Lap trinh huong doi tuong OOP C++ ppt

361 394 0
Lap trinh huong doi tuong OOP C++ ppt

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG 1.1 LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG (OOP) LÀ GÌ ? Lập trình hướng đối tượng (Object-Oriented Programming, viết tắt OOP) phương pháp bước đường tiến hóa việc lập trình máy tính, nhằm làm cho chương trình trở nên linh hoạt, tin cậy dễ phát triển Tuy nhiên để hiểu OOP gì, lịch sử trình lập trình – xem xét OOP tiến hóa 1.1.1 Lập trình tuyến tính Máy tính lập trình mã nhị phân, sử dụng cơng tắt khí để nạp chương trình Cùng với xuất thiết bị lưu trữ lớn nhớ máy tính có dung lượng lớn nên ngơn ngữ lập trình cấp cao đưa vào sử dụng Thay phải suy nghĩ dãy bit byte, lập trình viên viết loạt lệnh gần với tiếng Anh sau chương trình dịch thành ngơn ngữ máy Các ngơn ngữ lập trình cấp cao thiết kế để lập chương trình làm cơng việc tương đối đơn giản tính tốn Các chương trình ban đầu chủ yếu liên quan đến tính tốn khơng địi hỏi nhiều ngơn ngữ lập trình Hơn phần lớn chương trình tương đối ngắn, thường 100 dịng Khi khả máy tính tăng lên khả để triển khai chương trình phức tạp tăng lên Các ngơn ngữ lập trình ngày trước khơng cịn thích hợp việc lập trình địi hỏi cao Các phương tiện cần thiết để sử dụng lại phần mã chương trình viết khơng có ngơn ngữ lập trình tuyến tính Thật ra, đoạn lệnh thường phải chép lặp lại dùng nhiều chương trình chương trình dài dịng, logic chương trình khó hiểu Chương trình điều khiển để nhảy đến nhiều chỗ mà thường khơng có giải thích rõ ràng, làm để chương trình đến chỗ cần thiết Ngơn ngữ lập trình tuyến tính khơng có khả kiểm sốt phạm vi nhìn thấy liệu Mọi liệu chương trình liệu tồn cục nghĩa chúng bị sửa đổi phần chương trình Việc dị tìm thay đổi khơng mong muốn phần tử liệu dãy mã lệnh dài vòng làm cho lập trình viên thời gian 1.1.2 Lập trình cấu trúc: Rõ ràng ngơn ngữ với tính cần phải phát triển để tạo ứng dụng tinh vi Vào cuối năm 1960 1970, ngơn ngữ lập trình có cấu trúc đời Các chương trình có cấu trúc tổ chức theo công việc mà chúng thực Về chất, chương trình chia nhỏ thành chương trình riêng rẽ (còn gọi hàm hay thủ tục) thực cơng việc rời rạc q trình lớn hơn, phức tạp Các hàm giữ độc lập với nhiều tốt, hàm có liệu logic riêng.Thơng tin chuyển giao hàm thông qua tham số, hàm có biến cục mà khơng nằm bên ngồi phạm vi hàm lại truy xuất chúng Như vậy, hàm xem chương trình đặt chung với để xây dựng nên ứng dụng Mục tiêu cho việc triển khai phần mềm dễ dàng lập trình viên mà cải thiện tính tin cậy dễ bảo quản chương trình Một chương trình có cấu trúc hình thành cách bẻ gãy chức chương trình thành mảnh nhỏ mà sau trở thành hàm Bằng cách lập cơng việc vào hàm, chương trình có cấu trúc làm giảm khả hàm ảnh hưởng đến hàm khác Việc làm cho việc tách vấn đề trở nên dễ dàng Sự gói gọn cho phép viết chương trình sáng sủa giữ điều khiển hàm Các biến tồn cục khơng cịn thay tham số biến cục có phạm vi nhỏ dễ kiểm soát Cách tổ chức tốt nói lên có khả quản lý logic cấu trúc chương trình, làm cho việc triển khai bảo dưỡng chương trình nhanh hữu hiệu Một khái niệm lớn đưa lập trình có cấu trúc trừu tượng hóa (Abstraction) Sự trừu tượng hóa xem khả quan sát việc mà không cần xem xét đến chi tiết bên Trong chương trình có cấu trúc, cần biết hàm cho làm cơng việc cụ thể đủ Cịn làm mà cơng việc lại