Giáo trình Lập trình hướng đối tượng (156 trang)

Chia sẻ: BDBC BDBC | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:156

Thêm vào BST

Báo xấu

105
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Lập trình hướng đối tượng gồm có 6 chương vơi những nội dung chính sau: Các khái niệm cơ sở của lập trình hướng đối tượng, các mở rộng của ngôn ngữ C++, lớp, toán tử tải bội, kế thừa, khuôn hình. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lập trình hướng đối tượng (156 trang)

CH−¬NG 1 C¸C KH¸I NIÖM C¬ Së cña LËP TR×NH H−íNG §èI T−îNG Ch−¬ng 1 tr×nh bµy nh÷ng vÊn ®Ò sau: ¾ Th¶o luËn vÒ c¸ch tiÕp cËn h−íng ®èi t−îng, nh÷ng nh−îc ®iÓm cña lËp tr×nh truyÒn thèng vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng. ¾ C¸c kh¸i niÖm c¬ së cña ph−¬ng ph¸p h−íng ®èi t−îng: • §èi t−îng • Líp • Trõu t−îng hãa d÷ liÖu vµ bao gãi th«ng tin • KÕ thõa • T−¬ng øng béi • Liªn kÕt ®éng • TruyÒn th«ng b¸o ¾ C¸c b−íc cÇn thiÕt ®Ó thiÕt kÕ ch−¬ng tr×nh theo h−íng ®èi t−îng ¾ C¸c −u ®iÓm cña lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng ¾ C¸c ng«n ng÷ h−íng ®èi t−îng ¾ Mét sè øng dông cña lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng 1.1. Giíi thiÖu 1.1.1. TiÕp cËn h−íng ®èi t−îng Trong thÕ giíi thùc, chung quanh chóng ta lµ nh÷ng ®èi t−îng, ®ã lµ c¸c thùc thÓ cã mèi quan hÖ víi nhau. VÝ dô c¸c phßng trong mét c«ng ty kinh doanh ®−îc xem nh− nh÷ng ®èi t−îng. C¸c phßng ë ®©y cã thÓ lµ: phßng qu¶n lý, phßng b¸n hµng, phßng kÕ to¸n, phßng tiÕp thÞ,... Mçi phßng ngoµi nh÷ng c¸n bé ®¶m nhiÖm nh÷ng c«ng viÖc cô thÓ, cßn cã nh÷ng d÷ liÖu riªng nh− th«ng tin vÒ nh©n viªn, doanh sè b¸n hµng, hoÆc c¸c d÷ liÖu kh¸c cã liªn quan ®Õn bé phËn ®ã. ViÖc ph©n chia c¸c phßng chøc n¨ng trong c«ng ty sÏ t¹o ®iÒu kiÖn dÔ dµng cho viÖc qu¶n lý c¸c ho¹t ®éng. Mçi nh©n viªn trong phßng sÏ ®iÒu khiÓn vµ xö lý d÷ liÖu cña phßng ®ã. VÝ dô phßng kÕ to¸n phô tr¸ch vÒ l−¬ng bæng nh©n viªn trong c«ng ty. NÕu b¹n ®ang ë bé phËn tiÕp thÞ vµ cÇn t×m th«ng tin chi tiÕt vÒ l−¬ng cña ®¬n vÞ m×nh th× sÏ gëi yªu cÇu vÒ phßng kÕ to¸n. Víi c¸ch lµm nµy b¹n ®−îc ®¶m b¶o lµ chØ cã nh©n viªn cña bé phËn kÕ to¸n ®−îc quyÒn truy cËp 1
d÷ liÖu vµ cung cÊp th«ng tin cho b¹n. §iÒu nµy còng cho thÊy r»ng, kh«ng cã ng−êi nµo thuéc bé phËn kh¸c cã thÓ truy cËp vµ thay ®æi d÷ liÖu cña bé phËn kÕ to¸n. Kh¸i niÖm nh− thÕ vÒ ®èi t−îng hÇu nh− cã thÓ ®−îc më réng ®èi víi mäi lÜnh vùc trong ®êi sèng x· héi vµ h¬n n÷a - ®èi víi viÖc tæ chøc ch−¬ng tr×nh. Mäi øng dông cã thÓ ®−îc ®Þnh nghÜa nh− mét tËp c¸c thùc thÓ - hoÆc c¸c ®èi t−îng, sao cho qu¸ tr×nh t¸i t¹o nh÷ng suy nghÜa cña chóng ta lµ gÇn s¸t nhÊt vÒ thÕ giíi thùc. Trong phÇn tiÕp theo chóng ta sÏ xem xÐt ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh truyÒn thèng ®Ó tõ ®ã thÊy r»ng v× sao chóng ta cÇn chuyÓn sang ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng. 1.1.2. Nh÷ng nh−îc ®iÓm cña lËp tr×nh h−íng thñ tôc C¸ch tiÕp cËn lËp tr×nh truyÒn thèng lµ lËp tr×nh h−íng thñ tôc (LTHTT). Theo c¸ch tiÕp cËn nµy th× mét hÖ thèng phÇn mÒm ®−îc xem nh− lµ d·y c¸c c«ng viÖc cÇn thùc hiÖn nh− ®äc d÷ liÖu, tÝnh to¸n, xö lý, lËp b¸o c¸o vµ in Ên kÕt qu¶ v.v... Mçi c«ng viÖc ®ã sÏ ®−îc thùc hiÖn bëi mét sè hµm nhÊt ®Þnh. Nh− vËy träng t©m cña c¸ch tiÕp cËn nµy lµ c¸c hµm chøc n¨ng. LTHTT sö dông kü thuËt ph©n r· hµm chøc n¨ng theo c¸ch tiÕp cËn trªn xuèng (top-down) ®Ó t¹o ra cÊu tróc ph©n cÊp. C¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh bËc cao nh− COBOL, FORTRAN, PASCAL, C, v.v..., lµ nh÷ng ng«n ng÷ lËp tr×nh h−íng thñ tôc. Nh÷ng nh−îc ®iÓm chÝnh cña LTHTT lµ: ¾ Ch−¬ng tr×nh khã kiÓm so¸t vµ khã kh¨n trong viÖc bæ sung, n©ng cÊp ch−¬ng tr×nh. Ch−¬ng tr×nh ®−îc x©y dùng theo c¸ch TCHTT thùc chÊt lµ danh s¸ch c¸c c©u lÖnh mµ theo ®ã m¸y tÝnh cÇn thùc hiÖn. Danh s¸ch c¸c lÖnh ®ã ®−îc tæ chøc thµnh tõng nhãm theo ®¬n vÞ cÊu tróc cña ng«n ng÷ lËp tr×nh vµ ®−îc gäi lµ hµm/thñ tôc. Trong ch−¬ng tr×nh cã nhiÒu hµm/thñ tôc, th−êng th× cã nhiÒu thµnh phÇn d÷ liÖu quan träng sÏ ®−îc khai b¸o tæng thÓ (global) ®Ó c¸c hµm/thñ tôc cã thÓ truy nhËp, ®äc vµ lµm thay ®æi gi¸ trÞ cña biÕn tæng thÓ. §iÒu nµy sÏ lµm cho ch−¬ng tr×nh rÊt khã kiÓm so¸t, nhÊt lµ ®èi víi c¸c ch−¬ng tr×nh lín, phøc t¹p th× vÊn ®Ò cµng trë nªn khã kh¨n h¬n. Khi ta muèn thay ®æi, bæ sung cÊu tróc d÷ liÖu dïng chung cho mét sè hµm/thñ tôc th× ph¶i thay ®æi hÇu nh− tÊt c¶ c¸c hµm/thñ tôc liªn quan ®Õn d÷ liÖu ®ã. ¾ M« h×nh ®−îc x©y dùng theo c¸ch tiÕp cËn h−íng thñ tôc kh«ng m« t¶ ®−îc ®Çy ®ñ, trung thùc hÖ thèng trong thùc tÕ. ¾ Ph−¬ng ph¸p TCHTT ®Æt träng t©m vµo hµm lµ h−íng tíi ho¹t ®éng sÏ kh«ng thùc sù t−¬ng øng víi c¸c thùc thÓ trong hÖ thèng cña thÕ giíi thùc. 2
1.1.3. LËp tr×nh h−íng ®èi t−îng LËp tr×nh h−íng ®èi t−îng (Object Oriented Programming - LTH§T) lµ ph−¬ng ph¸p lËp tr×nh lÊy ®èi t−îng lµm nÒn t¶ng ®Ó x©y dùng thuËt gi¶i, x©y dùng ch−¬ng tr×nh. §èi t−îng ®−îc x©y dùng trªn c¬ së g¾n cÊu tróc d÷ liÖu víi c¸c ph−¬ng thøc (c¸c hµm/thñ tôc) sÏ thÓ hiÖn ®−îc ®óng c¸ch mµ chóng ta suy nghÜ, bao qu¸t vÒ thÕ giíi thùc. LTH§T cho phÐp ta kÕt hîp nh÷ng tri thøc bao qu¸t vÒ c¸c qu¸ tr×nh víi nh÷ng kh¸i niÖm trõu t−îng ®−îc sö dông trong m¸y tÝnh. §iÓm c¨n b¶n cña ph−¬ng ph¸p LTH§T lµ thiÕt kÕ ch−¬ng tr×nh xoay quanh d÷ liÖu cña hÖ thèng. NghÜa lµ c¸c thao t¸c xö lý cña hÖ thèng ®−îc g¾n liÒn víi d÷ liÖu vµ nh− vËy khi cã sù thay ®æi cña cÊu tróc d÷ liÖu th× chØ ¶nh h−ëng ®Õn mét sè Ýt c¸c ph−¬ng thøc xö lý liªn quan. LTH§T kh«ng cho phÐp d÷ liÖu chuyÓn ®éng tù do trong hÖ thèng. D÷ liÖu ®−îc g¾n chÆt víi tõng ph−¬ng thøc thµnh c¸c vïng riªng mµ c¸c ph−¬ng thøc ®ã t¸c ®éng lªn vµ nã ®−îc b¶o vÖ ®Ó cÊm viÖc truy nhËp tïy tiÖn tõ bªn