Đề tài Tổng quan về lập trình hướng đối tượng

GVHD: Huỳnh Lê Tấn Tài Lớp: 07TH1D Nhóm: 3 Tổng Quan Về Lập Trình Hướng Đối Tượng Tổng Quan Về Lập Trình Hướng Đối Tượng 1. Lập trình cấu trúc.  Khái quát về lập trình cấu trúc.  Ưu điểm lập trình cấu trúc.  Nhược điểm lập trình cấu trúc. 2. Lập trình hướng đối tượng.  Khái niệm Lập Trình Hướng Đối Tượng.  Đổi tượng là gì?  Lớp.  Sự đóng gói (Encapsulation).  Tính kế thừa (Inheritance).  Tính đa hình (Polymorphism).  Ưu điểm.  Nhược điểm.  Tương lai.  Một số ngôn ngữ sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng. 3. Ứng dụng OOP. 4. Tài liệu tham khảo. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 2 Lập Trình Cấu Trúc 1. Sơ lượt về lập trình cấu trúc: Chương trình = cấu trúc dữ liệu + giải thuật • Chương trình được chia nhỏ thành chương trình con được đặt chung với nhau để xây dựng nên một ứng dụng. • Các chương trình con: • Độc lập với nhau và có dữ liệu riêng • Trao đổi qua: tham số và biến toàn cục Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 3 Lập Trình Cấu Trúc 2. Ưu điểm lập trình cấu trúc: Việc chia nhỏ một chương trình lớn thành các chương trình con giúp cho lập trình viên dễ nhận biết và quản lí chương trình tốt hơn. 3. Nhược điểm trong lập trình cấu trúc:  Không hổ trợ mạnh việc sử dụng lại mã nguồn.  Không phù hợp với các phần mềm lớn.  Nhiều hàm truy nhập, sử dụng dữ liệu chung. Dữ liêu trong hệ thống được chuyển động từ hàm này sang hàm khác nên khó kiểm soát dữ liệu.  Tập trung vào công việc cần thực hiện (thuật toán).  Chương trình lớn được chia thành các hàm nhỏ hơn nhưng nếu không thống nhất về thông tin dẫn đến hậu quả lớn. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 4 Khái niệm Lập Trình Hướng Đối Tượng  Lập trình cấu trúc dẫn đến khái niệm trừu tượng hóa:  Không quan tâm đến các chi tiết không quan trọng bên trong.  Không quan tâm việc thực hiện của chương trình.  Chỉ quan tâm đến kết quả.  Khái niệm:  Lập trình hướng đối tượng được xây dựng trên nền tảng của khái niệm lập trình có cấu trúc và sự trừu tượng hóa dữ liệu. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 5 Khái niệm Lập Trình Hướng Đối Tượng  Là phương pháp lập trình:  Mô tả chính xác các đối tượng trong thế giới.  Lấy đối tượng làm nền tảng xây dựng thuật toán.  Thiết kế xoay quanh dữ liệu của hệ thống.  Chương trình được chia thành các lớp đối tượng.  Dữ liệu được đóng gói, che dấu và bảo vệ.  Đối tượng làm việc với nhau qua thông báo.  Chương trình được thiết kết theo cách từ dưới lên (bottom-up) và từ trên xuống (top – down). Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 6 Lập Trình Hướng Đối Tượng 1. Đối tượng là gì? Đối tượng = dữ liệu + phương thức • Là khái niệm trừu tượng phản ánh các thực thể trong thế giới thực • Có thể là một thực thể vật lý. • Có thể là một khái niệm trừu tượng. • Một đối tượng là sự đóng gói 2 thành phần: • Trạng thái (state) dữ liệu hay thuộc tính (attribute): đó là các đặc điểm của đối tượng. • Các ứng xử (behavior) hay hành vi, thao tác, phương thức: đó là một hành động mà đối tượng có thể thực hiện. • Có hai loại đối tượng: đối tượng trừu tượng và đối tượng thực. • Được định nghĩa là sự thể hiện của một lớp (sẽ biết ở phần sau). • Chính là các thực thể trong hệ thống hướng đối tượng (sẽ biết ở phần sau). Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 7  Ví dụ 1:  Một con người là một đối tượng  Họ, tên, chiều cao, cân nănglà thuộc tính của tất cả con người.  Hành vi của con người là ngồi, đứng, đi, chạy, nhảy  Ví dụ 2:  Một sinh viên trừu tượng gồm các thuộc tính:  MSSV, HỌ TÊN, NGÀY SINH, QUÊ QUÁN  Một sinh viên thực:  070042T, Võ Hoàng Bảo, 6/6/1989, TPHCM 8 Lập Trình Hướng Đối Tượng Lập Trình Hướng Đối Tượng 2. Lớp (class): Tập hợp các đối tượng có cùng thuộc tính và hành vi. Định nghĩa: class { Private: Protected: Public: }; Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 9 Lập Trình Hướng Đối Tượng 3. Sự đóng gói (Encapsulation ):  Khái niệm: Là cơ chế ràng buộc dữ liệu và các thao tác trên dữ liệu thành thể thống nhất.(thể thống nhất là đối tượng)  Đóng gói gồm:  Bao gói: người dùng giao tiếp với hệ thống qua giao diện  Che dấu: ngăn chặn các thao tác không được phép từ bên ngoài  Ưu điểm:  Quản lý sự thay đổi  Bảo vệ dữ liệu Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 10 Lập Trình Hướng Đối Tượng 4. Tính kế thừa (Inheritance).  