Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 5: Thừa kế - Đại học Ngoại ngữ - Tin học, TP.HCM

Nội dung text: Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 5: Thừa kế - Đại học Ngoại ngữ - Tin học, TP.HCM

1. Click to editCHƯƠNG Master subtitle 5: style THỪA KẾ Khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Ngoại ngữ - Tin học, TP.HCM 1
2. NỘI DUNG Vấn đề tái sử dụng code & các hình thức Lý do thừa kế Lớp cơ sở Lớp dẫn xuất Sử dụng lớp cơ sở Constructor và thừa kế Access modifier: protected Lớp cơ sở của mọi lớp: Lớp object Lớp sealed và lớp partial 2
3. Vấn đề tái sử dụng code Xuất phát từ nhu cầu: Sử dụng lại những đoạn code có sẵn Hoặc phát triển thêm từ những code có sẵn mà không phải viết lại từ đầu → Ưu điểm: Giảm chi phí Nâng cao khả năng bảo trì và khả năng mô hình hóa 3
4. Vấn đề tái sử dụng code Lập trình cấu trúc: chương trình con OOP: nhiều loại đối tượng có thuộc tính, hành vi tương tự nhau → tái sử dụng các lớp đã viết Trong một lớp vẫn tái sử dụng phương thức 4
5. Các hình thức tái sử dụng code Có 3 hình thức: Sao chép lớp cũ thành 1 lớp khác → Hạn chế: Dư thừa, khó quản lý khi có thay đổi Kết tập (Aggregation): Lớp mới là tập hợp hoặc sử dụng (không thay đổi) các lớp đã có Thừa kế (Inheritance): Lớp mới phát triển thêm các thuộc tính hoặc phương thức từ lớp đã có 5
6. KẾT TẬP (AGGREGATION) 6
7. Kết tập (Aggregation) Thành phần lớp mới chứa các đối tượng của lớp cũ Lớp mới: Lớp chứa/Lớp toàn thể Sử dụng các thuộc tính và phương thức của lớp thành phần thông qua đối tượng Lớp cũ: Lớp thành phần Ví dụ: Lớp cũ: Điểm (Point) Lớp mới: Tam giác (Triangle) có 3 điểm 7
8. Ký hiệu quan hệ kết tập Số lượng lớp thành phần trong lớp chứa có thể: 1 số nguyên dương (1, 2, 3, ) Dải số (0 1, 1 n) Bất kỳ giá trị nào: * Không ghi: mặc định là 1 8
9. Ví dụ quan hệ kết tập public class Point { private int x; private int y; //Định nghĩa các phương thức } public class Triangle { Point dinhA; //Đỉnh A Point dinhB; //Đỉnh B Point dinhC; //Đỉnh C //Định nghĩa các phương thức } 9
10. Bài tập tại lớp Cài đặt lớp Point và lớp Triangle có chức năng: Nhập Xuất Tính chu vi Tính diện tích (Mỗi lớp phải có: Property get, set; constructor; kiểm tra ràng buộc nếu có) Cài đặt lớp ListTriangle chứa danh sách các Triangle có chức năng: nhập, xuất và cho biết thông tin tam giác có diện tích lớn nhất 10
11. Bài tập ví dụ Xây dựng chương trình trò chơi xúc xắc với cách chơi như sau: Mỗi xúc xắc sẽ có giá trị ngẫu nhiên từ 1 đến 6 Quy định số lần gieo xúc xắc Hai người lần lượt gieo 1 hạt xúc xắc Sau mỗi lượt gieo, số điểm của lượt đó được tích lũy vào số điểm của người chơi tương ứng Sau các lượt gieo theo quy định, người thắng cuộc là người có tổng số điểm lớn hơn 11
12. Phát hiện lớp và thông tin của lớp Xúc xắc (XucXac) Thuộc tính: giá trị của mặt (giaTri) Phương thức: sinh ngẫu nhiên giá trị mặt của xúc xắc (SinhGiaTri()) Người chơi (NguoiChoi) Thuộc tính: tên (ten), điểm (diem) Phương thức: gieo xúc xắc (GieoXucXac()) 12
13. Phát hiện lớp và thông tin của lớp Trận đấu (TranDau) Thuộc tính: xúc xắc (xucXac), 2 người chơi (nguoiChoi), số vòng chơi (soVong), người thắng cuộc (nguoiThang) Phương thức: bắt đầu (BatDau()), kết thúc (KetThuc), hiển thị thông tin (HienThi()), thực hiện trận đấu (ThucHienTranDau()) 13