ngoµi. LTH§T cho phÐp ph©n tÝch bµi to¸n thµnh tËp c¸c thùc thÓ ®−îc gäi lµ c¸c ®èi t−îng vµ sau ®ã x©y dùng c¸c d÷ liÖu cïng víi c¸c ph−¬ng thøc xung quanh c¸c ®èi t−îng ®ã. Tãm l¹i LTH§T cã nh÷ng ®Æc tÝnh chñ yÕu nh− sau: 1. TËp trung vµo d÷ liÖu thay cho c¸c ph−¬ng thøc. 2. Ch−¬ng tr×nh ®−îc chia thµnh c¸c líp ®èi t−îng. 3. C¸c cÊu tróc d÷ liÖu ®−îc thiÕt kÕ sao cho ®Æc t¶ ®−îc c¸c ®èi t−îng. 4. C¸c ph−¬ng thøc x¸c ®Þnh trªn c¸c vïng d÷ liÖu cña ®èi t−îng ®−îc g¾n víi nhau trªn cÊu tróc d÷ liÖu ®ã. 5. D÷ liÖu ®−îc bao bäc, che dÊu vµ kh«ng cho phÐp c¸c thµnh phÇn bªn ngoµi truy nhËp tù do. 6. C¸c ®èi t−îng trao ®æi víi nhau th«ng qua c¸c ph−¬ng thøc. 7. D÷ liÖu vµ c¸c ph−¬ng thøc míi cã thÓ dÔ dµng bæ sung vµo ®èi t−îng nµo ®ã khi cÇn thiÕt. 8. Ch−¬ng tr×nh ®−îc thiÕt kÕ theo kiÓu d−íi-lªn (bottom-up). 1.2. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n cña lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n trong LTH§T bao gåm: §èi t−îng; Líp; Trõu t−îng hãa d÷ liÖu, bao gãi th«ng tin; KÕ thõa; T−¬ng øng béi; Liªn kÕt ®éng; TruyÒn th«ng b¸o. 3
1.2.1. §èi t−îng Trong thÕ giíi thùc, kh¸i niÖm ®èi t−îng ®−îc hiÓu nh− lµ mét thùc thÓ, nã cã thÓ lµ ng−êi, vËt hoÆc mét b¶ng d÷ liÖu cÇn xö lý trong ch−¬ng tr×nh,... Trong LTH§T th× ®èi t−îng lµ biÕn thÓ hiÖn cña líp. 1.2.2. Líp Líp lµ mét kh¸i niÖm míi trong LTH§T so víi kü thuËt LTHTT. Nã lµ mét b¶n mÉu m« t¶ c¸c th«ng tin cÊu tróc d÷ liÖu vµ c¸c thao t¸c hîp lÖ cña c¸c phÇn tö d÷ liÖu. Khi mét phÇn tö d÷ liÖu ®−îc khai b¸o lµ phÇn tö cña mét líp th× nã ®−îc gäi lµ ®èi t−îng. C¸c hµm ®−îc ®Þnh nghÜa hîp lÖ trong mét líp ®−îc gäi lµ c¸c ph−¬ng thøc (method) vµ chóng lµ c¸c hµm duy nhÊt cã thÓ xö lý d÷ liÖu cña c¸c ®èi t−îng cña líp ®ã. Mçi ®èi t−îng cã riªng cho m×nh mét b¶n sao c¸c phÇn tö d÷ liÖu cña líp. Mçi líp bao gåm: danh s¸ch c¸c thuéc tÝnh (attribute) vµ danh s¸ch c¸c ph−¬ng thøc ®Ó xö lý c¸c thuéc tÝnh ®ã. C«ng thøc ph¶n ¸nh b¶n chÊt cña kü thuËt LTH§T lµ: §èi t−îng = D÷ liÖu + Ph−¬ng thøc Ch¼ng h¹n, chóng ta xÐt líp HINH_CN bao gåm c¸c thuéc tÝnh: (x1,y1) to¹ ®é gãc trªn bªn tr¸i, d,r lµ chiÒu dµi vµ chiÒu réng cña HINH_CN. C¸c ph−¬ng thøc nhËp sè liÖu cho HINH_CN, hµm tÝnh diÖn tÝch, chu vi vµ hµm hiÓn thÞ. Líp HINH_CN cã thÓ ®−îc m« t¶ nh− sau: HINH_CN Thuéc tÝnh : x1,y1 d,r Ph−¬ng thøc : NhËp_sl DiÖn tÝch Chu vi HiÓn thÞ H×nh 2.2 M« t¶ líp HINH_CN 4
Chó ý: Trong LTH§T th× líp lµ kh¸i niÖm tÜnh, cã thÓ nhËn biÕt ngay tõ v¨n b¶n ch−¬ng tr×nh, ng−îc l¹i ®èi t−îng lµ kh¸i niÖm ®éng, nã ®−îc x¸c ®Þnh trong bé nhí cña m¸y tÝnh, n¬i ®èi t−îng chiÕm mét vïng bé nhí lóc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh. §èi t−îng ®−îc t¹o ra ®Ó xö lý th«ng tin, thùc hiÖn nhiÖm vô ®−îc thiÕt kÕ, sau ®ã bÞ hñy bá khi ®èi t−îng ®ã hÕt vai trß. 1.2.3. Trõu t−îng hãa d÷ liÖu vµ bao gãi th«ng tin Trõu t−îng