Lập trình hướng đối tượng OOP là một trong những kỹ thuật lập trình rất quan trọng và sử dụng nhiều hiện nay. Hầu hết các ngôn ngữ lập trình hiện nay như Java, PHP, Python, .NET, Ruby,…đều hỗ trợ OOP. Vậy lập trình hướng đối tượng là gì? Các nguyên lý cơ bản của lập trình hướng đối tượng OOP là gì, có ưu điểm gì?
Lập trình hướng đối tượng là gì?
Lập trình hướng đối tượng (còn gọi là OOP) là một kỹ thuật lập trình cho phép tạo ra các đối tượng trong code trừu tượng hóa các đối tượng.
Đối tượng là gì?
Một đối tượng bao gồm 2 thông tin: thuộc tính và phương thức.
- Thuộc tính là những thông tin, đặc điểm của đối tượng. Ví dụ: con người có các đặc tính như mắt, mũi, miệng, tay, chân…
- Phương thức là những hành động mà đối tượng đó có thể thực hiện. Ví dụ: một người có thể thực hiện hành động nói, đi, ăn, uống, . . .
Về mặt khái niệm thì các đối tượng phần mềm cũng tương tự như đối tượng trong thế giới thực: Nó cũng bao gồm các trạng thái và các hành vi liên quan.
Lớp là gì?
Một lớp là một kiểu dữ liệu bao gồm các thuộc tính và những phương thức được định nghĩa từ trước. Đây là sự trừu tượng hóa của đối tượng.
Khác với các kiểu dữ liệu thông thường, một lớp là một đơn vị (trừu tượng) gồm có sự kết hợp giữa các phương thức và các thuộc tính. Đại khái là các đối tượng có các đặc tính tương tự nhau được gom lại tạo thành một lớp đối tượng.
Sự khác nhau giữa đối tượng và lớp
Có thể hiểu lớp như là khuôn mẫu, đối tượng là một thực thể biểu hiện dựa trên khuôn mẫu đó.
Ví dụ: Ta nói về loài mèo, bạn có thể hiểu nó là class (lớp) mèo có:
- Các thông tin, đặc điểm: 4 chân, 2 mắt, có đuôi, có chiều cao, cân nặng, màu lông…
- Các hành động như: ăn, ngủ, kêu meo meo, đi, …
Đối tượng chính là con mèo Anh lông ngắn ta đang nuôi trong nhà cũng mang đặc tính của lớp mèo.
Các nguyên lý cơ bản của OOP
Tính đóng gói (Encapsulation)
- Các dữ liệu và phương thức có liên quan với nhau được đóng gói tạo thành các lớp để tiện cho việc quản lý và sử dụng. Tức là mỗi lớp được xây dựng nhằm thực hiện một nhóm chức năng đặc trưng của riêng lớp đó.
- Ngoài ra, đóng gói còn để che giấu một số thông tin được cài đặt nội bộ để bên ngoài không thể nhìn thấy.
Nói chung, trạng thái đối tượng không hợp lệ thường do nguyên nhân chưa được kiểm tra tính hợp lệ, không đúng trình tự các bước thực hiện hoặc bị bỏ qua nên trong OOP có một quy tắc quan trọng là phải luôn khai báo các trạng thái bên trong của đối tượng là private.
Tính kế thừa (Inheritance)
Cho phép xây dựng một lớp mới dựa trên các định nghĩa lớp cũ. Có nghĩa là lớp cũ có thể chia sẻ dữ liệu và phương thức cho các lớp mới sau đó. Các lớp mới không cần định nghĩa lại và có thể mở rộng các thành phần kế thừa, bổ sung thêm các thành phần mới. Tái sử dụng mã nguồn tối ưu, tận dụng được mã nguồn. Một số loại kế loại kế thừa phổ biến như: đơn kế thừa, đa kế thừa, kế thừa thứ bậc, kế thừa đa cấp.
Khi bắt đầu xây dựng ứng dụng, ta sẽ bắt đầu thiết kế định nghĩa các lớp trước. Thông thường một số lớp có quan hệ với các lớp khác, chúng có những đặc tính giống nhau.
Tính đa hình (Polymorphism)
Tính đa hình là một hành động được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Tính chất này chứa đựng hầu hết sức mạnh của lập trình hướng đối tượng.
Hiểu một cách đơn giản hơn: Đa hình là khái niệm mà 2 hoặc nhiều lớp có những phương thức giống nhau nhưng có thể thực thi theo cách thức khác nhau.
Tính trừu tượng (Abstraction)
Trừu tượng có nghĩa là tổng quát hóa một cái gì đó lên, không cần quan tâm chi tiết bên trong.
Trong lập trình OOP, tính trừu tượng là việc chọn ra các thuộc tính, phương thức của đối tượng cần cho việc giải quyết các bài toán đang lập trình. Vì một đối tượng có thể có rất nhiều thuộc tính phương thức, nhưng với bài toán cụ thể, ta không nhất thiết phải chọn tất cả.
Các ưu điểm của lập trình hướng đối tượng
- Dựa trên nguyên lý kế thừa, trong quá trình mô tả các lớp của lập trình hướng đối tượng có thể loại bỏ những chương trình bị lặp, dư. Và mở rộng được khả năng sử dụng các lớp mà không cần thực hiện lại. Từ đó, tối ưu và tái sử dụng code hiệu quả.
- Rút ngắn thời gian xây dựng hệ thống, tăng năng suất thực hiện.
- Đối tượng và lớp là 2 đặc trưng của phương pháp lập trình hướng đối tượng. Nó giúp giải quyết được các khuyết điểm của phương pháp lập trình hướng cấu trúc để lại. Ngoài ra 2 khái niệm này cũng giúp biểu diễn tốt hơn thế giới thực trên máy tính.
Khái niệm là gì? Sự khác nhau giữa khái niệm và định nghĩa, ví dụ
Bài viết đã vừa cung cấp những thông tin giúp bạn đọc hiểu được lập trình hướng đối tượng là gì, có những nguyên lý và ưu điểm nào. Đây là kỹ thuật lập trình cực quan trọng và hiệu quả trong giải toán. Dân IT nên tìm hiểu để ứng dụng hiệu quả hơn trong công việc.
