Giao trinh java

Chương I:Lập Trình Hướng Đối Tượng
(Objects Oriented Programming)
Nội dung
Định nghĩa Lập trình hướng Đối tượng (Object-oriented Programming).
Nhận thức về Trừu tượng hóa Dữ liệu (Data Abstraction).
Định nghĩa một Lớp (Class).
Định nghĩa một Đối tượng (Object).
Nhận thức được sự khác biệt giữa Lớp và Đối tượng.

Nhận thức được sự cần thiết đối với Thiết lập (Construction) và Hủy (Destruction).
Định nghĩa tính Bền vững (Persistence).
Hiểu biết về tính Thừa kế (Inheritance).
Định nghĩa tính Đa hình (Polymorphism).
Liệt kê những thuận lợi của phương pháp hướng Đối tượng.
1.1 Giới thiệu về Lập trình hướng Đối tượng
Lập trình hướng Đối tượng (OOP) là một phương pháp thiết kế và phát triển phần mềm.
Những ngôn ngữ OOP không chỉ bao gồm cú pháp và một trình biên dịch (compiler) mà còn có một môi trường phát triển toàn diện.
Môi trường này bao gồm một thư viện được thiết kế tốt, thuận lợi cho việc sử dụng các đối tượng.
Đối với một ngôn ngữ lập trình hỗ trợ OOP thì việc triển khai kỹ thuật lập trình hướng đối tượng sẽ dễ dàng hơn.
Kỹ thuật lập trình hướng đối tượng cải tiến việc phát triển các hệ thống phần mềm.
Kỹ thuật ấy đề cao nhân tố chức năng (fucntionality) và các mối quan hệ dữ liệu.
Ví dụ
Hãy xem xét một tình huống cần được triển khai thành một hệ thống trên máy vi tính: việc mua bán xe hơi.
Những yếu tố rõ ràng nhất liên quan đến việc mua bán xe hơi là:
Các kiểu xe hơi (model).
Nhân viên bán hàng.
Khách hàng.
Những hoạt động liên quan đến việc mua bán:
Nhân viên bán hàng đưa khách hàng tham quan phòng trưng bày.
Khách hàng chọn lựa một xe hơi.
Khách hàng đặt hóa đơn.
Khách hàng trả tiền.
Chiếc xe được trao cho khách hàng.
Mỗi vấn đề được chia ra thành nhiều yếu tố, được gọi là các Đối tượng (Objects) hoặc các Thực thể (Entities).
Chẳng hạn như ở ví dụ trên, khách hàng, xe hơi và nhân viên bán hàng là những đối tượng hoặc thực thể.
Lập trình viên luôn luôn cố gắng tạo ra những kịch bản (scenarios) thật quen thuộc với những tình huống đời sống thực. Bước thứ nhất trong đường hướng này là làm cho máy tính liên kết với những đối tượng thế giới thực.
Tuy nhiên, máy tính chỉ là một cỗ máy. Nó chỉ thực hiện những công việc được lập trình mà thôi. Vì thế, trách nhiệm của lập trình viên là cung cấp cho máy tính những thông tin theo cách thức mà nó cũng nhận thức được cùng những thực thể như chúng ta nhận thức.
Đó chính là lãnh vực của kỹ thuật hướng đối tượng. Chúng ta sử dụng kỹ thuật hướng đối tượng để ánh xạ những thực thể chúng ta gặp phải trong đời sống thực thành những thực thể tương tự trong máy tính.
Lập trình hướng đối tượng đề cập đến dữ liệu và thủ tục xử lý dữ liệu theo quan điểm là một đối tượng duy nhất.
Lập trình hướng đối tượng xem xét dữ liệu như là một thực thể hay là một đơn vị độc lập, với bản chất riêng và những đặc tính của thực thể ấy.
Ví dụ về các đối tượng của một tổ chức
Khái niệm về đối tượng có thể được mở rộng đến hầu hết các lãnh vực đời sống, và hơn nữa, đến thế giới lập trình.
Bất kỳ ứng dụng nào đều có thể được định nghĩa theo đối tượng để tạo ra tiến trình xử lý mô phỏng theo tiến trình xử lý mà con người nghĩ ra.
Phương pháp lập trình Top-Down
Nó xác định những chức năng chính của một chương trình và những chức năng này được phân thành những đơn vị nhỏ hơn cho đến mức độ thấp nhất.
Bằng kỹ thuật này, các chương trình được cấu trúc theo hệ thống phân cấp các module.
Mỗi một module có một đầu vào riêng và một đầu ra riêng. Trong mỗi module, sự điều khiển có chiều hướng đi xuống theo cấu trúc chứ không có chiều hướng đi lên.
Phương pháp lập trình OOP
Phương pháp OOP cố gắng quản lý việc thừa kế phức tạp trong những vấn đề đời thực. Để làm được việc này, phương thức OOP che giấu một vài thông tin bên trong các đối tượng.