hãa lµ c¸ch biÓu diÔn nh÷ng ®Æc tÝnh chÝnh vµ bá qua nh÷ng chi tiÕt vôn vÆt hoÆc nh÷ng gi¶i thÝch. Khi x©y dùng c¸c líp, ta ph¶i sö dông kh¸i niÖm trõu t−îng hãa. VÝ dô ta cã thÓ ®Þnh nghÜa mét líp ®Ó m« t¶ c¸c ®èi t−îng trong kh«ng gian h×nh häc bao gåm c¸c thuéc tÝnh trõu t−îng nh− lµ kÝch th−íc, h×nh d¸ng, mµu s¾c vµ c¸c ph−¬ng thøc x¸c ®Þnh trªn c¸c thuéc tÝnh nµy. ViÖc ®ãng gãi d÷ liÖu vµ c¸c ph−¬ng thøc vµo mét ®¬n vÞ cÊu tróc líp ®−îc xem nh− mét nguyªn t¾c bao gãi th«ng tin. D÷ liÖu ®−îc tæ chøc sao cho thÕ giíi bªn ngoµi (c¸c ®èi t−îng ë líp kh¸c) kh«ng truy nhËp vµo, mµ chØ cho phÐp c¸c ph−¬ng thøc trong cïng líp hoÆc trong nh÷ng líp cã quan hÖ kÕ thõa víi nhau míi ®−îc quyÒn truy nhËp. ChÝnh c¸c ph−¬ng thøc cña líp sÏ ®ãng vai trß nh− lµ giao diÖn gi÷a d÷ liÖu cña ®èi t−îng vµ phÇn cßn l¹i cña ch−¬ng tr×nh. Nguyªn t¾c bao gãi d÷ liÖu ®Ó ng¨n cÊm sù truy nhËp trùc tiÕp trong lËp tr×nh ®−îc gäi lµ sù che giÊu th«ng tin. 1.2.4. KÕ thõa KÕ thõa lµ qu¸ tr×nh mµ c¸c ®èi t−îng cña líp nµy ®−îc quyÒn sö dông mét sè tÝnh chÊt cña c¸c ®èi t−îng cña líp kh¸c. Sù kÕ thõa cho phÐp ta ®Þnh nghÜa mét líp míi trªn c¬ së c¸c líp ®· tån t¹i. Líp míi nµy, ngoµi nh÷ng thµnh phÇn ®−îc kÕ thõa, sÏ cã thªm nh÷ng thuéc tÝnh vµ c¸c hµm míi. Nguyªn lý kÕ thõa hç trî cho viÖc t¹o ra cÊu tróc ph©n cÊp c¸c líp. 1.2.5. T−¬ng øng béi T−¬ng øng béi lµ kh¶ n¨ng cña mét kh¸i niÖm (ch¼ng h¹n c¸c phÐp to¸n) cã thÓ sö dông víi nhiÒu chøc n¨ng kh¸c nhau. VÝ dô, phÐp + cã thÓ biÓu diÔn cho phÐp “céng” c¸c sè nguyªn (int), sè thùc (float), sè phøc (complex) hoÆc x©u ký tù (string) v.v... Hµnh vi cña phÐp to¸n t−¬ng øng béi phô thuéc vµo kiÓu d÷ liÖu mµ nã sö dông ®Ó xö lý. T−¬ng øng béi ®ãng vai quan träng trong viÖc t¹o ra c¸c ®èi t−îng cã cÊu tróc bªn trong kh¸c nhau nh−ng cïng dïng chung mét giao diÖn bªn ngoµi (ch¼ng h¹n tªn gäi). 5
1.2.6. Liªn kÕt ®éng Liªn kÕt ®éng lµ d¹ng liªn kÕt c¸c thñ tôc vµ hµm khi ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn lêi gäi tíi c¸c hµm, thñ tôc ®ã. Nh− vËy trong liªn kÕt ®éng, néi dung cña ®o¹n ch−¬ng tr×nh øng víi thñ tôc, hµm sÏ kh«ng ®−îc biÕt cho ®Õn khi thùc hiÖn lêi gäi tíi thñ tôc, hµm ®ã. 1.2.7. TruyÒn th«ng b¸o C¸c ®èi t−îng göi vµ nhËn th«ng tin víi nhau gièng nh− con ng−êi trao ®æi víi nhau. ChÝnh nguyªn lý trao ®æi th«ng tin b»ng c¸ch truyÒn th«ng b¸o cho phÐp ta dÔ dµng x©y dùng ®−îc hÖ thèng m« pháng gÇn h¬n nh÷ng hÖ thèng trong thÕ giíi thùc. TruyÒn th«ng b¸o cho mét ®èi t−îng lµ yªu cÇu ®èi t−îng thùc hiÖn mét viÖc g× ®ã. C¸ch øng xö cña ®èi t−îng ®−îc m« t¶ bªn trong líp th«ng qua c¸c ph−¬ng thøc. Trong ch−¬ng tr×nh, th«ng b¸o göi ®Õn cho mét ®èi t−îng chÝnh lµ yªu cÇu thùc hiÖn mét c«ng viÖc cô thÓ, nghÜa lµ sö dông nh÷ng hµm t−¬ng øng ®Ó xö lý d÷ liÖu ®· ®−îc khai b¸o trong ®èi t−îng ®ã. V× vËy, trong th«ng b¸o ph¶i chØ ra ®−îc