thực khơng quan trọng, chừng hàm cịn tin cậy cịn dùng mà khơng cần phải biết thực đắn chức Điều gọi trừu tượng hóa theo chức (Functional abstraction) tảng lập trình có cấu trúc Ngày nay, kỹ thuật thiết kế lập trình có cấu trúc sử rộng rãi Gần ngơn ngữ lập trình có phương tiện cần thiết phép lập trình có cấu trúc Chương trình có cấu trúc dễ viết, dễ bảo dưỡng chương trình khơng cấu trúc Sự nâng cấp cho kiểu liệu ứng dụng mà lập trình viên viết tiếp tục diễn Khi độ phức tạp chương trình tăng lên, phụ thuộc vào kiểu liệu mà xử lý tăng theo Vấn đề trở rõ ràng cấu trúc liệu chương trình quan trọng chẳng phép tốn thực chúng Điều trở rõ ràng kích thước chương trình tăng Các kiểu liệu xử lý nhiều hàm khác bên chương trình có cấu trúc Khi có thay đổi liệu cần phải thực thay đổi nơi có thao tác tác động chúng Đây công việc tốn thời gian hiệu chương trình có hàng ngàn dòng lệnh hàng trăm hàm trở lên Một yếu điểm việc lập trình có cấu trúc có nhiều lập trình viên làm việc theo nhóm ứng dụng Trong chương trình có cấu trúc, lập trình viên phân công viết tập hợp hàm kiểu liệu Vì có nhiều lập trình viên khác quản lý hàm riêng, có liên quan đến kiểu liệu dùng chung nên thay đổi mà lập trình viên tạo phần tử liệu làm ảnh hưởng đến công việc tất người cịn lại nhóm Mặc dù bối cảnh làm việc theo nhóm, việc viết chương trình có cấu trúc dễ dàng sai sót việc trao đổi thơng tin thành viên nhóm dẫn tới hậu nhiều thời gian để sửa chữa chương trình 1.1.3 Sự trừu tượng hóa liệu: Sự trừu tượng hóa liệu (Data abstraction) tác động liệu tương tự trừu tượng hóa theo chức Khi có trừu tượng hóa liệu, cấu trúc liệu phần tử sử dụng mà không cần bận tâm đến chi tiết cụ thể Chẳng hạn số dấu chấm động trừu tượng hóa tất ngơn ngữ lập trình, Chúng ta khơng cần quan tâm cách biểu diễn nhị phân xác cho số dấu chấm động gán giá trị, khơng cần biết tính bất thường phép nhân nhị phân nhân giá trị dấu chấm động Điều quan trọng số dấu chấm động hoạt động đắn hiểu Sự trừu tượng hóa liệu giúp bận tâm chi tiết khơng cần thiết Nếu lập trình viên phải hiểu biết tất khía cạnh vấn đề, lúc tất hàm chương trình hàm viết ra, may mắn thay trừu tượng hóa theo liệu tồn sẵn ngơn ngữ lập trình liệu phức tạp số dấu chấm động Tuy nhiên gần đây, người ta phát triển ngôn ngữ cho phép định nghĩa kiểu liệu trừu tượng riêng 1.1.4 Lập trình hướng đối tượng: Khái niệm hướng đối tượng xây dựng tảng khái niệm lập trình có cấu trúc trừu tượng hóa liệu Sự thay đổi chỗ, chương trình hướng đối tượng thiết kế xoay quanh liệu mà làm việc đó, theo thân chức chương trình Điều hoàn toàn tự nhiên hiểu mục tiêu chương trình xử lý liệu Suy cho cùng, cơng việc mà máy tính thực thường gọi xử lý liệu Dữ liệu thao tác liên kết với mức (cịn gọi mức thấp), thứ đòi hỏi thứ có mục tiêu cụ thể, chương trình hướng đối tượng làm tường minh mối quan hệ Lập trình hướng đối tượng liên kết cấu trúc liệu với thao tác, theo cách mà tất thường nghĩ giới quanh Chúng ta thường gắn số hoạt động cụ thể với loại hoạt động đặt giả thiết quan hệ Ví dụ1.1: Chúng ta biết xe có bánh xe, di chuyển đổi hướng cách quẹo tay lái Tương tự thế, một loại thực vật có thân gỗ Một xe cây, mà xe, giả thiết mà làm với xe khơng thể làm với Chẳng hạn, thật vơ nghĩa muốn lái cây, cịn xe lại chẳng lớn thêm tưới nước cho Lập trình hướng đối tượng cho phép sử dụng trình suy nghĩ với khái