Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 1: Tổng quan về OOP
9/10/18
Nội dung
1. Lập trình hướng đối tượng
2. Công nghệ hướng đối tượng
3. Ngôn ngữ lập trình Java
4. Ví dụ và bài tập
Bộ môn Công nghệ Phần mềm
Viện CNTT & TT
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
Bài 01. Tổng quan về OOP
2
1
Nội dung
1.1. Lịch sử phát triển của các NNLT
n a. Hợp ngữ (Assembly language):
1. Lập trình hướng đối tượng
2. Công nghệ hướng đối tượng
3. Ngôn ngữ lập trình Java
4. Ví dụ và bài tập
n
n
n
Là một ngôn ngữ lập trình tuần tự, gần với tập
các lệnh mã máy của CPU.
Khó nhớ, khó viết, nhất là với những bài toán
phức tạp.
Khó sửa lỗi, bảo trì.
3
4
1
9/10/18
1.1. Lịch sử phát triển của các NNLT (2)
1.1. Lịch sử phát triển của các NNLT (3)
n b. NNLT cấu trúc/thủ
n c. NNLT hướng đối tượng:
tục:
n
Thể hiện các thành phần của bài toán là các “đối
tượng” (object).
Hướng đối tượng là một kỹ thuật để mô hình hóa
hệ thống thành nhiều đối tượng.
n
Xây dựng chương trình
dựa trên các hàm/thủ
tục/chương trình con
n
n
n
Dữ liệu và xử lý (hàm)
tách rời nhau
Các hàm không bắt
buộc phải tuân theo
một cách thức chung
truy cập vào dữ liệu
5
6
1.2. Đối tượng là gì?
Đối tượng thế giới thực
n Đối tượng trong thế giới thực
n Một đối tượng thế giới thực là một thực
thể cụ thể mà thông thường chúng ta có thể
sờ, nhìn thấy hay cảm nhận được.
n
Ví dụ một chiếc ô tô
n Liên quan đến chiếc ô tô:
n
Các thông tin về chiếc xe như: màu sắc, tốc độ, số km đã
đi được,...
n Tất cả có
trạng thái
(state) và
hành động
(behaviour)
n
Các hoạt động của chiếc xe như: tăng tốc khi nhấn ga,
giảm tốc khi đạp phanh,...
7
8
2
9/10/18
Đối tượng phần mềm
Đối tượng
n Các đối tượng phần mềm có thể được
dùng để biểu diễn các đối tượng thế giới
thực.
n Cũng có trạng thái và hành động
Đối tượng phần mềm
Đối tượng phần mềm Xe Đạp
n
Trạng thái: thuộc tính (attribute; property)
n
Hành động: phương thức (method)
Thuộc tính được xác định
bởi giá trị cụ thể gọi là
thuộc tính thể hiện.
Đối tượng (object) là một
thực thể phần mềm bao
bọc các thuộc tính và các
phương thức liên quan.
Một đối tượng cụ thể
được gọi là một thể hiện.
9
10
Mô hình hóa đối tượng
Tương tác giữa các đối tượng
Car
Tom
House
n Sự giao tiếp giữa các đối tượng trong thế giới thực:
Reality
Tree
Object-oriented modeling
n Các đối tượng và sự tương tác giữa chúng trong lập
Model
House
trình
drives
n
Các đối tượng giao tiếp với nhau bằng cách gửi thông điệp
Car
(message)
lives in
Tree
Tom
11
12
3
9/10/18
Gọi hàm vs. Gửi thông điệp
Thông điệp vs. Phương thức
n Thông điệp
n Gọi hàm (Call function)
n
Được gửi từ đối tượng này đến đối tượng kia, không bao gồm đoạn
mã thực sự sẽ được thực thi
n
Chỉ ra chính xác đoạn mã nào sẽ được thực hiện.
n Phương thức
n
Chỉ có duy nhất một sự thực thi của một hàm với
một tên nào đó.
Không có hai hàm trùng tên
n
n
n
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
n
n Gửi thông điệp
n
Yêu cầu một dịch vụ từ một đối tượng và đối
tượng sẽ quyết định cần phải làm gì
n
Các đối tượng khác nhau sẽ có các cách thực thi
các thông điệp theo cách khác nhau.