Khái niệm Khả năng cho phép xây dựng lớp mới được thừa hưởng một số hoặc tất cả thuộc tính cùng với cách hoạt động của lớp đã có. Khi đó lớp mới (lớp dẫn xuất) có thể sử dụng dữ liệu và phương thức của các lớp cơ sở (lớp ban đầu). Kế thừa tạo ra mô hình phân cấp giữa các lớp. Có ba từ khóa dẫn xuất là private, protected và public qui định quy định tính chất của sự kế thừa. Có hai loại thừa kế: đa thừa kế và đơn thừa kế. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 11 Lập Trình Hướng Đối Tượng Ví dụ: Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 12 Person Weight Height Sex Walk() Sit()Student ID Firt nam Last name Graduation Write() Display() Gradstudent Under grad Major Under Year graduted Write() Display() inheritance inheritance Lập Trình Hướng Đối Tượng 5. Tính đa hình (Polymorphism). Đa hình là khái niệm luôn đi kèm với kế thừa. Do tính kế thừa, một lớp có thể sử dụng lại các phương thức của lớp khác. Tuy nhiên, nếu cần thiết, lớp dẫn xuất cũng có thể định nghĩa lại một số phương thức của lớp cơ sở. Đó là sự nạp chồng phương thức trong kế thừa. Nhờ sự nạp chồng phương thức này, ta chỉ cần gọi tên phương thức bị nạp chồng từ đối tượng mà không cần quan tâm đó là đối tượng của lớp nào. Chương trình sẽ tự động kiểm tra xem đối tượng là thuộc kiểu lớp cơ sở hay thuộc lớp dẫn xuất, sau đó sẽ gọi phương thức tương ứng với lớp đó. Đó là tính đa hình. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 13 Lập Trình Hướng Đối Tượng Nói cách khác, đa hình là khả năng cho phép mô tả và sử dụng những phương thức có tên giống nhau trong các lớp khác nhau. Ña hình laø moät quaù trình aùp duïng moät giao dieän cho hai hay nhieàu tröôøng hôïp töông töï nhau (nhöng khaùc bieät veà maët kyõ thuaät), noù trieån khai tö töôûng "moät giao dieän cho nhieàu phöông thöùc" . Ña hình laøm cho moái quan heä luaän lyù giöõa caùc hoaït ñoäng töông töï nhau ñöôïc trôû neân roõ raøng hôn, do ñoù noù giuùp cho laäp trình vieân deã daøng hôn trong vieäc ñoïc hieåu vaø baûo trì chöông trình. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 14 Lập Trình Hướng Đối Tượng Ví dụ: Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 15 Lập Trình Hướng Đối Tượng 5. Ưu điểm: • Loại bỏ các đoạn mã lặp lại (nguyên lý thừa kế). • Rút ngắn thời gian xây dựng hệ thống. • Quản lý được độ phức tạp của chương trình, dự án phần mềm lớn. • Dễ dàng mở rộng và nâng cấp • Tạo ra các chương trình an toàn, bảo mật (nguyên lý che giấu). • Tăng năng xuất và hiệu quả hơn • Chương trình được thiết kế theo đúng qui trình (do nó được xây dựng từ những đơn thể (đối tượng) trao đổi với nhau chứ không phải dựa vào kinh nghiệm và kỹ thuật như trước). Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 16 Lập Trình Hướng Đối Tượng 6. Nhược điểm: Thiếu tính động của object(tự thân object không tự phát triển trước yêu cầu mới) Tính đan lên nhau của các yêu cầu mà mỗi một object phải gánh chịu Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 17 Lập Trình Hướng Đối Tượng 7. Một số ngôn ngữ sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng: • Hầu hết các ngôn ngữ lập trình đều hỗ trợ OOP, có thể chia thành 2 loại: • Ngôn ngữ hỗ trợ hướng đối tượng: • Eiffel, Clos, Loops, Flavors, Object Pascal, Object C, C++, Delphi, Java • Ngôn ngữ hướng đối tượng: • SmallTalk, JAVA • Một số ngôn ngữ OOP phổ biến hiện nay: • Visual C++ • VB.NET, C#... Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 18 Ứng dụng OOP  Để phát triển phần mềm trong nhìêu lĩnh vực khác nhau Vd: hệ điều hành Windows  Lĩnh vực ứng dụng chính của kỹ thuật lập trình hướng đối tượng bao gồm:  Hệ thống làm việc thời gian thực, csdl hướng đối tượng, hệ siêu văn bản, multimedia, trí tuệ nhân tạo, lập trình song song và mạng nơron Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 19 Ví dụ Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 20 Tài liệu tham khảo  James P. Cohoon and Jack W.Davidson, C++ Program Design – An Introduction to Programming and Object-Oriented Design, 2nd edition, WCB McGraw-Hill, 1999.  Robert Lafore, Object – Oriented Programming in C++, Fourth edition, SAMS, 2001.  Lê Đ. Hưng, Tạ T. Anh, Nguyễn H. Đức và Nguyễn T. Thuỷ, Lập trình hướng đối tượng với C++, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005.  Waite Group's Object-Oriented Programming in C++, Third Edition (Publisher: Macmillan Computer Publishing) Author(s): Robert Lafore  Giáo trình OOP  NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C++ tác giả PGS.TS. Trần Đình Quế - KS. Nguyễn Mạnh Hùng  C++ tác giả Phạm Văn Ất Các địa chỉ web 1. 2. 3. 3. 4. Tổng quan về lập trình hướng đối tượng Lớp :07TH1D 21