14. Sơ đồ lớp 14
15. public class XucXac private int giaTri; //Định nghĩa Constructor và Property get, set //tại đây public void SinhGiaTri() { Random random = new Random(); this.giaTri = random.Next(1, 7); }
16. public class NguoiChoi private String ten; private int diem; //Định nghĩa constructor, property get, set //tại đây public void GieoXucXac(XucXac xucXac) { Console.Write("> Nhan Enter "); Console.ReadLine(); xucXac.SinhGiaTri(); this.diem += xucXac.GiaTri; //get giá trị xucXac Console.Write(" - Diem hien tai = " + this.diem); }
17. public class TranDau private XucXac xucXac; private NguoiChoi nguoiChoi1; private NguoiChoi nguoiChoi2; private NguoiChoi nguoiThang; private int soVong; //Định nghĩa constructor, property get, set tại đây public void BatDau() { Console.WriteLine("Tran dau bat dau "); for (int i = 1; i <= this.soVong; i++) { Console.WriteLine(" Vong {0} ", i); Console.WriteLine(nguoiChoi1.Ten+" gieo xuc xac"); nguoiChoi1.GieoXucXac(xucXac); Console.WriteLine(nguoiChoi2.Ten+" gieo xuc xac"); nguoiChoi2.GieoXucXac(xucXac); } }
18. public class TranDau public void KetThuc() { int diem1 = nguoiChoi1.Diem; int diem2 = nguoiChoi2.Diem; if (diem1 > diem2) this.nguoiThang = this.nguoiChoi1; else if (diem2 > diem1) this.nguoiThang = this.nguoiChoi2; }
19. public class TranDau public void HienThi() { Console.WriteLine(" Ket qua tran dau "); Console.WriteLine("- Diem cua {0}: {1}", nguoiChoi1.Ten, nguoiChoi1.Diem); Console.WriteLine("- Diem cua {0}: {1}", nguoiChoi2.Ten, nguoiChoi2.Diem); if (nguoiThang != null) Console.WriteLine("Nguoi thang: " + nguoiThang.Ten); else Console.WriteLine("Tran dau hoa!!!"); } public void ThucHienTranDau() { BatDau(); KetThuc(); HienThi(); }
20. Bài tập về nhà Hãy viết lại các lớp trong Bài tập ví dụ trên để thoả yêu cầu sau: Có thêm thuộc tính soBanThang ghi lại số bàn thắng Cho biết số ván đấu (>2), nếu người chơi nào thắng quá bán đầu tiên thì sẽ thắng VD: Giả sử 2 người chơi phải chơi 3 ván đấu. Nếu người chơi nào thắng trước 2 ván thì người chơi đó thắng cả trận đấu Nếu hòa thì tính điểm để kết luận người thắng 20
21. THỪA KẾ 21
22. 3 nguyên tắc lập trình hướng đối tượng Đóng gói (Encapsulation) và Giao diện (Interface) Ẩn chi tiết của lớp (Đóng gói), chỉ cung cấp các phương thức cần thiết để dùng (Giao diện) Thừa kế (Inheritance) Tạo lớp mới thừa kế lớp đã có Đa hình (Polymorphism) Khả năng tạo ra các lớp dẫn xuất, cài đặt cùng một method của lớp cơ sở theo những cách khác nhau (tùy từng lớp dẫn xuất) 22
23. Thừa kế (Inheritance) Tạo lớp mới bằng cách phát triển từ lớp đã có Lớp mới thừa kế những thành viên đã có trong lớp cũ Lớp cũ: Lớp cha (superclass), lớp cơ sở (baseclass) Lớp mới: Lớp con (subclass), lớp dẫn xuất (derived class) 23
24. Kế thừa Lớp cơ sở Lớp tổng quát hơn trong mối quan hệ “is-a” Có cùng tập thuộc tính và hành vi Lớp dẫn xuất Lớp cụ thể hơn trong một quan hệ “is-a” Có cùng tập thuộc tính và hành vi (do kế thừa từ lớp cơ sở), cộng thêm tập thuộc tính và hành vi của riêng nó 24
