Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 3: Đóng gói và xây dựng lớp, tạo và sử dụng đối tượng
8/31/17
Mục tiêu bài học
n Nêu được bản chất, vai trò của trừu tượng hóa
n Giải thích về đóng gói và che giấu thông tin
n Xây dựng lớp
Bộ môn Công nghệ Phần mềm
Viện CNTT & TT
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
n
Định nghĩa lớp, thực hiện ẩn
n
Tạo các phương thức, các trường/thuộc tính
LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
Bài 03. Đóng gói và xây dựng lớp,
tạo và sử dụng đối tượng
n Tạo và sử dụng đối tượng
n
n
n
Phương thức khởi tạo
Khai báo và khởi tạo đối tượng
Sử dụng đối tượng
2
Nội dung
Nội dung
1. Trừu trượng hóa dữ liệu
2. Đóng gói và xây dựng lớp
3. Tạo và sử dụng đối tượng
1. Trừu trượng hóa dữ liệu
2. Đóng gói và xây dựng lớp
3. Tạo và sử dụng đối tượng
3
4
1
8/31/17
1.1. Trừu tượng hóa
1.1. Trừu tượng hóa (2)
n Trừu tượng hóa điều khiển: Sử dụng các
chương trình con (subprogram) và các luồng
điều khiển (control flow)
n Giảm thiểu và tinh lọc các chi tiết nhằm tập
trung vào một số khái niệm/vấn đề quan tâm
tại một thời điểm.
n
Ví dụ: a := (1 + 2) * 5
n
“abstraction – a concept or idea not associated
with any specific instance”.
n
Nếu không có trừu tượng hóa điều khiển, LTV phải chỉ ra
tất cả các thanh ghi, các bước tính toán mức nhị phân…
n Trừu tượng hóa dữ liệu: Xử lý dữ liệu theo các
n
Ví dụ: Các định nghĩa toán học
cách khác nhau
n 2 loại trừu tượng hóa
n
Ví dụ: Kiểu dữ liệu
n
Trừu tượng hóa điều khiển (control abstraction)
Trừu tượng hóa dữ liệu (data abstraction)
n
Sự tách biệt rõ ràng giữa các đặc tính trừu tượng của kiểu
dữ liệu và các chi tiết thực thi cụ thể của kiểu dữ liệu đó.
n
1.2. Trừu tượng hóa dữ liệu trong OOP
n Đối tượng trong thực tế phức tạp
n Cần đơn giản hóa, bỏ qua những chi tiết
không cần thiết
n Chỉ “trích rút” lấy những thông tin liên quan,
thông tin quan tâm, quan trọng với bài toán
7
8
2
8/31/17
1.2. Trừu tượng hóa dữ liệu (2)
n Trừu tượng hóa là một cách
nhìn hoặc cách biểu diễn
một thực thể chỉ bao gồm
các thuộc tính liên quan
unclassified
"things"
trong một ngữ cảnh nào đó.
n Tập hợp các thể hiện của
các thực thể thành các nhóm
có chung các thuộc tính gọi
là Lớp (class).
9
11
n organisms,
mammals,
humans
n organisms,
mammals,
dangerous
mammals
12
13
3
8/31/17
1.3. Lớp vs. Đối tượng
Biểu diễn lớp trong UML
u
Đối tượng là sự vật thật,
là thực thể thực sự
n Lớp là mô hình khái
niệm, mô tả các thực
thể
n Lớp (class) được biểu diễn bằng 1 hình chữ
nhật với 3 thành phần:
u
Đối tượng là một thể
hiện (instance) của một
lớp, dữ liệu của các đối
tượng khác nhau là khác
nhau
Professor
- name
n Lớp như một bản
mẫu, định nghĩa các
thuộc tính và phương
thức chung của các
đối tượng
- employeeID : UniqueId
- hireDate
- status
- discipline
- maxLoad
n
n
n
Tên lớp
Cấu trúc (thuộc tính)
Hành vi (thao tác)
u
Mỗi đối tượng có một
lớp xác định dữ liệu và
hành vi của nó.
