Bài giảng lập trình hướng đối tượng kế thừa trần phước tuấn

614 Incremental Development Dietel... MOTOR VEHICLE .... MOTOR VEHICLE ..... MOTOR VEHICLE .... PICKUP TRUCK ...

L P TRÌNH

tuantp@hcmup.edu.vn http://giaotrinh.tranphuoctuan.com

9/6/2009

Tài li u c

Eckel, Bruce Thinking in C++, 2nd Ed Vol 1.

Chapter 14: Inheritance & Composition

Skip p 612 (Operator Overloading & Inheritance) to p 614 (Incremental Development)

Dietel C++ How to Program, 4th Ed.

Chapter 7: Object-Oriented Programming: Inheritance

N i dung

u

th a k

Object relationship diagram

Cây th a k

inheritance hierarchy

Ví d MotorVehicle

nh ngh a l p MotorVehicle

nh ngh a các l p con

Quy n truy nh p

Access privilege

Ki u th a k Cái gì là cái gì?

trong C++

Upcast Slice Downcast

a th a k

Multiple Inheritance

1 M u

bi u di n m i quan h c bi t gi a các l p.

th a là m t m c cao h n c a tr u t ng hóa, cung c p m t c ch gom chung các l p có liên quan v i nhau thành m t m c khái quát hóa

c tr ng cho toàn b các l p nói trên.

c t ch c thành m t s phân c p k th a.

các l p bên d i nó.

TPT - LTH T 5

9/6/2009

bi u di n quan h “là 1”.

t sinh viên là m t ng i

t hình tròn là m t hình ellipse

t tam giác là m t a giác

t cái xe ca “là” xe ng c

t cái xe t i “là” xe ng c

t cái xe máy “là” xe ng c

1 M u

9/6/2009

ph n ánh m i quan h gi a các l p Là công c

ch c và phân c p l p d a vào s chuyên bi t hóa, trong

ó m t vài hàm thành ph n c a l p con là phiên b n

ng:

th a public.

Hàm thành ph n là ph ng th c o

th a private.

Hàm thành ph n không là ph ng th c o.

1 M u

Th a k cho phép ta nh ngh a 1 l p m i, g i

là l p con (subclass) hay l p d n xu t (derived

(superclass) hay l p c s (base class).

p d n xu t s th a k các thành ph n (d

li u, hàm) c a l p c s , ng th i thêm vào

các thành ph n m i, bao hàm c vi c làm “t t

n” ho c làm l i nh ng công vi c mà trong l p

s ch a làm t t ho c không còn phù h p v i

p d n xu t

1 M u

Th a k cho phép nhi u l p có th n

xu t t 1 l p c s

Th a k ng cho phép m t l p có th là

n xu t c a nhi u l p c s

Th a k không ch gi i h n 1 m c: M t

p d n xu t có th là l p c s cho các

p d n xu t khác

1 M u

TPT - LTH T 9

9/6/2009

p cha – superclass (ho c l p c - base class)

p t ng quát h n trong m t quan h “là”

các i t ng thu c l p cha có cùng t p thu c tính và hành vi S

p con – subclass (ho c l p d n xu t – derived class)

p c th n trong m t quan h “là”

các i t ng thu c l p con có cùng t p thu c tính và hành vi S (do

th a k p cha), kèm thêm t p thu c tính và hành vi S’ c a riêng l p

con

Quan “là” còn g i là s th a k - Inheritance (ch I trong tam

giác h ng i t ng “P.I.E” (Polymorphism – Inheritance –

Encapsulations))

Ta nói r ng l p con “th a k ” l p cha, ho c l p con c d n

xu t t ” l p cha

9/6/2009

quan h i t ng

Tên class

Tên class

(Các) ph ng th c (Các) thu c tính

Object Relationship Diagram

ORD

Public

Protected Private

Class

- privateAttribute

# protectedAttribute

+publicOp()

# protectedOp()

- privateOp()

quan h i t ng

Student

- name

- address

- nextAvailID : int + addSchedule(theSchedule : Schedule, forSemester : Semester) + getSchedule(forSemester : Semester) : Schedule