hµm cÇn thùc hiÖn trong ®èi t−îng nhËn th«ng b¸o. Th«ng b¸o truyÒn ®i còng ph¶i x¸c ®Þnh tªn ®èi t−îng vµ th«ng tin truyÒn ®i. VÝ dô, líp CONGNHAN cã thÓ hiÖn lµ ®èi t−îng cô thÓ ®−îc ®¹i diÖn bëi Hoten nhËn ®−îc th«ng b¸o cÇn tÝnh l−¬ng th«ng qua hµm TINHLUONG ®· ®−îc x¸c ®Þnh trong líp CONGNHAN. Th«ng b¸o ®ã sÏ ®−îc xö lý nh− sau: CONGNHAN.TINHLUONG (Hoten) §èi t−îng Th«ng b¸o Th«ng tin Trong ch−¬ng tr×nh h−íng ®èi t−îng, mçi ®èi t−îng chØ tån t¹i trong thêi gian nhÊt ®Þnh. §èi t−îng ®−îc t¹o ra khi nã ®−îc khai b¸o vµ sÏ bÞ hñy bá khi ch−¬ng tr×nh ra khái miÒn x¸c ®Þnh cña ®èi t−îng ®ã. Sù trao ®æi th«ng tin chØ cã thÓ thùc hiÖn trong thêi gian ®èi t−îng tån t¹i. 1.3. C¸c b−íc cÇn thiÕt ®Ó thiÕt kÕ ch−¬ng tr×nh theo h−íng ®èi t−îng Ch−¬ng tr×nh theo h−íng ®èi t−îng bao gåm mét tËp c¸c ®èi t−îng vµ mèi quan hÖ gi÷a c¸c ®èi t−îng víi nhau. V× vËy, lËp tr×nh trong ng«n ng÷ h−íng ®èi t−îng bao gåm c¸c b−íc sau: 1. X¸c ®Þnh c¸c d¹ng ®èi t−îng (líp) cña bµi tãan. 6
2. T×m kiÕm c¸c ®Æc tÝnh chung (d÷ liÖu chung) trong c¸c d¹ng ®èi t−îng nµy, nh÷ng g× chóng cïng nhau chia xÎ. 3. X¸c ®Þnh líp c¬ së dùa trªn c¸c ®Æc tÝnh chung cña c¸c d¹ng ®èi t−îng. 4. Tõ líp c¬ së, x©y dùng c¸c líp dÉn xuÊt chøa c¸c thµnh phÇn, nh÷ng ®Æc tÝnh kh«ng chung cßn l¹i cña c¸c d¹ng ®èi t−îng. Ngoµi ra, ta cßn ®−a ra c¸c líp cã quan hÖ víi c¸c líp c¬ së vµ líp dÉn xuÊt. 1.4. C¸c −u ®iÓm cña lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng C¸ch tiÕp cËn h−íng ®èi t−îng gi¶i quyÕt ®−îc nhiÒu vÊn ®Ò tån t¹i trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn phÇn mÒm vµ t¹o ra ®−îc nh÷ng s¶n phÈm phÇn mÒm cã chÊt l−îng cao. Nh÷ng −u ®iÓm chÝnh cña LTH§T lµ: 1. Th«ng qua nguyªn lý kÕ thõa, cã thÓ lo¹i bá ®−îc nh÷ng ®o¹n ch−¬ng tr×nh lÆp l¹i trong qu¸ tr×nh m« t¶ c¸c líp vµ më réng kh¶ n¨ng sö dông c¸c líp ®· ®−îc x©y dùng. 2. Ch−¬ng tr×nh ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng ®¬n thÓ (®èi t−îng) trao ®æi víi nhau nªn viÖc thiÕt kÕ vµ lËp tr×nh sÏ ®−îc thùc hiÖn theo quy tr×nh nhÊt ®Þnh chø kh«ng ph¶i dùa vµo kinh nghiÖm vµ kü thuËt nh− tr−íc. §iÒu nµy ®¶m b¶o rót ng¾n ®−îc thêi gian x©y dùng hÖ thèng vµ t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng. 3. Nguyªn lý che giÊu th«ng tin gióp ng−êi lËp tr×nh t¹o ra ®−îc nh÷ng ch−¬ng tr×nh an toµn kh«ng bÞ thay bëi nh÷ng ®o¹n ch−¬ng tr×nh kh¸c. 4. Cã thÓ x©y dùng ®−îc ¸nh x¹ c¸c ®èi t−îng cña bµi to¸n vµo ®èi t−îng cña ch−¬ng tr×nh. 5. C¸ch tiÕp cËn thiÕt kÕ ®Æt träng t©m vµo ®èi t−îng, gióp chóng ta x©y dùng ®−îc m« h×nh chi tiÕt vµ gÇn víi d¹ng cµi ®Æt h¬n. 6. Nh÷ng hÖ thèng h−íng ®èi t−îng dÔ më réng, n©ng cÊp thµnh nh÷ng hÖ lín h¬n. 7. Kü thuËt truyÒn th«ng b¸o trong viÖc trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c ®èi t−îng gióp cho viÖc m« t¶ giao diÖn víi c¸c hÖ thèng bªn ngoµi trë nªn ®¬n gi¶n h¬n. 8. Cã thÓ qu¶n lý ®−îc ®é phøc t¹p cña nh÷ng s¶n phÈm phÇn mÒm. Kh«ng ph¶i trong hÖ thèng h−íng ®èi t−îng nµo còng cã tÊt c¶ c¸c tÝnh chÊt nªu trªn. Kh¶ n¨ng cã c¸c tÝnh chÊt ®ã cßn phô thuéc vµo lÜnh vùc øng dông cña dù ¸n tin häc vµ vµo ph−¬ng ph¸p thùc hiÖn cña ng−êi ph¸t triÓn phÇn mÒm. 7