+ submitFinalGrade()
+ acceptCourseOffering()
+ setMaxLoad()
+ takeSabbatical()
+ teachClass()
n Một lớp là sự trừu
tượng hóa của một
tập các đối tượng
14
Thuộc tính (attribute) là gì?
Lớp và đối tượng trong UML
Class
n Một thuộc tính là một đặc tính được đặt tên
:Student
- name = “M. Modano”
- address = “123 Main St.”
- studentID = 9
- dateOfBirth = “03/10/1967”
của một lớp mô tả khoảng giá trị mà các thể
hiện của đặc tính đó có thể chứa.
Student
- name
- address
- studentID
- dateOfBirth
n
Một lớp có thể không có thuộc tính nào hoặc có số lượng
thuộc tính bất kỳ.
Objects
Student
- name
- address
sv2:Student
- name = “D. Hatcher”
- address = “456 Oak Ln.”
- studentID = 2
Attributes
- studentID
- dateOfBirth
- dateOfBirth = “12/11/1969”
4
8/31/17
Nội dung
2.1. Đóng gói (Encapsulation)
n Một đối tượng có hai khung nhìn:
1. Trừu trượng hóa dữ liệu
2. Đóng gói và xây dựng lớp
3. Tạo và sử dụng đối tượng
n
Bên trong: Chi tiết về các thuộc tính và các
phương thức của lớp tương ứng với đối tượng
n
Bên ngoài: Các dịch vụ mà một đối tượng có thể
cung cấp và cách đối tượng đó tương tác với
phần còn lại của hệ thống
Client
Methods
Data
18
19
2.1. Đóng gói (2)
2.1. Đóng gói (3)
n
n
Một đối tượng là một thực thể được đóng gói, cung
cấp tập các dịch vụ nhất định
Một đối tượng được đóng gói có thể được xem như
một hộp đen – các công việc bên trong là ẩn so với
n Dữ liệu/thuộc tính và hành vi/phương thức
được đóng gói trong một lớp à
Encapsulation
client
Dù thay đổi thiết kế/mã nguồn
bên trong nhưng giao diện bên
ngoài không bị thay đổi theo
BankAccount
- owner: String
- balance: double
+ debit(double): boolean
+credit(double)
Don’t know how
it works, but it
works!
Input
Output
20
21
5
8/31/17
2.2. Xây dựng lớp
2.2. Xây dựng lớp (2)
n Lớp đóng gói các thành viên (member)
n Thông tin cần thiết để định nghĩa một
lớp
n
Các trường/thuộc tính (field/attribute)
n
Tên (Name)
n
n
Tên lớp nên mô tả đối tượng trong
n
Các hàm/phương thức (function/method):
thế giới thật
Tên lớp nên là số ít, ngắn gọn, và xác
định rõ ràng cho sự trừu tượng hóa.
String owner;
Attribute declarations
double balance;
n
n
Danh sách các phần tử dữ liệu
BankAccount
- owner: String
- balance: double
n
Các phần dữ liệu cần lấy ra khi
trừu tượng hóa
Danh sách các thông điệp & thực
thi
Method declarations
+ debit(double): boolean
+credit(double)
n
Các thông điệp mà đối tượng đó
có thể nhận được
22
23
2.2. Xây dựng lớp (3)
2.2.1. Khai báo lớp
n Các lớp được nhóm lại thành package
n Cú pháp khai báo:
n
Package bao gồm một tập hợp các lớp có quan hệ logic
với nhau,
package tenpackage;
chi_dinh_truy_cap class TenLop {
// Than lop
n
Package được coi như các thư mục, là nơi tổ chức các
lớp, giúp xác định vị trí dễ dàng và sử dụng các lớp một
cách phù hợp.
