} Phương thức ảo xuat được khai báo ở lớp Nguoi cho phép sử dụng con trỏ đến lớp cơ sở Nguoi nhưng trỏ đến một đối tượng thuộc lớp con Sinh viên, công nhân gọi đúng thao tác ở lớp con:
Trang 1Đa hình
Trang 2Bài toán quản lý một danh sách các đối tượng khác kiểu
• Giả sử ta cần quản lý một danh sách các đối
tượng có kiểu có thể khác nhau, ta cần giải
quyết hai vấn đề: Cách lưu trữ và thao tác xử lý.
• Xét trường hợp cụ thể, các đối tượng có thể là
người, sinh viên hoặc công nhân.
Trang 3Bài toán quản lý một danh sách các đối tượng khác kiểu
• Về lưu trữ: Ta có thể dùng union, trong trường hợp này mỗi đối tượng phải có kích thước chứa được đối tượng có kích thước lớn nhất Điều này gây lãng phí không gian lưu trữ Một cách thay thế là lưu trữ đối tượng bằng đúng kích thước của nó và dùng một danh sách (mảng, dslk, ) các con trỏ để quản lý các đối tượng
• Về thao tác, phải thoả yêu cầu đa hình: Thao tác
có hoạt động khác nhau ứng với các loại đối tượng khác nhau Có hai cách giải quyết là vùng chọn kiểu và phương thức ảo.
Trang 4Đa hình và Hướng đối tượng
• Định nghĩa: là hiện tượng các đối tượng thuộc
các lớp khác nhau có khả năng hiểu cùng một thông điệp theo các cách khác nhau
• Ví dụ: nhận được cùng một thông điệp “nhảy”, một con kangaroo và một con cóc nhảy theo
hai kiểu khác nhau: chúng cùng có hành vi
“nhảy” nhưng các hành vi này có nội dung
khác nhau
Trang 5Dùng vùng chọn kiểu
• Về lưu trữ: Ta sẽ dùng một mảng các con trỏ đến lớp cơ sở để có thể trỏ đến các đối tượng thuộc lớp con
• Xét lớp Người và các lớp kế thừa sinh
viên và công nhân Thao tác ta quan tâm
là xuat Ta cần bảo đảm thao tác xuất áp
dụng cho lớp sinh viên và lớp công nhân khác nhau.
Trang 6~Nguoi() {delete [] HoTen;}
void An() const
{ cout << HoTen << " an 3 chen com";} void Ngu() const
{ cout << HoTen << " ngu ngay 8 tieng";} void Xuat() const
{ cout << "Nguoi, ho ten: " << HoTen << " sinh " << NamSinh; }
};
Trang 7class SinhVien : public Nguoi
{
protected:
char *MaSo;
public:
SinhVien(char *n, char *ms, int ns) :
Nguoi(n,ns) { MaSo = strdup(ms);}
~SinhVien() {delete [] MaSo;}
void Xuat() const
{ cout << "Sinh vien " << HoTen << ",
ma so " << MaSo;}
};
Dùng vùng chọn kiểu
Trang 8class NuSinh : public SinhVien
Trang 9class CongNhan : public Nguoi
{ cout << "Cong nhan, ten " << HoTen
<< " muc luong: " << MucLuong;} };
Trang 10void XuatDs(int n, Nguoi *an[]) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
Trang 12Dùng vùng chọn kiểu
• Xuất liệu cho đoạn chương trình trên như sau:
• Tất cả mọi đối tượng đều được quan điểm như người vì thao tác được thực hiện thông qua con trỏ đến lớp Người.
Nguoi, ho ten: Vien Van Sinh sinh 1982
Nguoi, ho ten: Le Thi Ha Dong sinh 1984
Nguoi, ho ten: Tran Nhan Cong sinh 1984
Nguoi, ho ten: Nguyen Thanh Nhan sinh 1960
Trang 13Dùng vùng chọn kiểu
• Để bảo đảm xuất liệu tương ứng với đối tượng, phải có cách nhận diện đối tượng, ta thêm một vùng dữ liệu vào lớp cơ sở để nhận diện, vùng này có giá trị phụ thuộc vào loại của đối tượng
và được gọi là vùng chọn kiểu.
• Các đối tượng thuộc lớp người có cùng giá trị cho vùng chọn kiểu, các đối tượng thuộc lớp
sinh viên có giá trị của vùng chọn kiểu khác của lớp người.
Trang 14~Nguoi() {delete [] HoTen;}
void An() const
{ cout << HoTen << " an 3 chen com";}
void Ngu() const
{ cout << HoTen << " ngu ngay 8 tieng";}
void Xuat() const { cout << "Nguoi, ho ten: " << HoTen << " sinh " << NamSinh; }
};
Trang 15~SinhVien() {delete [] MaSo;}
void Xuat() const
{ cout << "Sinh vien " << HoTen
<< ", ma so " << MaSo;}
};
Trang 16class NuSinh : public SinhVien
Trang 17void Xuat() const
{ cout << "Cong nhan, ten " << HoTen << " muc luong: " << MucLuong;} };
Trang 18Dùng vùng chọn kiểu
void XuatDs(int n, Nguoi *an[]) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
}
}
Khi thao tác ta phải căn cứ vào giá trị của vùng chọn kiểu để “ép kiểu” phù hợp.