25. Ký hiệu kế thừa
26. Ví dụ Lớp Student thừa kế Person Lớp Student tái sử dụng mọi thứ của lớp Person Mọi thay đổi của lớp Person sẽ tự động thay đổi trong lớp Student 26
27. Kết tập vs Kế thừa Kế thừa Kết tập Tái sử dụng mã nguồn Tái sử dụng mã nguồn thông qua lớp thông qua đối tượng Quan hệ “là một loại” Quan hệ “là một phần” Ví dụ: Tam giác vuông là một Ví dụ: Tam giác có 3 đỉnh loại tam giác
28. Các dạng kế thừa Đơn kế thừa (single inheritance): chỉ có một lớp cha Đa kế thừa (multiple inheritance): có nhiều lớp cha 28
29. Nhận biết kế thừa? class AB class A class B class A class B
30. LỚP CƠ SỞ 30
31. Lớp cơ sở Lớp cơ sở (base class, superclass, parent class) là bất kỳ lớp thông thường nào mà được dùng cho lớp khác thừa kế class Person public Person(string name) { { public string Email { get; set; } Name = name; public string Name { get; set; } } public Person() public Person(string name, string email) { { Email = ""; Name = name; Name = ""; Email = email; } } } 31
32. LỚP DẪN XUẤT 32
33. Lớp dẫn xuất Lớp dẫn xuất (derived class, subclass, child class) là lớp dựa trên hay mở rộng một lớp khác Lớp Student dẫn xuất từ lớp Person Lớp Student thừa kế từ lớp Person 33
34. Lớp dẫn xuất Tạo lớp dẫn xuất class Student : Person { // } class Student : Person { public string StudentID { get; set; } public Student(string studentID) { StudentID = studentID; Name = "NA"; Email = "NA"; } } 34
35. Giải thích Lớp Student có Property: StudentID Thừa kế các biến, các properties, các methods của Person • Name • Email Chú ý: Một lớp có thể thừa kế từ lớp mà lớp đó lại thừa kế từ lớp khác. 35
36. SỬ DỤNG LỚP DẪN XUẤT 36
37. Sử dụng lớp dẫn xuất Cách 1: Sử dụng như bất kỳ lớp nào khác Person person = new Person(“Khánh Phương”); Student student = new Student(“15TH123456”); Cách 2: Student là một kiểu đặc biệt của Person nên có thể đặt Student vào trong biến kiểu Person Person person = new Student(“15TH123456”); Biến person là một student có mã 15TH123456 Nhưng person chỉ được dùng những thứ có trong person 37
38. Kiểm tra kiểu và ép kiểu (casting) Ví dụ: int x = 20.5; //error? double y = 10; //OK? Upcasting: đối tượng lớp dẫn xuất được nhìn nhận như đối tượng lớp cơ sở: Thực hiện tự động Downcasting: đối tượng lớp cơ sở được nhìn nhận như đối tượng lớp dẫn xuất: Phải ép kiểu 38
39. Kiểm tra kiểu và ép kiểu (casting) Person person = new Student(“15TH123456”); person là một Student có mã 15TH123456 nhưng lại dùng như Person Để kiểm tra đối tượng có kiểu gì: từ khóa is Person person = new Student(“15TH123456”); if (person is Student) { Student student = (Student) person; // Làm những gì chúng ta muốn với student } 39
40. Từ khóa ‘as’ Thay vì ép kiểu, có một cách khác để chuyển một kiểu đối tượng sang kiểu khác : Dùng từ khóa ‘as’ Person person = new Student(“15TH123456”); Student student = person as Student; 40
41. Từ khóa ‘as’ So sánh casting và as class Person { } class Student : Person { } class Teacher : Person { } 41
42. Từ khóa ‘as’ So sánh casting và as Person person = new Teacher(); Student = (Student) person; Person person = new Teacher(); Student = person as Student; if (person != null) { // } 42