}
n
chi_dinh_truy_cap:
n
public: Lớp có thể được truy cập từ bất cứ đâu, kể
n Ví dụ:
cả bên ngoài package chứa lớp đó.
n
Một số package có sẵn của Java: java.lang, javax.swing,
n
Không có (mặc định): Lớp có thể được truy cập từ bên
trong package chứa lớp đó.
java.io…
n
Package có thể do ta tự đặt
n
Cách nhau bằng dấu “.”
n
n
Quy ước sử dụng ký tự thường để đặt tên package
Ví dụ: package oop.k52.cnpm;
24
25
6
8/31/17
Ví dụ - Khai báo lớp
2.2.2. Khai báo thành viên của lớp
package oop.k52.cnpm;
n Các thành viên của lớp cũng có chỉ định
truy cập gần tương tự như lớp.
public class Student {
public
private
Không có
…
}
Cùng lớp
Cùng gói
Khác gói
27
28
Ví dụ: private
2.2.2. Khai báo thành viên của lớp (2)
class Student{
n Các thành viên của lớp cũng có chỉ định
private String name;
public String getName() {
return this.name;
}
truy cập gần tương tự như lớp.
public
private
Không có
Cùng lớp
Cùng gói
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
No
public void setName(String name)
{
this.name = name;
Khác gói
Yes
No
No
}
}
29
30
7
8/31/17
Ví dụ: private (2)
a. Thuộc tính
class Student{
n Các thuộc tính phải được khai báo bên trong lớp
n Mỗi đối tượng có bản sao các thuộc tính của riêng nó
private String name;
public String getName()
return this.name;
}
public void setName(String name)
{
{
n
Giá trị của một thuộc tính thuộc các đối tượng khác nhau là khác
nhau.
this.name
= name;
}
}
class Manager{
Student
- name
- address
- studentID
- dateOfBirth
private Student[] students;
public initianize()
{
students
students[0]
//students[0].name
=
new Student[10];
new Student();
“Hung”; error
=
=
students[0].setName(“Hung”);
Nguyễn Thu Hương
Hải Phòng…
}
…
Nguyễn Hoàng Nam
Hà Nội…
}
31
32
a. Thuộc tính (2)
b. Phương thức
n
Xác định cách một đối tượng đáp ứng lại thông
điệp
Phương thức xác định các hoạt động của lớp
Bất kỳ phương thức nào cũng phải thuộc về một
lớp nào đó
n Thuộc tính có thể được khởi tạo khi khai báo
n
Các giá trị mặc định sẽ được sử dụng nếu không được
khởi tạo.
n
n
BankAccount
- owner: String
- balance: double
+ debit(double): boolean
+credit(double)
boolean
33
34
8
8/31/17
* Kiểu dữ liệu trả về
* Chữ ký phương thức (signature)
n Mỗi phương thức phải có một chữ ký riêng
n Khi phương thức trả về ít nhất một giá trị
hoặc một đối tượng thì bắt buộc phải có câu
lệnh return để trả điều khiển cho đối tượng
gọi phương thức.
gồm:
n
Tên phương thức
n
Số lượng các tham số và kiểu của chúng
n Nếu phương thức không trả về 1 giá trị nào
(void) và có thể không cần câu lệnh return
n Có thể có nhiều lệnh return trong một
phương thức; câu lệnh đầu tiên mà chương
trình gặp sẽ được thực thi.
35
36
Ví dụ
c. Thành viên hằng
Public boolean checkOdd(int i)
n Một thuộc tính/phương thức không thể thay
{
đổi giá trị/nội dung trong quá trình sử dụng.