OOP tập trung trước hết trên dữ liệu. Rồi gắn kết các phương thức thao tác trên dữ liệu, việc này được xem như là phần thừa kế của việc định nghĩa dữ liệu.
1.2 Trừu tượng hóa dữ liệu (Data Abstraction)
Khi một lập trình viên phải phát triển một chương trình ứng dụng thì không có nghĩa là người ấy lập tức viết mã cho ứng dụng ấy. Trước hết, người ấy phải nghiên cứu ứng dụng và xác định những thành phần tạo nên ứng dụng. Kế tiếp, người ấy phải xác định những thông tin cần thiết về mỗi thành phần.
Hãy khảo sát chương trình ứng dụng cho việc mua bán xe hơi nói trên. Chương trình phải xuất hóa đơn cho những xe hơi đã bán cho khách hàng.
Để xuất một hóa đơn, chúng ta cần những thông tin chi tiết về khách hàng.
Một vài đặc tính gắn kết với khách hàng là:
Tên.
Địa chỉ.
Tuổi.
Chiều cao.
Màu tóc.
Từ danh sách kể trên, chúng ta xác định những đặc tính thiết yếu đối với ứng dụng.
Tên.
Địa chỉ.
Bên cạnh những chi tiết về khách hàng, những thông tin sau cũng cần thiết:
Kiểu xe được bán.
Nhân viên nào bán xe.
Công việc xuất hóa đơn đòi hỏi những hành động sau:
Nhập tên của khách hàng.
Nhập địa chỉ của khách hàng.
Nhập kiểu xe.
Nhập tên của nhân viên bán xe.
Xuất hóa đơn với định dạng đòi hỏi.
Khung thông tin bên cho thấy những thuộc tính và những hành động liên quan đến một hóa đơn:
Định nghĩa
Sự trừu tượng hóa dữ liệu là tiến trình xác định và nhóm các thuộc tính và các hành động liên quan đến một thực thể đặc thù, xét trong mối tương quan với ứng dụng đang phát triển.
1.2.1 Những thuận lợi của việc Trừu tượng hóa
Tập trung vào vấn đề.
Xác định những đặc tính thiết yếu và những hành động đòi hỏi.
Giảm thiểu những chi tiết không cần thiết.
1.3 Lớp (Class)
Định nghĩa
Một lớp định nghĩa một thực thể theo những thuộc tính và những hành động chung. Hoặc
Những thuộc tính và những hành động chung của một thực thể được nhóm lại để tạo nên một đơn vị duy nhất gọi là một lớp. Hoặc
Một lớp là một sự xác định cấp chủng loại của các thực thể giống nhau.
Trong ứng dụng mua bán xe, chúng ta đã xác định các thuộc tính và các hành động cần có để xuất một hóa đơn cho một khách hàng.
Các hành động và các thuộc tính này là chung cho mọi khách hàng mua xe. Ví thể, chúng có thể được nhóm lại trong một thực thể đơn nhất gọi là một ‘lớp’.
hãy khảo sát lớp có tên là ‘khách hàng’ dưới đây. Lớp này bao gồm mọi thuộc tính và hành động đòi hỏi đối với một khách hàng.
1.4 Đối tượng (Object)
Một lớp là một nguyên mẫu phác họa những thuộc tính và những hành động khả thể của một thực thể. Để có thể sử dụng thực thể mà lớp định nghĩa, chúng ta phải tạo một ‘đối tượng’ từ lớp đó.
Lớp là một khái niệm, còn đối tượng là một mẫu thực được định nghĩa bởi lớp.
Định nghĩa:
Một đối tượng là một trường hợp của một lớp.

Một đối tượng là một thực thể cụ thể (thông thường bạn có thể sờ chạm, xem thấy và cảm nhận).
Kể từ lúc một đối tượng hiện hữu, những thuộc tính của nó là những giá trị xác định, và những hành động được định nghĩa cho đối tượng này được thực thi.
Trong mỗi một đối tượng, các khía cạnh sau đây được xác định rõ:
Tình trạng (state).
Thái độ (behavior).
Chân tính (identity).
Mỗi đối tượng có những đặc tính riêng mô tả đối tượng ấy là gì, hoặc hành động ra sao.
Chẳng hạn như những thuộc tính của một đối tượng ‘Con người’ sẽ là:
Tên.
Tuổi.
Trọng lượng.
Những thuộc tính của một đối tượng ‘Xe hơi’ sẽ là:
Màu sắc.
Kiểu xe.
Năm.
Một đối tượng cũng thực hiện một số hành động. Một xe hơi có khả năng thực hiện những hành động sau:
Khởi động.
Ngưng.
Chuyển động.
Để chuyển đổi giữa các đối tượng lập trình và các đối tượng đời thực, cần phải kết hợp các thuộc tính và các hành động của một đối tượng.
1.4.1 Thuộc tính