13
14
1.3. Lớp đối tượng
Hướng cấu trúc vs. Hướng ĐT?
n Hướng cấu trúc:
n Trong thế giới thực có nhiều đối tượng cùng
n
data structures + algorithms = Program
loại.
n
(cấu trúc dữ liệu + giải thuật = Chương trình)
n Chương trình hướng đối tượng có nhiều đối
tượng cùng loại chia sẻ những đặc điểm
chung.
n Hướng đối tượng:
n
objects + messages = Program
n
(đối tượng + thông điệp = Chương trình)
n Ví dụ
15
16
4
9/10/18
Lớp
Ví dụ Lớp Xe đạp
Khai báo cho lớp
XeDap
n Một lớp là một thiết kế (blueprint) hay mẫu
(prototype) cho các đối tượng cùng kiểu
n
Ví dụ: lớp XeDap là một thiết kế chung cho nhiều đối
Đối tượng của lớp
XeDap
tượng xe đạp được tạo ra
n Lớp định nghĩa các thuộc tính và các phương thức
chung cho tất cả các đối tượng của cùng một loại nào
đó
n Một đối tượng là một thể hiện cụ thể của một lớp.
n
Ví dụ: mỗi đối tượng xe đạp là một thể hiện của lớp
XeDap
n Mỗi thể hiện có thể có những thuộc tính thể hiện
khác nhau
n
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.
17
18
Nội dung
2. Công nghệ đối tượng (OT)
n Công nghệ đối tượng là
một tập các quy tắc
1. Lập trình hướng đối tượng
2. Công nghệ hướng đối tượng
3. Ngôn ngữ lập trình Java
4. Ví dụ và bài tập
(trừu tượng hóa, đóng
gói, đa hình), các hướng
dẫn để xây dựng phần
mềm, cùng với ngôn
ngữ, cơ sở dữ liệu và
các công cụ khác hỗ trợ
các quy tắc này.
(Object Technology - A Manager’s Guide, Taylor, 1997)
19
20
5
9/10/18
Đặc tính của LT HĐT
2.1. Lịch sử phát triển của OT
n Alan Kay đã tổng hợp các đặc tính của LT HĐT:
n Các mốc chính của công nghệ đối tượng
n
1. Tất cả đều là đối tượng.
n
2. Chương trình phần mềm có thể coi là một tập hợp
các đối tượng tương tác với nhau
3. Mỗi đối tượng trong chương trình có các dữ liệu
độc lập của mình và chiếm bộ nhớ riêng của mình.
4. Mỗi đối tượng đều có dạng đặc trưng của lớp các
đối tượng đó.
5. Tất cả các đối tượng thuộc về cùng một lớp đều
có các hành vi giống nhau
Simula
1967
C ++
The UML
1996
Late 1980s
n
n
n
1991
2004
1972
Smalltalk
Java
UML 2
21
22
2.2. OT được sử dụng ở đâu?
2.2. OO được sử dụng ở đâu? (2)
n Các hệ thống Client/Server và phát triển
n Hệ nhúng (embedded system)
Web
n Hệ thống thời gian thực (real-time)
n
Công nghệ đối tượng cho phép các hệ thống
thời gian thực có thể phát triển với chất
lượng cao hơn và linh hoạt hơn
n
Công nghệ đối tượng cho
phép các công ty đóng gói
thông tin doanh nghiệp trong
các đối tượng và giúp phân
phối quá trình xử lý qua
mạng Internet hoặc một
mạng máy tính.
4
n
Hệ thống vệ tinh
Các hệ thống quốc phòng
và hàng không vũ trụ
…
n
n
23
24
6
9/10/18
a. Trừu tượng hóa (Abstraction)
2.3. Các nguyên lý cơ bản của OO
n Là quá trình loại bỏ đi các thông tin/tính chất cụ thể
và giữ lại những thông tin/tính chất chung.
Hướng đối tượng
n Tập trung vào các đặc điểm cơ bản của thực thể,
các đặc điểm phân biệt nó với các loại thực thể
khác.
n Phụ thuộc vào góc nhìn
n
Quan trọng trong ngữ cảnh này nhưng lại không có ý
nghĩa nhiều trong ngữ cảnh khác.