1.5. C¸c ng«n ng÷ h−íng ®èi t−îng LËp tr×nh h−íng ®èi t−îng kh«ng lµ ®Æc quyÒn cña mét ng«n ng÷ nµo ®Æc biÖt. Còng gièng nh− lËp tr×nh cã cÊu tróc, nh÷ng kh¸i niÖm trong lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng cã thÓ cµi ®Æt trong nh÷ng ng«n ng÷ lËp tr×nh nh− C hoÆc Pascal,... Tuy nhiªn, ®èi víi nh÷ng ch−¬ng tr×nh lín th× vÊn ®Ò lËp tr×nh sÏ trë nªn phøc t¹p. Nh÷ng ng«n ng÷ ®−îc thiÕt kÕ ®Æc biÖt, hç trî cho viÖc m« t¶, cµi ®Æt c¸c kh¸i niÖm cña ph−¬ng ph¸p h−íng ®èi t−îng ®−îc gäi chung lµ ng«n ng÷ ®èi t−îng. Dùa vµo kh¶ n¨ng ®¸p øng c¸c kh¸i niÖm vÒ h−íng ®èi t−îng, ta cã thÓ chia ra lµm hai lo¹i: 1. Ng«n ng÷ lËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng 2. Ng«n ng÷ lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng LËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng lµ kiÓu lËp tr×nh hç trî chÝnh cho viÖc bao gãi, che giÊu th«ng tin vµ ®Þnh danh c¸c ®èi t−îng. LËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng cã nh÷ng ®Æc tÝnh sau: • Bao gãi d÷ liÖu • C¬ chÕ che giÊu vµ truy nhËp d÷ liÖu • Tù ®éng t¹o lËp vµ xãa bá c¸c ®èi t−îng • PhÐp to¸n t¶i béi Ng«n ng÷ hç trî cho kiÓu lËp tr×nh trªn ®−îc gäi lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng. Ng«n ng÷ trong líp nµy kh«ng hç trî cho viÖc thùc hiÖn kÕ thõa vµ liªn kÕt ®éng, ch¼ng h¹n Ada lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng. LËp tr×nh h−íng ®èi t−îng lµ kiÓu lËp tr×nh dùa trªn ®èi t−îng vµ bæ sung thªm nhiÒu cÊu tróc ®Ó cµi ®Æt nh÷ng quan hÖ vÒ kÕ thõa vµ liªn kÕt ®éng. V× vËy ®Æc tÝnh cña LTH§T cã thÓ viÕt mét c¸ch ng¾n gän nh− sau: C¸c ®Æc tÝnh dùa trªn ®èi t−îng + kÕ thõa + liªn kÕt ®éng. Ng«n ng÷ hç trî cho nh÷ng ®Æc tÝnh trªn ®−îc gäi lµ ng«n ng÷ LTH§T, vÝ dô nh− C++, Smalltalk, Object Pascal v.v... ViÖc chän mét ng«n ng÷ ®Ó cµi ®Æt phÇn mÒm phô thuéc nhiÒu vµo c¸c ®Æc tÝnh vµ yªu cÇu cña bµi to¸n øng dông, vµo kh¶ n¨ng sö dông l¹i cña nh÷ng ch−¬ng tr×nh ®· cã vµ vµo tæ chøc cña nhãm tham gia x©y dùng phÇn mÒm. 1.6. Mét sè øng dông cña LTH§T LTH§T ®ang ®−îc øng dông ®Ó ph¸t triÓn phÇn mÒm trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau. Trong sè ®ã, cã øng dông quan träng vµ næi tiÕng nhÊt hiÖn nay lµ hÖ 8
®iÒu hµnh Windows cña h·ng Microsoft ®· ®−îc ph¸t triÓn dùa trªn kü thuËt LTH§T. Mét sè nh÷ng lÜnh vùc øng dông chÝnh cña kü thuËt LTH§T bao gåm: + Nh÷ng hÖ thèng lµm viÖc theo thêi gian thùc. + Trong lÜnh vùc m« h×nh hãa hoÆc m« pháng c¸c qu¸ tr×nh + C¸c c¬ së d÷ liÖu h−íng ®èi t−îng. + Nh÷ng hÖ siªu v¨n b¶n, multimedia + LÜnh vùc trÝ tuÖ nh©n t¹o vµ c¸c hÖ chuyªn gia. + LËp tr×nh song song vµ m¹ng n¬-ron. + Nh÷ng hÖ tù ®éng hãa v¨n phßng vµ trî gióp quyÕt ®Þnh. ... 9
