Tổng hợp về bài giảng LT hướng đối tượng

C++ xây dựng tính đóng bằng cách cho phép mọi thành viên của một lớp có thể được khai báo bằng các từ khoá public, private, hay protected. (xem thêm các khái niệm cơ bản trong ngôn ngữ OOP). Một thành viên private chỉ có thể được truy cập từ các phương pháp (hàm nội tại) là thành viên của chính lớp đó hay được truy cập từ các hàm và các lớp được đặc biệt cho phép sử dụng bằng cách dùng từ khóa friend. Một thành viên protected của một lớp sẽ có thể truy cập được từ các thành viên (nào đó) của các lớp có tính kế thừa của nó hay cũng có thể truy cập được từ các thành viện của chính lớp đó và của mọi thành viên friend. Nguyên lý của OOP là mọi và chỉ có các hàm là có thể truy cập được đến các giá trị nội tại của cùng lớp thì nên có tính đóng. C++ có hỗ trợ đặc tính này (qua các hàm thành viên và các hàm friend), nhưng C++ lại không là yêu cầu bắt buộc: người lập trình có thể khai báo các phần hay tất cả các giá trị nội tại là công cộng (public), và cũng cho phép làm cho toàn bộ lớp trở thành công cộng. Lí do là vì C++ hỗ trợ không chỉ lập trình hướng đối tượng mà còn hỗ trợ các mẫu hình yếu hơn như là lập trình môđun. Một thói quen tốt cần có trong thực hành là khai báo mọi dữ liệu đều là riêng tư (private), hay ít nhất ở dạng bảo tồn, và sau đó, tạo ra một giao diện nhỏ (thông qua các phương pháp) cho người dùng của lớp này dấu đi các chi tiết thiết lập bên trong.

Lập trình hướng đối tượng

O BJECT O RIENTED P ROGRAMMING (OOP)

2 Chương I

Giới thiệu OOP

Được xem là:

Mục đích:

1 Tổng quan về các kỹ thuật lập trình

1.1 Lập trình tuyến tính 1.2 Lập trình cấu trúc 1.3 Lập trình đơn thể (Module) 1.4 Lập trình hướng đối tượng

LT Truyền thống

5

1.1 Lập trình tuyến tính

Lập trình tuyến tính:

• Còn gọi là lập trình phi cấu trúc

• Giải quyết các bài toán tương đối nhỏ, đơn giản

 Không sử dụng lại được các đoạn mã

 Không có khả năng kiểm soát phạm vi truy xuất dữ liệu

 Mọi dữ liệu trong chương trình là toàn cục

 Dữ liệu có thể bị sửa đổi ở bất cứ vị trí nào trong chương trình

phần mềm

1.2 Lập trình cấu trúc

con:

 Thủ tục (Procedure)

 Hàm (Function)

 Độc lập với nhau và có dữ liệu riêng

 Trao đổi qua: tham số và biến toàn cục

 Trừu tượng hoá dữ liệu

 Trừu tượng hoá thao tác

 C, Pascal

 Foxpro …

 Chương trình được chia thành nhiều phần nhỏ

 Các phần tương tác thông qua việc gọi đơn thể

 Mỗi module có dữ liệu của riêng nó

10

 Nhược điểm của lập trình truyền thống

 Chương trình khó kiểm soát

 Khó khăn trong việc bổ sung, nâng cấp chương trình

 Khi thay đổi, bổ sung dữ liệu dùng chung thì phải thay đổi gần như tất cả thủ tục/hàm liên quan

 Khả năng sử dụng lại các đoạn mã chưa nhiều

 Không mô tả đầy đủ, trung thực hệ thống trong thực tế

1.4 Lập trình hướng đối tượng

 Mô tả chính xác các đối tượng trong thế giới

thực

 Lấy đối tượng làm nền tảng xây dựng thuật toán

 Thiết kế xoay quanh dữ liệu của hệ thống

 Chương trình được chia thành các lớp đối tượng

 Dữ liệu được đóng gói, che dấu và bảo vệ

 Đối tượng làm việc với nhau qua thông báo

1.5 Lập trình hướng đối tượng

Program

13

2 Một số khái niệm cơ bản

2.1 Hệ thống hướng đối tượng (OOP System)

2.2 Đối tượng (Object)