+ hasPrerequisites(forCourseOffering : CourseOffering) : boolean

# passed(theCourseOffering : CourseOffering) : boolean + getNextAvailID() : int

- studentID

quan h i t ng

TPT - LTH T 13

9/6/2009

Tên class

(Các) ph ph ng th ng th c

(Các) thu c tính

Bình th ng: Class bình th ng

In nghiêng: Class thu n o

G ch d i: Object (không ph i class)

Bình th ng: Thu c tính bình th ng

In nghiêng: không s d ng

G ch d i: Thu c tính static

Bình th ng: P ng th c bình th ng

In nghiêng: P ng th c virtual

G ch d i: P ng th c static

quan h i t ng

9/6/2009

CTamGiac

# CDiem P1

# CDiem P2

# CDiem P3 + CTamGiac() + float DienTich() + float ChuVi() + void Ve() +

CTuGiac

# CDiem P1

# CDiem P2

# CDiem P3

# CDiem P4 + CTuGiac() + float DienTich() + float ChuVi() + void Ve() +

CEllipse

# CDiem Tam

# float A

# float B + CEllipse() + float DienTich() + float ChuVi() + void Ve() +

CHinhVe

# int MaLoaiHinhVe + float DienTich() + float ChuVi() + void Ve() +

Ví d

Ta ã làm quen v i quan h th a k , hãy xem ta có th bi u di n

nó trong s quan h i t ng nh th nào

Khi mô t các quan h th a k gi a

các l p trong ORD, ích là

ch rõ s khác bi t gi a các l p

tham gia quan h ó

t l p con khác l p cha a nó ch nào?

các l p con khác nhau ch nào?

MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model + drive()

CAR

- passengers

TRUCK

- maximum payload + load()

+ unload()

Bi u di n m t quan h th a k

gi a hai l p b ng m t m i tên

tr p con n l p cha

MOTOR VEHICLE

CAR

MOTOR VEHICLE

CAR

TRUCK

MOTOR VEHICLE

CAR

TRUCK

Có th bi u di n quan h i nhi u l p con theo m t trong hai ki u sau:

TPT - LTH T 17

9/6/2009

Bi u di n các thu c tính và hành vi

Gi p MotorVehicle có các thu c

tính vin (s ng ký xe), make (hãng),

model (ki u), và hành vi drive (lái)

MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model + drive()

CAR

TRUCK

Ta có s : MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model + drive()

i xe t i, xe ca

u có các thu c tính vin, make, model, và hành vi drive

9/6/2009

Bi u di n s khác bi t gi a các l p nh th nào?

u không có gì khác nhau thì ch ng có lý do gì p l p con

Gi , xe ca có thêm thu c tính passengers (s hành khách t a mà

xe có th ch ); xe t i có thêm thu c tính maximum payload (tr ng t i t i a) và các hành vi load (b c), unload (d ).

Khi bi u di n các thu c tính và hành vi a các l p con, ch n li t

kê các thu c tính/hành vi mà l p cha không có

n gi n hoá s , không l p l i các thu c tính/hành vi c th a k (có th tìm th y chúng b ng cách “l n theo m i tên”)

nh n m nh các m khác bi t, cho phép d dàng nh n ra lý do cho

vi c l p l p con

Ta có s :

i xe ca u có các thu c tính vin, make, model, và hành vi drive,

kèm theo thu c tính passengers

i xe t u có các thu c tính vin, make, model, và hành vi drive,

kèm theo thu c tính maximum payload và các hành vi load, unload

MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model

+ drive()

CAR

- passengers

TRUCK

- maximum payload + load()

+ unload()

Cây th a k

Các quan h th a k luôn c bi u di n

i các l p con t d i l p cha

nh n m nh b n ch t ph a quan h

Ta ng có th có nhi u t ng th a k , i m i t ng, các l p con ti p

c th a k p cha

t xe ch rác (dump truck) là xe t i, và c ng là xe ch y b ng ng c Ngh a là các l p con c th a k các thu c tính và hành vi a

i l p c bên trên nó

t xe ch rác có m i thu c tính và hành vi a xe ng c , kèm theo

i thu c tính và hành vi a xe t i, kèm theo các thu c tính và hành vi

a riêng xe rác.