Ch−¬ng 2 c¸c më réng cña ng«n ng÷ C++ Ch−¬ng 2 tr×nh bµy nh÷ng vÊn ®Ò sau ®©y: ¾ Giíi thiÖu chung vÒ ng«n ng÷ C++ ¾ Mét sè më réng cña ng«n ng÷ C++ so víi ng«n ng÷ C ¾ C¸c ®Æc tÝnh cña C++ hç trî lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng ¾ Vµo ra trong C++ ¾ CÊp ph¸t vµ gi¶i phãng bé nhí ¾ BiÕn tham chiÕu, h»ng tham chiÕu ¾ TruyÒn tham sè cho hµm theo tham chiÕu ¾ Hµm tr¶ vÒ gi¸ trÞ tham chiÕu ¾ Hµm víi ®èi sè cã gi¸ trÞ mÆc ®Þnh ¾ C¸c hµm néi tuyÕn (inline) ¾ Hµm t¶i béi 2.1. Giíi thiÖu chung vÒ C++ C++ lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng vµ lµ sù më réng cña ng«n ng÷ C. V× vËy mäi kh¸i niÖm trong C ®Òu dïng ®−îc trong C++. PhÇn lín c¸c ch−¬ng tr×nh C ®Òu cã thÓ ch¹y ®−îc trong C++. Trong ch−¬ng nµy chØ tËp trung giíi thiÖu nh÷ng kh¸i niÖm, ®Æc tÝnh míi cña C++ hç trî cho lËp tr×nh h−íng ®èi t−îng. Mét sè kiÕn thøc cã trong C++ nh−ng ®· cã trong ng«n ng÷ C sÏ kh«ng ®−îc tr×nh bµy l¹i ë ®©y. 2.2. Mét sè më réng cña C++ so víi C 2.2.1. §Æt lêi chó thÝch Ngoµi kiÓu chó thÝch trong C b»ng /* ... */ , C++ ®−a thªm mét kiÓu chó thÝch thø hai, ®ã lµ chó thÝch b¾t ®Çu b»ng //. Nãi chung, kiÓu chó thÝch /*...*/ ®−îc dïng cho c¸c khèi chó thÝch lín gåm nhiÒu dßng, cßn kiÓu // ®−îc dïng cho c¸c chó thÝch trªn mét dßng. VÝ dô: /* §©y lµ chó thÝch trong C */ // §©y lµ chó thÝch trong C++ 10
2.2.2. Khai b¸o biÕn Trong C tÊt c¶ c¸c c©u lÖnh khai b¸o biÕn, m¶ng côc bé ph¶i ®Æt t¹i ®Çu khèi. V× vËy vÞ trÝ khai b¸o vµ vÞ trÝ sö dông cña biÕn cã thÓ ë c¸ch kh¸ xa nhau, ®iÒu nµy g©y khã kh¨n trong viÖc kiÓm so¸t ch−¬ng tr×nh. C++ ®· kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nµy b»ng c¸ch cho phÐp c¸c lÖnh khai b¸o biÕn cã thÓ ®Æt bÊt kú chç nµo trong ch−¬ng tr×nh tr−íc khi c¸c biÕn ®−îc sö dông. Ph¹m vi ho¹t ®éng cña c¸c biÕn kiÓu nµy lµ khèi trong ®ã biÕn ®−îc khai b¸o. VÝ dô 2.1 Ch−¬ng tr×nh sau ®©y nhËp mét d·y sè thùc råi s¾p xÕp theo thø tù t¨ng dÇn: #include #include #include void main() { int n; printf("\n So phan tu cua day N="); scanf("%d",&n); float *x=(float*)malloc((n+1)*sizeof(float)); for (int i=0;i
getch(); } 2.2.3. PhÐp chuyÓn kiÓu b¾t buéc Ngoµi phÐp chuyÓn kiÓu b¾t buéc ®−îc viÕt trong C theo có ph¸p: (kiÓu) biÓu thøc C++ cßn sö dông mét phÐp chuyÓn kiÓu míi nh− sau: KiÓu(biÓu thøc) PhÐp chuyÓn kiÓu nµy cã d¹ng nh− mét hµm sè chuyÓn kiÓu ®ang ®−îc gäi. C¸ch chuyÓn kiÓu nµy th−êng ®−îc sö dông trong thùc tÕ. 1 1 1 VÝ dô 2.2 Ch−¬ng tr×nh sau ®©y tÝnh sau tæng S = 1 + + + ... + 2 3 n Víi n lµ mét sè nguyªn d−¬ng nhËp tõ bµn phÝm. #include #include void main() { int n; printf("\n So phan tu cua day N="); scanf("%d",&n); float s=0.0; for (int i=1;i