2.3 Thuộc tính & Phương thức

2.4 Lớp & Lớp con (Class)

2.5 Lớp trừu tượng (Abstract Class)

2.6 Truyền thông điệp (Message)

2.7 Sự trừu tượng hoá

 Gửi & nhận thông báo

2.2 Đối tượng (Object)

trong thế giới thực

 Có thể là một thực thể vật lý

 Có thể là một khái niệm trừu tượng

 Tham số nội tại

 Thuộc tính được xác định kiểu, gồm:

 Được thiết kế nhằm tạo ra lớp có đặc tính tổng quát

 Bản thân nó chưa có ý nghĩa nên chưa thể viết mã cho đối tượng

 Phương thức của đối tượng đích (đối tượng chủ)

 Tên Phương thức cần thực hiện

 Các thông tin cần thiết khác (tham số)

thức như sau:

 Gửi thông báo và tham số cho đối tượng

 Kiểm tra tính hợp lệ của thông báo

Gọi thực hiện hàm tương ứng phương thức

2.7 Sự trừu tượng hoá

 Là khả năng bỏ qua hay không để ý tới các thành phần không quan trọng

 Các loại trừu tượng hoá:

 Trừu tượng hoá dữ liệu: không quan tâm các

chi tiết không quan trọng bên trong

 Trừu tượng hoá chức năng: không quan tâm làm thế nào để thực hiện công việc

 Tóm lại:

 Chỉ quan tâm tới đặc điểm quan trọng

 Bỏ qua các chi tiết không liên quan

 Khả năng đưa một phương thức có cùng

tên trong các lớp con

 Tìm dữ liệu dùng chung, chia sẻ

 Xác định lớp cơ sở dựa vào dữ liệu dùng chung

 Xây dựng lớp dẫn xuất từ lớp cơ sở

25

4 Ưu điểm của OOP

 Loại bỏ các đoạn mã lặp lại

 Tạo ra các chương trình an toàn, bảo mật

 Dễ dàng mở rộng và nâng cấp

 Rút ngắn thời gian xây dựng hệ thống

 Tăng năng xuất và hiệu quả hơn

 Chương trình được thiết kế theo đúng qui

[quyền truy xuất:]

//khai báo các thành phần dữ liệu của lớp

[quyền truy xuất:]

//khai báo các thành phần hàm của lớp

 tuân theo các qui tắc về tên

Ví dụ: SV, NGUOI, Hoa_Don, ps, Ma_Tran…

31

a Khai báo

 Là khả năng truy xuất thành phần dữ liệu

 Mặc định là private

private: trong phạm vi lớp đó

public: ở mọi nơi nếu đối tượng tồn tại

protected: phạm vi lớp đó và các lớp con kế thừa

a Khai báo

Khai báo thành phần

 Dữ liệu:

Tương tự như khai báo biến

<kiểu dữ liệu > <tên_thành_phần>;

Chú ý: không được khởi tạo giá trị ban đầu

// <thân hàm>

}

Cách 2: định nghĩa ngay trong lớp

35

a Khai báo

Ví dụ 1:

Xây dựng cấu trúc dữ liệu mô tả sinh viên:

Dữ liệu: họ tên, ngày sinh, giới tính, Điểm toán,

 Lớp các phân số

a Khai báo

Ví dụ 3:

Xây dựng cấu trúc dữ liệu mô tả các hóa đơn:

Dữ liệu: mã vật tư, tên vật tư, loại phiếu, ngày

lập, khối lượng, đơn giá, thành tiền…

Một đối tượng thường có 4 phương thức cơ bản

Các phương thức khởi tạo: Constructor

Các phương thức truy vấn: Queries

//thân hàm }

43

a Hàm khởi tạo (tiếp)

Như vậy hàm khởi tạo:

 Có với mọi lớp

 Tên hàm là tên lớp

 Không có kiểu trả về  không cần khai báo

 Được tự động gọi khi 1 đối tượng của lớp được

tạo ra

 Nếu không xây dựng thì chương trình tự động

sinh hàm khởi tạo mặc định

Không định nghĩa lại

Trùng tên với lớp và có dấu ~ ở trước

Thực hiện một số công việc trứơc khi hệ thống

giải phóng bộ nhớ

Chương trình dịch tự động sinh hàm hủy mặc

định

48

3 Quá tải toán tử

• Khả năng cho phép 1 ký hiệu (1 phép toán) được

sử dụng với nhiều ý nghĩa, công dụng khác nhau

Quá tải toán tử +, * của lớp phân số

Quá tải toán tử + vector

Danh sách các toán tử có thể quá tải :

+ - * / = < > += -= *= /= << >>

<<= >>= == != <= >= ++ % & ^ ! |

~ &= ^= |= && || %= [] () , ->* ->

new delete new[] delete[]

private :

int tu,mau;

public :

PhanSo operator + (PhanSo ps2);

PhanSo operator - (PhanSo ps2);

PhanSo operator * (PhanSo ps2);

PhanSo operator / (PhanSo ps2);

};

PhanSo PhanSo:: operator + (PhanSo ps2)

{ PhanSo tong;

tong.tu = this tu*ps2.mau+thismau*ps2.tu;

PhanSo ps1,ps2,tong,hieu,thuong,tich;

cin>>ps1>>ps2;

tong=ps1+ps2; // tong=ps1.operator+(ps2) hieu=ps1-ps2; // hieu=ps1.operator-(ps2) thuong=ps1/ps2; // thuong=ps1.operator/(ps2) tich=ps1*ps2; // tich=ps1.operator*(ps2) getch();

Lập trình hướng đối tượng

O BJECT O RIENTED P ROGRAMMING (OOP)

Làm thế nào

để thực hiện được việc truy xuất đến thành viên

friend <kiểu trả về> <tên hàm>([tham số]);

Sau đó định nghĩa hàm bạn ở ngoài lớp như các

…

friend int f(A x); //f là bạn của lớp A

… };

//Định nghĩa hàm tự do f int f(A x)

{ //truy nhập được vào các thành phần private của lớp A }

68

Ví dụ:

Ví dụ:

Kết quả:

diem a trung voi diem b

diem a khac voi diem c

2 Hàm thành phần của 1 lớp là bạn của lớp khác

 Giả sử ta có 2 lớp A và B, trong lớp B ta có hàm thành phần f được khai báo như sau:

int f(char, A)

 Nếu f có nhu cầu truy xuất tới thành phần riêng của A thì f cần được khai báo là bạn của lớp A bằng câu lệnh:

friend int B:: f(char, A)

80

 Có thể cho phép nhiều đối tượng cùng chia sẽ dữ

liệu bằng cách đặt từ khóa static trước khai báo

 Là thành phần dữ liệu của lớp nhưng

 Các đối tượng của lớp đều dùng chung thành phần tĩnh này

Theo đối tượng (cách thông thường)

84

6 Thành phần tĩnh

a Dữ liệu tĩnh

Chú ý:

 Tồn tại ngay khi chưa có đối tượng nào

 Phải được khởi tạo trước khi đối tượng phát sinh

Phải khởi tạo ngoài lớp theo cú pháp:

static int count; //Đếm số đt được tạo ra

public : counter ();

cout<<"++Tao : bay gio co "<<++count<<" doi tuong\n";

} counter:: ~counter () {

cout<<" Xoa : bay gio con "<< count<<" doi tuong\n";

6 Thành phần tĩnh

b Phương thức tĩnh Khái niệm:

 Là hàm thành phần của lớp nhưng không gắn với đối tượng cụ thể nào

 Dùng để thao tác chung cho lớp

 Trong thân hàm không có đối tượng ẩn

Ví dụ: xây dựng lớp SV gồm phương thức nhập,

in 1 sinh viên Nhập, in danh sách sinh viên

static <kiểu DL trả về> <tên hàm>([tham số]);