if (i %2 ==0)
return true;
else
n Cú pháp khai báo:
chi_dinh_truy_cap final kieu_du_lieu
TEN_HANG = gia_tri;
return false;
}
n Ví dụ:
Public boolean checkOdd(int i)
final double PI = 3.141592653589793;
public final int VAL_THREE = 39;
{
return true;
private final int[] A = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
return false; //error
}
37
9
8/31/17
package com.megabank.models;
public class BankAccount {
private String owner;
BankAccount
- owner: String
- balance: double
+ debit(double): boolean
+credit(double)
2.3. Che giấu dữ liệu (Data hiding)
private double balance;
n Dữ liệu được che giấu ở bên trong lớp và chỉ
được truy cập và thay đổi ở các phương thức
bên ngoài
public boolean debit(double amount){
if (amount > balance)
return false;
n
Tránh thay đổi trái phép hoặc làm sai lệch dữ
liệu
else {
balance -= amount; return true;
}
}
public void credit(double amount){
balance += amount;
}
39
40
}
Cơ chế che giấu dữ liệu
n Các thành viên dữ liệu
n
Chỉ có thể truy cập từ các
phương thức bên trong lớp
n
Chỉ định truy cập là private
để bảo vệ dữ liệu
n Các đối tượng khác muốn
truy nhập vào dữ liệu
riêng tư này phải thông
qua các phương thức
public
BankAccount
- owner: String
- balance: double
+ debit(double): boolean
+credit(double)
41
43
10
8/31/17
Cơ chế che giấu dữ liệu (2)
Bài tập: lớp BankAccount
package demo;
n Vì dữ liệu là riêng tư à Thông thường một
lớp cung cấp các dịch vụ để truy cập và
chỉnh sửa các giá trị của dữ liệu
public class BankAccount {
private String owner;
private double balance;
n
Accessor (getter): Trả về giá trị hiện tại của một thuộc
tính (dữ liệu)
public String getOwner() {
return owner;
}
n
n
Mutator (setter): Thay đổi giá trị của một thuộc tính
Thường là getX và setX, trong đó x là tên thuộc tính
public void setOwner(String owner1) {
owner = owner1;
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance1) {
balance = balance1;
}
44
45
}
Bài tập: lớp BankAccount
Bài tập 1
NhanVien
-tenNhanVien: String
-luongCoBan: double
-heSoLuong: double
+LUONG_MAX: double
package demo;
n Viết mã nguồn cho lớp NhanVien
public class BankAccount {
private String owner;
private double balance;
như trong hình bên biết:
n
Lương = Lương cơ bản * Hệ số
lương
+tangLuong(double):boolean
+tinhLuong(): double
+inTTin()
public String getOwner() {
n
Phương thức inTTin() hiển thị
thông tin của đối tượng NhanVien
tương ứng.
return owner;
}
public void setOwner(String owner) {
this.owner = owner;
n
Phương thức tangLuong(double) tăng hệ số lương hiện tại lên
một lượng bằng giá trị tham số double truyền vào. Nếu điều
này làm cho lương của nhân viên > lương tối đa cho phép thì
không cho phép thay đổi, in ra thông báo và trả về false,
ngược lại trả về true.
}
public double getBalance() {
return balance;
}
public void setBalance(double balance) {
this.balance = balance;
n Viết các phương thức get và set cho các thuộc tính của lớp
}
46
NhanVien.
47
}
11
8/31/17
Nội dung
3.1. Khởi tạo dữ liệu
n
Dữ liệu cần được khởi tạo trước khi sử dụng
1. Trừu trượng hóa dữ liệu
2. Đóng gói và xây dựng lớp
3. Tạo và sử dụng đối tượng
n
Lỗi khởi tạo là một trong các lỗi phổ biến
n
n
Với kiểu dữ liệu đơn giản, sử dụng toán tử =
Với đối tượng à Cần dùng phương thức khởi tạo
Student
- name
- address
- studentID
- dateOfBirth
Nguyễn Thu Hương
Hải Phòng…
…
Nguyễn Hoàng Nam
Hà Nội…
48
49
3.2. Phương thức khởi tạo
Khởi tạo và hủy bỏ đối tượng
n Mỗi đối tượng khi tồn tại và hoạt động được hệ điều hành
cấp phát một vùng nhớ để lưu lại các giá trị của dữ liệu
thành phần
n Là phương thức đặc biệt được gọi tự động
khi tạo ra đối tượng
n Khi tạo ra đối tượng HĐH sẽ gán giá trị khởi tạo cho các dữ
n Mục đích chính: Khởi tạo cho các thuộc tính
của đối tượng
Student
liệu thành phần
n
Phải được thực hiện tự động trước khi người lập trình có
thể tác động lên đối tượng
n
Sử dụng hàm/phương thức khởi tạo
- name
- address
n Ngược lại khi kết thúc cần phải giải phóng hợp lý tất cả các
- studentID
- dateOfBirth
Nguyễn Thu Hương
bộ nhớ đã cấp phát cho đối tượng.