#include void main() { float a[20][20],smax; int m,n,i,j,imax,jmax; clrscr(); puts(" Cho biet so hang va so cot cua ma tran: "); scanf("%d%d",&m,&n); for (i=0;i
printf("\n Co gia tri=%6.1f", smax); printf("\n\n Tai hang %d cot %d",imax,jmax); getch(); } 2.3. Vµo ra trong C++ §Ó xuÊt d÷ liÖu ra mµn h×nh vµ nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm, trong C++ vÉn cã thÓ dïng hµm printf() vµ scanf(), ngoµi ra trong C++ ta cã thÓ dïng dßng xuÊt/nhËp chuÈn ®Ó nhËp/xuÊt d÷ liÖu th«ng qua hai biÕn ®èi t−îng cña dßng (stream object) lµ cout vµ cin. 2.3.1. XuÊt d÷ liÖu Có ph¸p: cout >biÕn N; To¸n tö cin ®−îc ®Þnh nghÜa tr−íc nh− mét ®èi t−îng biÓu diÔn cho thiÕt bÞ vµo chuÈn cña C++ lµ bµn phÝm, cin ®−îc sö dông kÕt hîp víi to¸n tö trÝch >> ®Ó nhËp d÷ liÖu tõ bµn phÝm cho c¸c biÕn 1, 2, ..., N. Chó ý: • §Ó nhËp mét chuçi kh«ng qu¸ n ký tù vµ l−u vµo m¶ng mét chiÒu a (kiÓu char) cã thÓ dïng hµm cin.get nh− sau: cin.get(a,n); • To¸n tö nhËp cin>> sÏ ®Ó l¹i ký tù chuyÓn dßng ’\n’ trong bé ®Öm. Ký tù nµy cã thÓ lµm tr«i ph−¬ng thøc cin.get. §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng trªn cÇn dïng ph−¬ng thøc cin.ignore(1) ®Ó bá qua mét ký tù chuyÓn dßng. • §Ó sö dông c¸c lo¹i to¸n tö vµ ph−¬ng thøc nãi trªn cÇn khai b¸o tËp tin dÉn h−íng iostream.h 2.3.3. §Þnh d¹ng khi in ra mµn h×nh • §Ó quy ®Þnh sè thùc ®−îc hiÓn thÞ ra mµn h×nh víi p ch÷ sè sau dÊu chÊm thËp ph©n, ta sö dông ®ång thêi c¸c hµm sau: setiosflags(ios::showpoint); // BËt cê hiÖu showpoint(p) setprecision(p); C¸c hµm nµy cÇn ®Æt trong to¸n tö xuÊt nh− sau: 14
cout
cin>>ts[i].d1>>ts[i].d2>>ts[i].d3; ts[i].td=ts[i].d1+ts[i].d2+ts[i].d3; } for (i=0;i
cout
2.4.1. To¸n tö new ®Ó cÊp ph¸t bé nhí To¸n tö new thay cho hµm malloc() vµ calloc() cña C cã có ph¸p nh− sau: new Tªn kiÓu ; hoÆc new (Tªn kiÓu); Trong ®ã Tªn kiÓu lµ kiÓu d÷ liÖu cña biÕn con trá, nã cã thÓ lµ: c¸c kiÓu d÷ liÖu chuÈn nh− int, float, double, char,... hoÆc c¸c kiÓu do ng−êi lËp tr×nh ®Þnh nghÜa nh− m¶ng, cÊu tróc, líp,... Chó ý: §Ó cÊp ph¸t bé nhí cho m¶ng mét chiÒu, dïng có ph¸p nh− sau: BiÕn con trá = new kiÓu[n]; Trong ®ã n lµ sè nguyªn d−¬ng x¸c ®Þnh sè phÇn tö cña m¶ng. VÝ dô: float *p = new float; //cÊp ph¸t bé nhí cho biÕn con trá p cã kiÓu int int *a = new int[100]; //cÊp ph¸t bé nhí ®Ó l−u tr÷ m¶ng mét chiÒu a // gåm 100 phÇn tö Khi sö dông to¸n tö new ®Ó cÊp ph¸t bé nhí, nÕu kh«ng ®ñ bé nhí ®Ó cÊp ph¸t, new sÏ tr¶ l¹i gi¸ trÞ NULL cho con trá. §o¹n ch−¬ng tr×nh sau minh häa c¸ch kiÓm tra lçi cÊp ph¸t bé nhí: double *p; int n; cout>n; p = new double[n] if (p == NULL) { cout
cña tæng ®iÓm, in danh s¸ch thÝ sinh sau khi s¾p xÕp, gi¶i phãng bé nhí ®· cÊp ph¸t. #include #include #include #include #include struct TS { char ht[20]; long sobd; float td; }; void main(void) { TS *ts; int n; coutn; ts = new TS[n+1]; if (ts == NULL) { cout
cout>ts[i].td; } for (i=0;i