25
26
Ví dụ: Trừu tượng hóa
b. Đóng gói (Encapsulation)
Sinh viên
Giáo viên
Khóa học diễn ra lúc 9:00 sáng các ngày thứ 3, 5, 7
Khóa học (ví dụ đại số)
27
28
7
9/10/18
b. Đóng gói (Encapsulation)
b. Đóng gói (Encapsulation)
n Che giấu, ẩn đi chi tiết thực hiện bên trong
n
Cung cấp cho thế giới bên ngoài một giao diện
n Lợi ích: Người dùng không phụ thuộc vào
Class: Professor
việc sửa đổi sự thực thi bên trong
Attribute: hireDate
Attribute: name
Method: getName()
Method: setHireDate (Date hireDate)
Tăng cường tính mềm dẻo
29
30
Minh họa việc đóng gói
c. Thừa kế (Inheritance)
Gia tăng mức độ
trừu tượng hóa
n Giáo sư Clark có thể
Giáo sư Clark
dạy 4 lớp trong học
Vehicle
kỳ tới (thay vì tối
đa 3 lớp như các
học kỳ trước)
Automobile
Motorcycle
Bus
Name: J Clark
Employee ID: 567138
HireDate: 07/25/1991
Status: Tenured
SetMaxLoad(4)
Discipline: Finance
MaxLoad:4
Sedan
Sports Car
School Bus
Luxury Bus
Giảm mức độ
trừu tượng hóa
TakeSabbatical()
31
35
35
8
9/10/18
d. Đa hình (polymorphism)
Nội dung
n Đa hình: “one name, many forms”
n Nạp chồng phương thức (Method overloading)
1. Lập trình hướng đối tượng
2. Công nghệ hướng đối tượng
3. Ngôn ngữ lập trình Java
4. Ví dụ và bài tập
n
n
n
Add(int x, int y)
Add(float x, float y)
Add(float x, float y, float z)
n Ghi đè phương thức (Method Overriding)
n
Một Intern (thực tập sinh) là một Intern, đồng thời
cũng có thể được xem là một Staff (nhân viên)
n
Phương thức quẹt thẻ của Intern khác với phương
thức quẹt thẻ của Staff
36
37
3.1. Java là gì?
3.1. Java là gì?
n Java là một ngôn ngữ lập trình HĐT được phát triển
n Ngày nay, nhắc đến Java, không còn nhắc
đến như một ngôn ngữ mà còn là một công
nghệ, một nền tảng phát triển.
bởi Sun Microsystems.
n Java là một ngôn ngữ lập
trình khá trẻ
n Java có một cộng đồng phát triển mạnh mẽ
n
Ban đầu được sử dụng để xây
dựng ứng dụng điều khiển các
bộ xử lý bên trong các thiết bị
điện tử dân dụng như máy điện
thoại cầm tay, lò vi sóng…
n
Một tập hợp các thư viện với số lượng lớn (từ
Sun và các nguồn khác)
n
Bắt đầu được sử dụng từ năm
1995
Green Team and James Gosling
(the leader)
38
39
9
9/10/18
J2SE: Cung cấp các thành phần
va
ền
J2SE (Java 2 Platform Standard Edition)
cốt lõi nhất để xây các ứng
dụng desktop, server.
Card: Cung cấp môi
n Java 2 Runtime Environment, Standard Edition (J2RE):
trường an toàn chạy trên
dụ
các thẻ thông minh
c
th
(smart card) và các thiết
n
Môi trường thực thi hay JRE cung cấp các Java API, máy
ảo Java (JVM) và các thành phần cần thiết khác để chạy
các applet và các ứng dụng viết bằng Java.
bị giới hạn về bộ nhớ và
khả năng xử lý.
n Java 2 Software Development Kit, Standard Edition (J2SDK)
n
Tập mẹ của JRE, và chứa mọi thứ nằm trong JRE, bổ
sung thêm các công cụ như là trình biên dịch và các trình
gỡ lỗi cần để phát triển applet và các ứng dụng.
40
41
Lịch sử phát triển của J2SE
J2EE (Java 2 Platform Enterprise Edition)
n JDK 1.1.4 (Sparkler): 12 tháng 9, 1997
n JDK 1.1.5 (Pumpkin): 3 tháng 12, 1997
n JDK 1.1.6 (Abigail): 24 tháng 4, 1998
n JDK 1.1.7 (Brutus): 28 tháng 9, 1998
n JDK 1.1.8 (Chelsea): 8 tháng 4, 1999
n J2SE 1.2 (Playground): 4 tháng 12, 1998
n J2SE 1.2.1 (none): 30 tháng 3, 1999
n J2SE 1.2.2 (Cricket): 8 tháng 7, 1999
n J2SE 1.3 (Kestrel): 8 tháng 5, 2000
n J2SE 1.3.1 (Ladybird): 17 tháng 5, 2001
n Service-Oriented Architecture (SOA) và Web
services
n Các ứng dụng Web
n
Servlet/JSP
JSF…
n
n Các ứng dụng doanh nghiệp
n
EJB
n
JavaMail…
n …
43
44
10
9/10/18
Lịch sử phát triển của J2SE (2)
3.2. Nền tảng của Java (Java platform)
n Platform là môi trường
n J2SE 1.4.0 (Merlin) 13 tháng 2, 2002
n J2SE 1.4.1 (Hopper) 16 tháng 9, 2002
n J2SE 1.4.2 (Mantis) 26 tháng 6, 2003
n J2SE 5 (1.5.0) (Tiger) 29 tháng 9, 2004
n Java SE 6 (Mustang), 11 tháng 12, 2006
phát triển hoặc triển khai.