n
Java: JVM
n
C++: Hàm hủy (destructor)
…
Nguyễn Hoàng Nam
Hải Phòng…
Hà Nội…
50
51
12
8/31/17
3.2. Phương thức khởi tạo (2)
3.2. Phương thức khởi tạo (3)
n Phương thức khởi tạo có thể dùng các chỉ
n Mỗi lớp phải chứa ít nhất một constructor
định truy cập
n
n
n
Có nhiệm vụ tạo ra một thể hiện mới của lớp
Tên của constructor trùng với tên của lớp
Constructor không có kiểu dữ liệu trả về
n
n
public
private
n
Không có (mặc định – phạm vi package)
n Ví dụ:
n Một phương thức khởi tạo không thể dùng
các từ khóa abstract, static, final,
native, synchronized.
public BankAccount(String o, double b){
owner = o;
balance = b;
n Các phương thức khởi tạo không được xem
}
như là thành viên của lớp.
52
53
3.2. Phương thức khởi tạo (4)
3.3. Khai báo và khởi tạo đối tượng
n Phương khởi tạo mặc định (default
n Đối tượng được tạo ra, thể hiện hóa
constructor)
(instantiate) từ một mẫu chung (lớp).
n
Là phương thức khởi tạo KHÔNG THAM SỐ
public BankAccount(){
owner = “noname”; balance = 100000;
}
n Các đối tượng phải được khai báo kiểu của
đối tượng trước khi sử dụng:
n
Kiểu của đối tượng là lớp các đối tượng
n
Ví dụ:
n
n
Nếu ta không viết một phương khởi tạo nào trong lớp
n
n
String strName;
BankAccount acc;
n
JVM mới cung cấp phương thức khởi tạo mặc định
n
Phương thức khởi tạo mặc định do JVM cung cấp có chỉ định truy
cập giống như lớp của nó
Một lớp nên có phương thức khởi tạo mặc định
54
55
13
8/31/17
3.3. Khai báo và khởi tạo đối tượng (2)
3.3. Khai báo và khởi tạo đối tượng (3)
n Đối tượng cần được khởi tạo trước khi sử
n Có thể kết hợp vừa khai báo vào khởi tạo đối
dụng
tượng
n
n
Sử dụng toán tử = để gán
n
Cú pháp:
Sử dụng từ khóa newvới constructor để khởi tạo đối
tượng:
Ten_lop ten_doi_tuong = new
Pthuc_khoi_tao(ds_tham_so);
n
n
Từ khóa newdùng để tạo ra một đối tượng mới
Tự động gọi phương thức khởi tạo tương ứng
n
Một đối tượng được khởi tạo mặc định là null
n
Ví dụ:
n Đối tượng được thao tác thông qua tham
BankAccount account = new BankAccount();
chiếu (~ con trỏ).
n Ví dụ:
BankAccount acc1;
acc1 = new BankAccount();
56
57
3.3. Khai báo và khởi tạo đối tượng (4)
3.3. Khai báo và khởi tạo đối tượng (5)
n Phương thức khởi tạo không có giá trị trả về,
n Mảng các đối tượng được khai báo giống như
nhưng khi sử dụng với từ khóa new trả về một tham
mảng dữ liệu cơ bản
chiếu đến đối tượng mới
n Mảng các đối tượng được khởi tạo mặc định
với giá trị null.
n Ví dụ:
Employee emp1 = new Employee(123456);
Employee emp2;
emp2 = emp1;
Department dept[] = new Department[100];
Test[] t = {new Test(1),new Test(2)};
58
59
14
8/31/17
Ví dụ 1
Ví dụ 2
public class BackAccount{
class BankAccount{
private String owner;
private String owner;
private double balance;
}
private double balance;
public BankAccount(){
owner = ”noname”;
public class Test{
}
}
public static void main(String args[]){
public class Test{
BankAccount acc1 = new BankAccount();
public static void main(String args[]){
}
}
BankAccount acc1 = new BankAccount();
}
}
à Phương thức khởi tạo mặc định do Java cung cấp.
à Phương thức khởi tạo mặc định tự viết.