88

7 Thành phần hằng

a Dữ liệu hằng

Khái niệm:

 là thành phần dữ liệu của lớp nhưng không

thay đổi giá trị trong quá trình tồn tại

Ví dụ: Với lớp nhân sự thì số CMT là thành phần

hằng

Khai báo:

Thành phần hằng không thể thay đối sau khi

đối tượng được hình thành

const <kiểu DL> <tên thành phần>;

Ví dụ: NhanSu(int k=0):scmt(k){…}

7 Thành phần hằng

b Phương thức hằng

Khái niệm:

 là hàm thành phần của lớp nhưng không có khả

năng thay đổi thành phần DL trong đối tượng

Ví dụ: Với lớp PS thì phương thức in() là hằng

Lập trình hướng đối tượng (Object Oriented Programming - OOP)

92

1 Khái niệm

 Được thừa hưởng các thành phần từ một hay nhiều

lớp đã có (lớp cơ sở/Lớp cha – Based Class/parent

 Trong lớp con ta có thể bổ sung thêm các thành

phần hoặc định nghĩa lại các thành phần

93

Ví dụ 2: Yêu cầu xây dựng 3 lớp

1 Khái niệm (tiếp)

 Lớp  ĐT mô tả các thực thể trong thế giới thực

 Các đối tượng không độc lập nhau, chúng có

Thừa kế tạo ra mô hình phân cấp:

PS1

PS2

NGƯỜI

Mô hình Thừa kế tạo ra một quan hệ “is a”

Ví dụ: một đối tượng SV “là một” đối tượng thuộc lớp NGƯỜI

Đơn Thừa kế : chỉ có một lớp cơ sở

Đa Thừa kế: có nhiều hơn một lớp cơ sở

97

2 Xây dựng lớp dẫn xuất

Cú pháp:

class <tên lớp con>:[kiểu dẫn xuất]<tên lớp cha1>

,[kiểu dẫn xuất]<tên lớp cha 2>…

{ // Các thành phần của lớp con };

3 Quyền truy xuất

(1) Quyền truy xuất tp đó ở lớp cha : (2) Kiểu dẫn xuất

private protected public

private private private private protected private protected protected public private protected public

(1) (2)

Quyền truy xuất ở lớp con

102

4 Định nghĩa lại quyền truy xuất

Để định nghĩa lại:

Chỉ cần liệt kê thành phần đó sau từ khoá quyền

truy xuất tương ứng

<quyền truy xuất>: <tên lớp cha>::<tên tp>;

 Chỉ có thể định lại quyền truy xuất theo đúng quyền

của thành phần đó trong lớp cha

 Nếu trong lớp cơ sở có nhiều tp cùng tên nhưng khác

quyền truy xuất thì không thể định nghĩa lại

 Nếu lớp con có một tp cùng tên thì tp của lớp con sẽ che phủ tp lớp cha

 Muốn truy xuất phải viết tường minh

Xây dựng lớp TSA Thừa kế lớp TS

Bổ sung: điểm toán, lý, hoá, nhập, in

106

5 Hàm khởi tạo và hàm huỷ

a Hàm khởi tạo

- Hàm khởi tạo của lớp cha không được Thừa kế

- Mỗi đối tượng của lớp con có thể coi là một đối

tượng của lớp cha

Do đó: khi gọi hàm khởi tạo của lớp con sẽ kéo theo

gọi hàm khởi tạo của lớp cha

 Thứ tự gọi:

Hàm khởi tạo lớp cha  Hàm khởi tạo lớp con

Ví dụ: hàm khởi tạo của lớp A, B

107

5 Hàm khởi tạo và hàm huỷ

Nếu xây dựng hàm khởi tạo của lớp con:

- Phải gọi hàm khởi tạo của lớp cha tường minh

Cú pháp

<hàm khởi tạo dẫn xuất>([t/số]):<hàm khởi tạo cơ sở>([t/số])

{ }

Chú ý:

Hàm khởi tạo lớp cơ sở thực hiện trước Nếu lớp dẫn xuất có nhiều lớp cơ sở thì trình tự thực hiện tuân theo trình tự Thừa kế