MOTOR VEHICLE

CAR

TRUCK

PICKUP TRUCK

DUMP TRUCK

TPT - LTH T 21

9/6/2009

Ví d MotorVehicle

MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model + drive()

CAR

- passengers

TRUCK

- maximum payload + load()

+ unload()

9/6/2009

Ví d MotorVehicle

MotorVehicle

class MotorVehicle { public:

MotorVehicle(int vin, string make, string model);

~MotorVehicle();

void drive(int speed, int distance);

private:

int vin;

string make;

string model;

};

MOTOR VEHICLE

* vin

- make

- model + drive()

Ví d MotorVehicle

Ti p theo, nh ngh a constructor, destructor,

và hàm drive() ây, ta ch nh ngh a t m drive())

MotorVehicle::MotorVehicle(int vin, string make, string model)

{

this->vin = vin;

this->make = make;

this->model = model;

}

MotorVehicle::~MotorVehicle() {} // We could actually use

// the default destructor void MotorVehicle::drive(int speed, int distance)

{

cout << “Dummy drive() of MotorVehicle.” << endl;

}

Ích l i

n gi n hoá khai báo l p,

tr nguyên lý óng gói c a h ng i t ng

tr tái s ng code (s ng l nh ngh a c a các thành viên d li u và ph ng th c)

vi c che d u thông tin ng có th có vai trò trong vi c t o cây

th a k

Ví d MotorVehicle NH NGH A

TPT - LTH T 25

9/6/2009

u, ta t o l p con Car

nói r ng l p m i là l p d n xu t c a m t l p khác, i dòng khai báo, ta

dùng 1 u hai ch m, ti p theo là t khoá truy nh p và tên c a l p cha

class MyDerivedClass : <keyword> MyBaseClass { };

class Car : public MotorVehicle

{ public:

Car (int passengers);

~Car();

private:

int passengers;

};

Ch rõ quan h gi a l p con Car

và l p cha MotorVehicle

Ví d MotorVehicle NH NGH A

9/6/2009

Hi n gi constructor a l p Car ch nh n 1 tham s passengers, trong khi các i t ng Car ng có t t c

Car (int passengers);

thành viên c th a k , ta nên truy n thêm tham s cho constructor kh i t o vin, make, model.

Ví d MotorVehicle NH NGH A

sung các tham s cho constructor, ta có khai báo:

class Car : public MotorVehicle

{

public:

Car (int vin, string make, string model, int passengers);

~Car();

private:

int passengers;

};

Quy c: t các tham s cho l p cha lên u danh sách.

Ví d MotorVehicle NH NGH A

Ti p theo, nh ngh a l p m i

i thi u, ta s nh ngh a constructor và (có th ) destructor

Các l p con không th a k constructor và destructor a l p cha, do vi c kh i t o và hu các l p khác nhau là khác nhau

Phiên b n constructor u tiên mà ta có th ngh i:

Car::Car(int vin, string make, string model, int passengers) {

this->vin = vin;

this->make = make;

this->model = model;

this->passengers = passengers;

} Car::~Car() {}

Ví d MotorVehicle NH NGH A

TPT - LTH T 29

9/6/2009

tr c ti p truy nh p các thành viên d li u c a l p c

thi u tính óng gói : ph i bi t sâu v chi ti t l p c và ph i can thi p

sâu

không tái s ng mã kh i t o c a l p c

không th kh i t o các thành viên private a l p c do không có

quy n truy nh p

Nguyên t c: i t ng thu c l p con bao g m m i t ng

p cha ng thêm các tính n ng b sung a l p con

t th hi n c a l p c c t o tr c, sau ó "g n" thêm các

tính n ng b sung a l p d n xu t

y, ta s ng constructor a l p c

Ví d MotorVehicle NH NGH A

9/6/2009

ng constructor a l p c , ta dùng danh sách kh i t o

a constructor (t ng t nh khi kh i t o các h ng thành viên) cách duy nh o ph n thu c v th hi n c a l p cha o tr c nh t