60
61
Ví dụ 3
3.4. Sử dụng đối tượng
public class BankAccount {
n Đối tượng cung cấp các hoạt động phức tạp
private String owner;
private double balance;
public BankAccount(String name){
hơn các kiểu dữ liệu nguyên thủy
n Đối tượng đáp ứng lại các thông điệp
setOwner(name);
}
n
Toán tử "." được sử dụng để gửi một thông điệp
đến một đối tượng
public void setOwner(String o){
owner = o;
}
}
public class Test{
public static void main(String args[]){
BankAccount account1 = new BankAccount();
//Error
BankAccount account2 = new BankAccount(“Hoang”);
}
62
63
}
15
8/31/17
3.4. Sử dụng đối tượng (2)
public class BankAccount{
private String owner;
private double balance;
public BankAccount(String name) {
setOwner(name);
}
n Để gọi thành viên (dữ liệu hoặc thuộc tính)
của lớp hoặc đối tượng, sử dụng toán tử “.”
public void setOwner(String o){ owner = o; }
public String getOwner(){ return owner; }
}
n Nếu gọi phương thức ngay trong lớp thì toán
tử “.” không cần thiết.
public class Test{
public static void main(String args[]){
BankAccount acc1 = new BankAccount(“”);
BankAccount acc2 = new BankAccount(“Hong”);
acc1.setOwner(“Hoa”);
System.out.println(acc1.getOwner()
+ “ ”+ acc2.getOwner());
}
64
65
Bài tập
Student.java
package example;
public class Student {
private int year;
name
private String name;
public Student(int year, String name) {
this.year = year;
this.name = name;
}
n
n
Tự tạo phương thức getter, setter cho đủ dùng
Đảm bảo đóng gói, che dấu dữ liệu
n Lớp Test
public int getYear() {
return year;
}
n
n
n
Nhập số phần tử cho mảng Student (trong 1 lớp học)
Nhập lần lượt các Student
In ra danh sách tên Student trong lớp và hiển thị tổng số
tuổi của các Student
public String getName() {
return name;
}
}
66
67
16
8/31/17
Test.java
Tự tham chiếu – this
package example;
import java.util.Scanner;
public class Test {
n Cho phép truy cập vào đối tượng hiện tại của
public static void main(String[] args) {
lớp.
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int N = scanner.nextInt();
Student[] cls = new Student[N];
for (Student s: cls){
n Quan trọng khi hàm/phương thức thành
phần thao tác trên hai hay nhiều đối tượng.
String name = scanner.next();
int year = scanner.nextInt();
s = new Student(year, name);
n Xóa đi sự nhập nhằng giữa một biến cục bộ,
tham số với thành phần dữ liệu của lớp
}
int total = 0;
n Không dùng bên trong các khối lệnh static
System.out.println("Danh sach lop: ");
for (int i=0; i<N; ++i){
total += 2012-cls[i].getYear();
System.out.println(cls[i].getName());
}
System.out.println("Tong so tuoi: " + total);
}
68
69
}
NhanVien
-tenNhanVien: String
-luongCoBan: double
-heSoLuong: double
+LUONG_MAX: double
+tangLuong(double):boolean
+tinhLuong(): double
+inTTin()
Bài tập 3
public class BankAccount{
private String owner;
private double balance;
public BankAccount() { }
public void setOwner(String owner){
n Viết mã nguồn cho lớp NhanVien
(đã làm)
this.owner = owner;
}
public String getOwner(){ return owner; }
}
n Viết phương thức khởi tạo với các
tham số cần thiết để khởi tạo cho
các thuộc tính của lớp NhanVien.
public class Test{
public static void main(String args[]){
BankAccount acc1 = new BankAccount();
BankAccount acc2 = new BankAccount();
n Viết lớp TestNV trong đó tạo ra 2 đối tượng của lớp
NhanVien, thực hiện truyền thông điệp đến các đối tượng vừa
tạo để hiển thị thông tin, hiển thị lương, tăng lương...
acc1.setOwner(“Hoa”);
acc2.setOwner(“Hong”);
System.out.println(acc1.getOwner() + “ ” +
acc2.getOwner());
70
71
}
17
17 trang
21180
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 3: Đóng gói và xây dựng lớp, tạo và sử dụng đối tượng", 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_3_dong_goi_va_xay_du.pdf