5 Hàm khởi tạo và hàm huỷ

b Hàm huỷ

Hàm huỷ của lớp cơ sở không được Thừa kế

 Các hàm huỷ được thi hành theo trình tự

ngược lại so với hàm khởi tạo

 Hàm huỷ của lớp dẫn xuất thi hành trước hàm

huỷ của lớp cơ sở

Lưu ý:

Hủy lớp con rồi mới hủy lớp cha

Tạo lớp cha rồi mới tạo lớp con

109

class DongVat {

protected: int sochan;

public:

DongVat() {cout<<“Tao dong vat”;}

DongVat (int sc) {sochan=sc; cout<<“Tao dong vat”;}

~ DongVat() {cout<<“Huy dong vat”;}

void keu(){cout<<“Khong”;}

};

ConMeo() {cout<<“Tao con meo: ”;}

ConMeo(int sc, int ml, int ns): DongVat(sc)

~ ConMeo() {cout<<“Huy con meo”;}

void Keu() {cout<<“Meo meo…”;}

int Tinhtuoi() {…}

};

111

int main() {

6 Đa Thừa kế

Khái niệm

Là khả năng xây dựng lớp dẫn xuất Thừa kế từ

nhiều hơn một lớp cơ sở

Đa Thừa kế có thể là tính năng rất mạnh nhưng

đôi khi gây ra một số vấn đề

Lập trình hướng đối tượng

114

1 Khái niệm về tính đa hình

Đa hình là khả năng cho phép 1 lời gọi đến 1 hàm

thuộc lớp con, nếu như đối tượng của lớp cha đang

giữ địa chỉ hoặc tham chiếu đến đối tượng thuộc

o Sử dụng con trỏ để truy cập tới hàm ảo

o Định nghĩa trong lớp cơ sở ngay cả khi nó không

3 Hàm thuần ảo (pure virtual function)

Khái niệm: là hàm ảo mà không có ĐN hàm

118

3 Hàm thuần ảo (pure virtual function)-tt

Đặc điểm:

o Không thể khai báo đối tượng thuộc lớp có hàm

ảo thuần tuý

o Lớp có hàm ảo thuần tuý chỉ làm lớp cơ sở cho

lớp khác và gọi là lớp cơ sở trừu tượng

119

4 Lớp ảo (virtual class)

Là lớp chứa ít nhất 1 hàm thuần ảo

Lớp ảo không thể tạo ra đối tượng

 Khi truy cập thành phần x trong C thì chương trình dịch

không biết thành phần x đó là của lớp A hay B

 Gọi A là lớp cơ sở của lớp B và C

 Gọi D là lớp dẫn xuất của lớp B và C

 Khai báo tường minh

<tên đối tƣợng>.<tên lớp cơ sở>::<tên thành phần>;

 Coi A là lớp cơ sở ảo của cả B và C

Khi đó trong D chỉ có một sự thể hiện của A

 Khai báo:

class <lớp dẫn xuất>: virtual <kiểu dẫn xuất><lớp cơ sở>

 Khi đó ta khai báo

class B: virtual public A{…}

class C: virtual public A{…}

5 Lớp cơ sở ảo (Virtual base class)

Shape (float a = 1.0,float b = 1.0):x(a),y(b) {}

virtual float calArea() const = 0 ;

virtual float calPerimeter() const =0 ;

virtual void input(istream &) = 0 ;

virtual void output(ostream &) = 0 ;

virtual string whatshape() const = 0 ;

Circle(float r = 1.0) : Shape(r) {} Circle(Circle & s) { x = s.x;}

float calArea() const {return 3.14 * x * x;}

float calPerimeter() const {return 2 * 3.14 * x;}

void input( { cin >> x; } void output( ){ cout << x; } string whatshape() const { return "Circle"; }

Shape **p = new Shape * [4];

p[0] = new Circle(5);

p[1] = new Rectangle;

cin >> *p[1]; p[2] = new Square;

cin >> *p[2]; p[3] = new RTriangle(3, 7);

cout << “Max area is " << maxArea(p) << endl;

for (int i = 0; i < 4; i++) {

show(*p[i]);

delete p[i];

} delete [] p;

return 0;

}