n Java platform có thể chạy
trên mọi hệ điều hành
n
Các platform khác phụ thuộc
vào phần cứng
n
Java platform cung cấp:
n
Các bản cập nhật 2 và 3 được đưa ra vào năm 2007
Bản cập nhật 4 đưa ra tháng 1 năm 2008.
n
Máy ảo Java - Java Virtual
Machine (JVM).
n
n
Giao diện lập trình ứng dụng -
Application Programming
Interface (API).
n Java SE 7 (Dolphin), 4/2008.
45
46
3.3. Mô hình dịch của Java
3.3. Mô hình dịch của Java (2)
n a. Mô hình biên dịch truyền thống:
n b. Mô hình dịch của Java:
n
Mã nguồn được biên dịch thành mã nhị phân.
n
Mã nguồn được
biên dịch thành
bytecode rồi được
thông dịch bởi JVM.
%javac Hello.java
Hello.class created
%cc Hello.c –o Hello
% Hello
% java Hello
Byte Code
Run
JVM
Binary Code
Run
47
48
11
9/10/18
3.3. Mô hình dịch của Java (3)
3.4. Các tính năng của Java
n Máy ảo Java (Java Virtual Machine):
n Java được thiết kế:
n
Máy ảo Java là trái tim của ngôn ngữ Java
n
Ngôn ngữ lập trình mạnh, đầy đủ tính năng và
thuần hướng đối tượng.
n
Đem đến cho các chương trình Java khả năng viết một lần nhưng
chạy được ở mọi nơi
n
n
n
Dễ học, cú pháp tương tự như C++
Độc lập nền tảng
Hỗ trợ phát triển các ứng dụng trong môi trường
mạng
n
Tạo ra môi trường bên trong để thực thi lệnh:
n
n
n
Nạp các file .class
Quản lý bộ nhớ
Dọn “rác”
n
Trình thông dịch “Just In Time - JIT”
n
Lý tưởng cho các ứng dụng Web
n
Chuyển tập lệnh bytecode thành mã máy cụ thể cho từng loại
CPU.
49
50
3.4. Các tính năng của Java (2)
3.4. Các tính năng của Java (3)
n Mạnh mẽ
n Đơn giản
n
Thư viện lớp: Hàng trăm lớp được viết trước với nhiều
n
Từ khóa
các phương thức tiện ích.
Java sử dụng mô hình con trỏ không cho phép truy cập
trực tiếp vào bộ nhớ; bộ nhớ không thể ghi đè.
n
Java có 50 từ khóa
n
So với Cobol hay VB có tới hàng trăm từ khóa
n
n
n
Có ý nghĩa đặc biệt trong ngôn ngữ
Được sử dụng để viết các câu lệnh
n Hướng đối tượng
n Network capable
n
Java hỗ trợ phát triển phần mềm bằng cách sử dụng khái
niệm “đối tượng”
n
Java hỗ trợ phát triển các ứng dụng phân tán
n
Một số loại ứng dụng của Java được thiết kế để được
truy cập thông qua trình duyệt Web.
n
Phần mềm được phát triển sử dụng Java bao gồm các
lớp và các đối tượng
51
52
12
9/10/18
3.4. Các tính năng của Java (3)
3.4. Các tính năng của Java (4)
n Java có 50 từ khóa
n Bảo mật
n
assert (New in 1.5) enum (New in 1.5)
n
Java authentication dựa vào các phương
pháp mã hóa khóa công khai
n
Mô hình con trỏ Java bảo vệ dữ liệu riêng tư
trong các đối tượng và ngăn các ứng dụng
chưa được authorized không được phép truy
cập cấu trúc dữ liệu
53
54
3.4. Các tính năng của Java (5)
3.4. Các tính năng của Java (6)
n Đa luồng (Multi-threaded)
n Các môi trường phát triển
n
Cho phép chương trình của bạn chạy nhiều hơn một tác
vụ tại cùng một thời điểm.
