHỦ YẾU CỦA OOP  Chương trình được chia thành các đối tượng  Các cấu trúc dữ liệu được thiết kế sao cho đặc tả được đối tượng.  Các hàm thao tác trên các vùng dữ liệu của đối tượng được gắn với cấu trúc dữ liệu đó. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 26 CÁC ĐẶC TÍNH CHỦ YẾU CỦA OOP  Dữ liệu được đóng gói lại, được che giấu và không cho phép các hàm ngoại lai truy nhập tự do.  Các đối tượng tác động và trao đổi thông tin với nhau qua các hàm.  Có thể dễ dàng bổ sung dữ liệu và các hàm mới vào đối tượng nào đó khi cần thiết.  Chương trình được thiết kế theo cách tiếp cận từ dưới lên. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 27 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG (OOP)  Cung cấp được những khả năng lập trình hướng đối tượng - Cung cấp khả năng kiểm soát truy cập - Kế thừa - Đa hình 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 28 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Các từ khóa: 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 29 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Cách ghi chú thích: • Kiểu chú thích /**/ được dùng cho các khối chú thích lớn gồm nhiều dòng • Kiểu // được dùng cho các chú thích một dòng 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 30 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Dòng nhập/ xuất chuẩn:  Nhập/xuất dữ liệu thông qua hai biến đối tượng của dòng (stream object) là cout và cin; khai báo trong thư viện  Sử dụng biến cout(console output) kết hợp với toán tử chèn (insertion operator) <<  Sử dụng biến cin (console input) kết hợp với toán tử trích (extraction operator) >> 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 31 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Cách chuyển đổi kiểu dữ liệu (ép kiểu): chuyển đổi kiểu giống như một lệnh gọi hàm.  Ví dụ: int x; long a; a=long(x); 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 32 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Vị trí khai báo biến: C++ cho phép chúng ta khai báo linh hoạt bất kỳ vị trí nào trong một phạm vi cho trước (không nhất thiết phải ngay đầu của phạm vi), chúng ta xen kẽ việc khai báo dữ liệu với các câu lệnh thực hiện. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 33 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Các biến const: C++ xem const cũng như #define nếu như chúng ta muốn dùng hằng có tên trong chương trình. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 34 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Struct trong C++: 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 35 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Toán tử định vị phạm vi: Toán tử định phạm vi (scope resolution operator) ký hiệu là ::, được dùng truy xuất một phần tử bị che bởi phạm vi hiện thời. #include int X = 5; int main() { int X = 16; cout<< "Bien X ben trong = "<<X<<"\n"; cout<< "Bien X ben ngoai = "<<::X<<"\n"; return 0; } 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 36 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Toán tử new và delete: C++ định nghĩa một phương thức mới để thực hiện việc cấp phát động bộ nhớ bằng cách dùng hai toán tử new và delete. Ví dụ: int *P; P = new int; if (P==NULL) cout<<"Khong con du bo nho de cap phat\n"; else { *P = 290; cout<<*P<<"\n"; delete P; } 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 37 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Toán tử new – cú pháp: new type_name new ( type_name ) new type_name initializer new ( type_name )initializer Trong đó : type_name: Mô tả kiểu dữ liệu được cấp phát. Nếu kiểu dữ liệu mô tả phức tạp, nó có thể được đặt bên trong các dấu ngoặc. initializer: Giá trị khởi động của vùng nhớ được cấp phát. Nếu toán tử new cấp phát không thành công thì nó sẽ trả về giá trị NULL. 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 38 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Toán tử delete – cú pháp:  delete pointer  delete [] pointer 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 39 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++  Các giá trị tham số mặc định: C++ có khả năng định nghĩa các giá trị tham số mặc định cho các hàm.  Ví dụ: void function(long var); //prototype ... void function(long var) { for(int i = 0; i < var; i++) ; } 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 40 void function(long var=100); //prototype ... void function(long var) { for(int i = 0; i < var; i++) ; } BÀI TẬP  Vẽ sơ đồ lớp biểu diễn lớp đối tượng HÌNH  Vẽ sơ đồ lớp biểu diễn lớp đối tượng NHÂN VIÊN 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 41 BÀI TẬP  Viết chương trình nhập 4 biến nguyên và xuất các giá trị vừa nhập bằng các cách sau: 1. Dùng 4 biến 2. Dùng mảng 3. Dùng mảng và vòng lặp do while 4. Dùng mảng và vòng lặp for 5. Dùng hàm để tách riêng phần nhập, xuất 2/22/2016 Bài giảng lập trình hướng đối tượng 42