43. Dùng thừa kế trong mảng Một thuận lợi là chúng ta có thể tạo một mảng của lớp cơ sở, và đặt bất kỳ lớp dẫn xuất nào vào đó Person[] people = new Person[5]; people[3] = new Student(“15TH123456”); people[4] = new Teacher(); 43
44. CONSTRUCTOR VÀ THỪA KẾ 44
45. Constructor trong thừa kế Lớp dẫn xuất sẽ thừa kế Fields Methods, Properties, Indexers, Events Lớp dẫn xuất không thừa kế constructor Không thể dùng constructor của lớp cơ sở để tạo lớp dẫn xuất Chúng ta phải tự tạo constructor của lớp dẫn xuất 45
46. Constructor trong thừa kế Khi lớp dẫn xuất định nghĩa constructor, nó cần gọi một trong những constructor của lớp cơ sở Mặc định, constructor của lớp dẫn xuất gọi constructor không tham số của lớp cơ sở 46
47. Constructor trong thừa kế Tình huống: Nếu lớp cơ sở Không có constructor không tham số Constructor của lớp dẫn xuất muốn gọi constructor khác (không phải constructor không tham số) Giải pháp: Dùng từ khóa “base” 47
48. Constructor trong thừa kế class Person class Student : Person { { // // public Person() public Student(string studentID) : base(“No name”) { { Email = ""; StudentID = studentID Name = ""; } } // public Person(string name) } { Name = name; } // } 48
49. ACCESS MODIFIER: PROTECTED 49
50. Thành viên protected Đã học, thành viên lớp: private public Khi thừa kế, chúng ta có thêm protected • Trong lớp có thể dùng • Lớp dẫn xuất có thể dùng 50
51. LỚP OBJECT 51
52. Lớp object Bất kỳ lớp nào chúng ta tạo ra đều dẫn xuất từ một lớp đặc biệt: lớp object Lớp object: Lớp cơ sở của mọi lớp (trực tiếp hay gián tiếp) Có thể dùng lớp object để lưu lớp dẫn xuất object student = new Student(“15TH123456”); 52
53. Phương thức ToString() Trả về chuỗi biểu diễn (mô tả) đối tượng class Student class Point { { double x, y; public override string ToString() { public override ToString() return Name; { } return “(” + x + “,” + y + “)”; } } } 53
54. LỚP SEALED VÀ LỚP PARTIAL 54
55. Lớp sealed Có lúc cần ngăn cản một lớp cho thừa kế Dùng từ khóa sealed sealed class Student: Person { } sealed class Something { } 55
56. Lớp partial Đôi lúc một lớp trở nên lớn Chia lớp thành các lớp nhỏ hơn Chia lớp thành nhiều file hay nhiều section (dùng từ khóa partial) public partial class Something { public void DoSomething { } } public partial class Something { public void DoSomethingElse { } } 56
57. Bài tập Thiết kế các lớp cần thiết (áp dụng kỹ thuật kế thừa) để quản lý thông tin của một giảng viên và sinh viên Đối với sinh viên gồm các thông tin và hành vi: Họ tên Tuổi Tên trường học Số tín chỉ đã tích luỹ Cập nhật số tín chỉ Hiển thị thông tin 57
58. Bài tập Đối với giảng viên gồm các thông tin và hành vi: Họ tên Tuổi Tên trường công tác Học vị Hệ số lương Mức lương cơ bản Hiển thị thông tin 58
59. ĐIỂM CHÍNH Thừa kế là cách tái sử dụng code bằng cách mở rộng lớp cơ sở thành lớp cụ thể (lớp dẫn xuất) Bất kỳ lớp nào cũng có thể làm lớp cơ sở (trừ lớp sealed) Lớp dẫn xuất thừa kế các thành viên của lớp cơ sở (trừ private) Fields Methods, Properties, Thừa kế: class Something : Another { } protected access modifier: mọi nơi trong lớp có thể truy cập và lớp dẫn xuất cũng có thể truy cập 59