Ta nh ngh a constructor nh sau:

Car::Car(int vin, string make, string model, int passengers)

: MotorVehicle(vin, make, model)

{ this->passengers = passengers;

}

Ta không c n kh i t o các thành viên vin, make, model bên trong constructor a Car a

i constructor a MotorVehicle i các tham s vin, make, model

Ví d MotorVehicle NH NGH A

danh sách kh i t o c a l p d n xu t, trình biên d ch s

ng chèn thêm l i g i constructor nh c a l p

ng minh, i destructor a l p d n xu t, i g i

ng t cho destructor a l p c là không c n thi t

vi c này c th c hi n t ng

Ví d MotorVehicle NH NGH A

Khi t o th hi n c a m t l p

n xu t, các constructor

c g i b u t p c

nh t và chuy n d n v phía

p d n xu t

Khi hu th hi n c a l p d n

xu t, các destructor c g i

u t p d n xu t, lên

n qua các l p c (th

ng c l i)

Ví d MotorVehicle NH NGH A

TPT - LTH T 33

9/6/2009

ng t , khai báo và nh ngh a c a l p Truck nh sau:

class Truck : public MotorVehicle {

public:

Truck (int vin, string make,

string model, int maxPayload);

~Truck();

void Load();

void Unload();

private:

int maxPayload;

};

Truck::Truck(int vin, string make,

string model, int maxPayload)

:MotorVehicle(vin, make, model) {

this->maxPayload = maxPayload;

} Truck::~Truck() {}

void Truck::Load() {…}

void Truck::Unload() {…}

Ví d MotorVehicle NH NGH A

9/6/2009

Quy n truy nh p (Access privilege)

Ta ã s ng hai ki u quy n truy nh p cho các thành viên d li u

và ph ng th c public - thành viên/ph ng th c

có th c truy nh p t

i t ng C++ thu c ph m vi private - thành viên/ph ng th c

ch có th c truy nh p t bên trong chính l ó Còn có ki u quy n truy nh p th ba: protected

class Car : public MotorVehicle {

public:

Car ( );

~Car();

private:

int passengers;

};

Quy n truy nh p

là l p c

khai báo private, do ó chúng ch có th

c truy nh p t các th hi n c a MotorVehicle

t c các l p d n xu t không có quy n truy nh p các thành viên

private a MotorVehicle

class MotorVehicle {

private:

int vin;

string make;

string model;

};

void Truck::Load() {

if (this->make == “Ford”) {

} }

p Truck không có quy n truy

nh p thành viên private make

a l p c MotorVehicle

Quy n truy nh p

u không, ta có th c quy n truy nh p vào c u trúc bên trong c a m t l p ch ng cách t o m t l p d n xu t c a l ó

“c p” cho l p d n xu t quy n truy nh p t i m t s thành viên/ph ng th c,

khoá protected quy nh quy n truy nh p cho các thành viên/ph ng th c s c s ng b i l p d n xu t

TPT - LTH T 37

9/6/2009

Quy n truy nh p

thành viên/ph ng th c c a m t l p cho các l p d n

nh ng khi t o các cây th a k , ng i ta th ng hay p

quy n truy nh p protected

9/6/2009

Quy n truy nh p

Gi ta mu n các l p con a MotorVehicle có th truy nh p d

li u c a nó Thay t khoá private ng protected,

ta có khai báo:

class MotorVehicle {

protected:

int vin;

string make; string model; };

void Truck::Load() {

if (this->make == “Ford”) {

} }

y, n mã sau s không có l i Tuy nhiên truy nh p t bên ngoài

p Truck ã có quy n truy nh p thành viên protected make

a l p c MotorVehicle

Quy n truy nh p

Các quy n truy nh p có vai trò gì trong

quan h th a k ?