Trang 19Sinh vien Vien Van Sinh, ma so 200001234
Sinh vien Le Thi Ha Dong, ma so 200001235
Cong nhan, ten Tran Nhan Cong muc luong:1000000 Nguoi, ho ten: Nguyen Thanh Nhan sinh 1960
Trang 20Dùng vùng chọn kiểu
• Cách tiếp cận trên giải quyết được vấn đề: lưu trữ
được các đối tượng khác kiểu nhau và thao tác khác nhau tương ứng với đối tượng
• Tuy nhiên nó có các nhược điểm sau:
– Dài dòng với nhiều switch, case.
– Dễ sai sót, khó sửa vì trình biên dịch bị cơ chế ép kiểu che mắt.
– Khó nâng cấp ví dụ thêm một loại đối tượng mới, đặc biệt khi chương trình lớn.
• Các nhược điểm trên có thể được khắc phục nhờ
phương thức ảo.
Trang 21Phương thức ảo
• Con trỏ thuộc lớp cơ sở có thể trỏ đến lớp con:
Nguoi* pn = new SinhVien(“Le Vien Sinh”, 200001234, 1982);
• Ta mong muốn thông qua con trỏ thuộc lớp cơ
sở có thể truy xuất hàm thành phần được định nghĩa lại ở lớp con:
pn->Xuat(); // Mong muon: goi Xuat cua lop sinh
vien, // thuc te: goi Xuat cua lop Nguoi
Trang 22Phương thức ảo
• Phương thức ảo cho phép giải quyết vấn
đề Ta qui định một hàm thành phần là
phương thức ảo bằng cách thêm từ khoá
virtual vào trước khai báo hàm.
• Trong ví dụ trên, ta thêm từ khoá virtual vào trước khai báo của hàm xuat.
Trang 23~Nguoi() {delete [] HoTen;}
void An() const
{ cout << HoTen << " an 3 chen com";}
void Ngu() const
{ cout << HoTen << " ngu ngay 8 tieng";}
virtual void Xuat() const {
cout << "Nguoi, ho ten: " << HoTen
<< " sinh " << NamSinh;
}
};
Trang 24~SinhVien() {delete [] MaSo;}
void Xuat() const {
cout << "Sinh vien " << HoTen
<< ", ma so " << MaSo;
}
};
Trang 25class NuSinh : public SinhVien
Trang 26cout << "Cong nhan, ten "
<< HoTen << " muc luong: " << MucLuong; }
};
Trang 27void XuatDs(int n, Nguoi *an[]) {
for (int i = 0; i < n; i++)
Trang 28}
Phương thức ảo xuat được khai báo ở lớp Nguoi cho phép
sử dụng con trỏ đến lớp cơ sở (Nguoi) nhưng trỏ đến một đối tượng thuộc lớp con (Sinh viên, công nhân) gọi đúng thao tác
ở lớp con:
Trang 29Phương thức ảo
• Con trỏ pn thuộc lớp Nguoi nhưng trỏ đến đối tượng
sinh viên, vì vậy pn->Xuat() thực hiện thao tác xuất của lớp sinh viên
• Trở lại ví dụ trên, khi i a[i] lần lượt trỏ đến các đối tượng thuộc các loại khác nhau, thao tác tương ứng với lớp sẽ được gọi
• Dùng phương thức ảo khắc phục được các nhược điểm của cách tiếp cận dùng vùng chọn kiểu:
• Thao tác đơn giản không phải dùng switch/case vì vậy
khó sai, dễ sửa
Nguoi *pn;
pn = new SinhVien("Vien Van Sinh“,"200001234“,1982); pn->Xuat(); // Goi thao tac xuat cua lop Sinh vien
Trang 30Thêm lớp con mới
class CaSi : public Nguoi
Dùng phương thức ảo, ta dễ dàng nâng cấp sửa chữa
Việc thêm một loại đối tượng mới rất đơn giản, ta không cần phải sửa đổi thao tác xử lý (hàm XuatDs) Qui trình thêm chỉ là xây dựng lớp con kế thừa từ lớp cơ sở hoặc các lớp con đã có và định nghĩa lại phương thức (ảo) ở lớp mới tạo nếu cần
Trang 31Thêm lớp con mới
void XuatDs(int n, Nguoi *an[])
Trang 32Các lưu ý khi sử dụng phương thức ảo
• Phương thức ảo chỉ hoạt động thông qua con trỏ.
• Muốn một hàm trở thành phương thức ảo có hai cách: Khai báo với từ khoá virtual hoặc hàm tương ứng ở lớp cơ sở đã là phương thức ảo.
• Phương thức ảo chỉ hoạt động nếu các hàm ở lớp
cơ sở và lớp con có nghi thức giao tiếp giống hệt nhau.