n
Java Development Kit
n
Miễn phí trên Sun Website: java.sun.com
n Khả chuyển (Portable)
n
Bao gồm: Trình biên dịch, JVM và các lớp đã có
n
Các chương trình có thể viết và biên dịch một lần, rồi
chạy trên các nền tảng khác
n
Integrated Development Environments (IDEs):
Cung cấp:
n
n
n
n
Nhờ mô hình biên dịch/thông dịch
Các trình soạn thảo phức tạp
Các công cụ gỡ lỗi
Các công cụ phát triển đồ họa
(WORE – Write Once, Run Everywhere)
55
56
13
9/10/18
3.5. Các kiểu chương trình Java
3.5. Các kiểu chương trình Java (2)
n Ứng dụng (Application)
n Ứng dụng Web (Web application)
n
Không cần chạy trên các trình duyệt
n
Tạo ra các nội dung động trên server thay cho
trên trình duyệt.
n
Có thể gọi các chức năng thông qua dòng lệnh hoặc
menu lựa chọn (đồ họa)
n
n
Chạy trong các ứng dụng server
Servlet: Kiểm soát các yêu cầu từ trình duyệt và
trả lại các phản hồi
JavaServer Page (JSP): Các trang HTML được
nhúng với mã Java.
n
Phương thức main() là điểm bắt đầu thực hiện ứng dụng
n Applet
n
Chương trình đồ họa chạy trên trình duyệt tại máy trạm
(client).
Có thể được xem bằng appletviewer hoặc nhúng trong
trình duyệt Web có cài JVM.
n
n
57
58
Nội dung
Ví dụ 1 - HelloWorld
// HelloWorld.java
1. Lập trình hướng đối tượng
2. Công nghệ hướng đối tượng
3. Ngôn ngữ lập trình Java
4. Ví dụ và bài tập
// Chuong trinh hien thi dong chu “Hello World”
public class HelloWorld {
/* Phuong thuc main se duoc goi dau tien
trong bat cu ung dung Java nao*/
public static void main(String args[]){
System.out.println( “Hello World!" );
} // ket thuc phuong thuc main
} // ket thuc lop HelloWorld
59
60
14
9/10/18
Ví dụ 1 (tiếp)
Cài đặt và chạy thử chương trình Java
n Bước 1: Cài đặt j2sdk1.5/6/7, cài đặt các biến môi trường
n Chú thích (Comment)
(nếu dùng cmd)
n
Trên 1 dòng: Bắt đầu bằng: //
n Bước 2: Cài trình soạn thảo
n
Nhiều dòng: /* ... */
TextPad/JCreator/NetBean/Eclipse…
n Bước 3: Lập trình/Viết mã nguồn
n Bước 4: Dịch
n Java phân biệt chữ hoa chữ thường
n Từ khóa có sẵn của Java:
n
n
n
cmd: javac HelloWorld.java
Textpad: Ctrl + 1
JCreator: F7 hoặc Build à Build Project/File
n
class: Khai báo lớp
n
public: Quy định phạm vi truy cập
n Bước 5: Chạy chương trình
n Tên lớp chứa hàm main phải trùng với tên
n
n
n
cmd: java HelloWorld.class
Textpad: Ctrl + 2
JCreator: F5 hoặc Run à Run Project/File
file .java.
61
62
Biến môi trường
n PATH = …;C:\Program Files\Java\jdk1.6\bin
n CLASSPATH = C:\Program
Files\Java\jdk1.6\lib;.;C:\Program
Files\Java\jdk1.6\include
63
64
15
9/10/18
Ví dụ 2 - GUI
Ví dụ 3 – Nhập, xuất dữ liệu
import javax.swing.JOptionPane;
public class HelloNameDialog{
public static void main(String[] args){
String result;
import javax.swing.JOptionPane;
public class FirstDialog{
public static void main(String[] args){
JOptionPane.showMessageDialog(null,
result = JOptionPane.showInputDialog(“Hay nhap
ten ban:”);
”Xin chao ban!”);
JOptionPane.showMessageDialog(null,
System.exit(0);
”Xin chao “+ result + “!”);
}
}
System.exit(0);
}
}
65
66
Ví dụ 4
Bài tập:
import java.util.Scanner;
public class Demo {
n 1. Viết chương trình nhập hai số nguyên và
hiển thị tổng, hiệu, tích và thương của 2 số
nguyên vừa nhập
public static void main(String[] args) {
Scanner s = new Scanner(System.in);
System.out.print("Nhap i = ");
int i = s.nextInt();
System.out.println(i);
System.out.print("Nhap l = ");
long l = s.nextLong();
System.out.println(l);
s.close();
}
}
67
68
16
16 trang
09/04/2022
7960
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 1: Tổng quan về OOP", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_lap_trinh_huong_doi_tuong_bai_1_tong_quan_ve_oop.pdf