Bây gi , ta chuy n sang cách s ng các

khoá quy n truy nh p trong khai báo

ch ki u th a k

class Car : public MotorVehicle { };

Quy n truy nh p

Các quy n truy nh p có vai trò gì trong quan h

th a k ? Bây gi , ta chuy n sang cách s ng các t khoá quy n truy nh p trong khai báo l ch

ki u th a k

class Car : private MotorVehicle { };

class Car : protected MotorVehicle { };

class Car : public MotorVehicle { };

TPT - LTH T 41

9/6/2009

Ki u th a k

ng

nó quy nh nh ng ai có th "nhìn th y" quan h th a k ó

Nh c l i: p Car th a k p MotorVehicle có ngh a các

i t ng Car ng có các thành viên d li u và ph ng

th c c a MotorVehicle.

“nhìn th y” quan h th a k gi a Car và MotorVehicle ngh a là

có th truy nh p t i các thành viên mà Car c th a k

MotorVehicle.

9/6/2009

Ki u th a k

Th a k public (lo i thông d ng nh t): quan h th a k c nhìn

th y t i n i

i t ng C++ khi t ng tác v i m t th hi n c a l p con u

có th coi nó nh t th hi n c a l p cha

có th truy nh p m i thành viên/ph ng th c public a l p cha

nói cách khác, các thành viên c th a k gi nguyên quy n truy

nh p các thành viên public a cha ng c coi nh public a con các thành viên protected a cha ng c coi nh protected a con

class Car : public MotorVehicle { };

Ki u th a k

các i t ng bên ngoài không th truy nh p các thành viên

c th a k

thành private trong l p con

ch c n ng/d ch v a l p cha nh ng l i không cho bên

ngoài bi t v các ch c n ng ó.

class Car : private MotorVehicle { };

Ki u th a k

, ch có các l p con a l ó nhìn th y quan h

th a k

bên trong Car các l p con a Car

class Car : protected MotorVehicle { };

TPT - LTH T 45

9/6/2009

Ki u th a k

là các thành ph n public public và protected a l p d n

xu t.

là các thành ph n protected a l p d n xu t.

là các thành ph n private a l p d n xu t.

9/6/2009

Thành ph n trong trong

p c s

Hình th c k th a

T NG H P

TPT - LTH T 49

9/6/2009

Cái gì là cái gì?

khái ni m r ng m t th hi n c a l p d n xu t có

p c

ví d , ta có th coi m t th hi n c a Car nh là m t

th hi n c a MotorVehicle

Nh y chính xác ngh a là gì? Trong C++, ta

9/6/2009

Cái gì là cái gì?

Ta ã nói r ng t ng c a th a k là khai báo các l p con có m i

thu c tính và hành vi a l p cha.

Ngh a là, các tuyên b sau là úng

i t ng Car u là MotorVehicle

i t ng Truck u là MotorVehicle

Nh ng các tuyên b ng c l i thì không úng (v ng quát)

i t ng MotorVehicle u là Car

i t ng MotorVehicle u là Truck

Ví d , trong m t s tr ng h p, ta có th ch o các xe ch y b ng máy là xe ca Nh ng trong cây th a k a ta, không có gì òi h i

ng m i xe ch y b ng máy u là xe ca

MOTOR VEHICLE

- vin

- make

- model + drive()

CAR

- passengers

TRUCK

- maximum payload + load()

+ unload()

Cái gì là cái gì?

ng ó th hi n r t rõ ràng trong cách ta nh

ngh a m t l p con

t l p con trên cây th a k có m i thu c tính và hành vi a

p cha,

ng thêm các thu c tính và hành vi a riêng l p con ó

có th truy nh p t i:

i thu c tính và hành vi (không ph i private) a l p cha,

và các thành viên nh ngh a riêng cho l p con ó.

Cái gì là cái gì?

Nh y, t th hi n c a Car có quy n truy nh p các thu c tính

và hành vi sau:

thành viên d li u: vin, make, model, passengers

ph ng th c: drive()

Ng c l i, không có lý gì m t th hi n c a l p cha i có quy n truy

nh p t i thu c tính/hành vi ch nh ngh a trong l p con

MotorVehiclekhông th truy nh p passengers

ng t , các l p anh-ch -em không th truy nh p các thu c tính/hành vi a nhau

i t ng Car không th có ph ng th c Load() và UnLoad(),

ng nh i t ng Truck không th có passengers C++ m b o các yêu c ó nh th nào?