• Nếu ở lớp con định nghĩa lại phương thức ảo thì
sẽ gọi phương thức ở lớp cơ sở (gần nhất có định nghĩa).
Trang 33Cơ chế thực hiện phương thức ảo
• Khi gọi một thao tác, khả năng chọn đúng phiên bản tuỳ theo đối tượng để thực hiện thông qua con trỏ đến lớp cơ sở được gọi là tính đa hình (polymorphisms).
• Cơ chế đa hình được thực hiện nhờ ở mỗi đối tượng có thêm một bảng phương thức ảo Bảng này chứa địa chỉ của các phương thức ảo và nó được trình biên dịch khởi tạo một cách ngầm
định khi thiết lập đối tượng.
Trang 34Cơ chế thực hiện phương thức ảo
• Khi thao tác được thực hiện thông qua con trỏ, hàm có địa chỉ trong bảng phương thức ảo sẽ được gọi.
• Trong ví dụ trên, mỗi đối tượng thuộc lớp cơ sở Người có bảng phương thức ảo có một phần tử
là địa chỉ hàm Nguoi::Xuat Mỗi đối tượng thuộc lớp SinhVien có bảng tương tự nhưng nội dung
là địa chỉ của hàm SinhVien::Xuat.
Trang 35Cơ chế thực hiện phương thức ảo
• Trong ví dụ 2, mỗi đối tượng thuộc các lớp Mamal, Dog, Cat, Horse, Pig đều có bảng phương thức ảo với hai phần tử, địa chỉ
của hàm Speak và của hàm Move.
Trang 37Phương thức huỷ bỏ ảo
Trang 38Phương thức huỷ bỏ ảo
• Thông qua con trỏ thuộc lớp cơ sở Nguoi, chỉ có phương thức huỷ bỏ của lớp Nguoi được gọi.
• Để bảo đảm việc dọn dẹp là đầy đủ, ta
dùng phương thức huỷ bỏ ảo.
Trang 39virtual ~Nguoi() {delete [] HoTen;}
virtual void Xuat(ostream &os) const { os
<< "Nguoi, ho ten: " << HoTen << " sinh "
<< NamSinh; }
void Xuat() const { Xuat(cout); }
};
Trang 40Phương thức thiết lập ảo
• C++ không cung cấp cơ chế thiết lập đối tượng có khả năng đa hình theo cơ chế
Trang 41Phương thức thiết lập ảo
enum FILETYPE {UNKNOWN, BMP, GIF, JPG};
virtual void Release() = 0;
static CGBmpPtr NewBmp(const String &pathName); virtual void Draw() const;
};
Trang 42Phương thức thiết lập ảo
Trang 43class CGif: public CGBmp
Trang 44Phương thức thiết lập ảo
Trang 45FILETYPE GetFileType(const String &pathName) {
String FileExt = GetFileExt(pathName);
if (FileExt == ".DIB" || FileExt ==
Trang 46Phương thức thiết lập ảo
CGBmpPtr CGBmp::NewBmp(const String &pathName) {
Trang 47Phương thức thuần ảo và lớp cơ sở trừu
tượng
• Lớp cơ sở trừu tượng là lớp cơ sở không có đối
tượng nào thuộc chính nó Một đối tượng thuộc lớp
cơ sở trừu tượng phải thuộc một trong các lớp con.
• Xét các lớp Circle, Rectangle, Square kế thừa từ lớp Shape
• Trong ví dụ trên, các hàm trong lớp Shape có nội dung nhưng nội dung không có ý nghĩa Đồng thời
ta luôn luôn có thể tạo được đối tượng thuộc lớp Shape, điều này không đúng với tư tưởng của
phương pháp luận hướng đối tượng
Trang 48Phương thức ảo thuần tuý và lớp cơ sở trừu tượng
• Ta có thể thay thế cho nội dung không có ý
nghĩa bằng phương thức ảo thuần tuý Phương thức ảo thuần tuý là phương thức ảo không có nội dung.
• Khi lớp có phương thức ảo thuần tuý, lớp trở
thành lớp cơ sở trừu tượng Ta không thể tạo
đối tượng thuộc lớp cơ sở thuần tuý.
• Ta có thể định nghĩa phương thức ảo thuần tuý, nhưng chỉ có các đối tượng thuộc lớp con có thể gọi nó
Trang 49• Trong ví dụ trên, các hàm thành phần trong lớp
Shape là phương thức ảo thuần tuý Nó bảo đảm không thể tạo được đối tượng thuộc lớp Shape Ví
dụ trên cũng định nghĩa nội dung cho phương thức
ảo thuần tuý, nhưng chỉ có các đối tượng thuộc lớp con có thể gọi.
• Phương thức ảo thuần tuý có ý nghĩa cho việc tổ
chức sơ đồ phân cấp các lớp, nó đóng vai trò chừa sẵn chỗ trống cho các lớp con điền vào với phiên bản phù hợp.
• Bản thân các lớp con của lớp cơ sở trừu tượng
cũng có thể là lớp cơ sở trừu tượng
Phương thức ảo thuần tuý và lớp cơ sở trừu tượng