niệm trừu tượng sử dụng chương trình máy tính Một mẫu tin (record) nhân đọc ra, thay đổi lưu trữ lại; cịn số phức dùng tính tốn Tuy khơng thể lại viết số phức vào tập tin làm mẫu tin nhân ngược lại hai mẫu tin nhân lại cộng với Một chương trình hướng đối tượng xác định đặc điểm hành vi cụ thể kiểu liệu, điều cho phép biết cách xác có kiểu liệu khác Chúng ta tạo quan hệ kiểu liệu tương tự khác chương trình hướng đối tượng Người ta thường tự nhiên phân loại thứ, thường đặt mối liên hệ khái niệm với khái niệm có, thường thực suy diễn chúng quan hệ Hãy quan niệm giới theo kiểu cấu trúc cây, với mức xây dựng chi tiết cho hệ sau so với hệ trước Đây phương pháp hiệu để tổ chức giới quanh Các chương trình hướng đối tượng làm việc theo phương thức tương tự, chúng cho phép xây dựng các cấu liệu thao tác dựa cấu có sẵn, mang theo tính cấu mà chúng dựa đó, thêm vào tính Lập trình hướng đối tượng cho phép tổ chức liệu chương trình theo cách tương tự nhà sinh học tổ chức loại thực vật khác Theo cách nói lập trình đối tượng, xe hơi, cối, số phức, sách gọi lớp (Class) Một lớp mẫu mô tả thông tin cấu trúc liệu, lẫn thao tác hợp lệ phần tử liệu Khi phần tử liệu khai báo phần tử lớp gọi đối tượng (Object) Các hàm định nghĩa hợp lệ lớp gọi phương thức (Method) chúng hàm xử lý liệu đối tượng lớp Một thực thể (Instance) vật thể có thực bên nhớ, thực chất đối tượng (nghĩa đối tượng cấp phát vùng nhớ) Mỗi đối tượng có riêng cho phần tử liệu lớp gọi biến thực thể (Instance variable) Các phương thức định nghĩa lớp gọi đối tượng lớp Điều gọi gửi thông điệp (Message) cho đối tượng Các thông điệp phụ thuộc vào đối tượng, đối tượng nhận thông điệp phải làm việc theo thơng điệp Các đối tượng độc lập với thay đổi biến thể đối tượng không ảnh hưởng biến thể đối tượng khác việc gửi thông điệp cho đối tượng khơng ảnh hưởng đến đối tượng khác 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỚI TRONG LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG Trong phần này, tìm hiểu khái niệm đóng gói, tính kế thừa tính đa hình Đây khái niệm bản, tảng tư tưởng lập trình hướng đối tượng Hiểu khái niệm này, bước đầu tiếp cận với phong cách lập trình mới, phong cách lập trình dựa vào đối tượng làm tảng mà quan điểm che dấu thơng tin thơng qua sư đóng gói quan điểm trung tâm vấn đề 1.2.1 Sự đóng gói (Encapsulation) Sự đóng gói chế ràng buộc liệu thao tác liệu thành thể thống nhất, tránh tác động bất ngờ từ bên Thể thống gọi đối tượng Trong đối tượng, liệu hay thao tác hay hai riêng (private) chung (public) đối tượng Thao tác hay liệu riêng thuộc đối tượng truy cập thành phần đối tượng, điều nghĩa thao tác hay liệu riêng truy cập phần khác chương trình tồn ngồi đối tượng Khi thao tác hay liệu chung, phần khác chương trình truy cập nó định nghĩa đối tượng Các thành phần chung đối tượng dùng để cung cấp giao diện có điều khiển cho thành thành riêng đối tượng.Cơ chế đóng gói phương thức tốt để thực chế che dấu thông tin so với ngơn ngữ lập trình cấu trúc 1.2.2 Tính kế thừa (Inheritance) Chúng ta xây dựng lớp từ lớp cũ thông qua kế thừa Một lớp gọi lớp dẫn xuất (derived class), thừa hưởng liệu phương thức lớp sở (base class) ban đầu Trong lớp này, bổ sung thành phần liệu phương thức vào thành phần liệu phương thức mà thừa hưởng từ lớp sở Mỗi lớp (kể lớp dẫn xuất) có số lượng lớp dẫn xuất Qua cấu kế thừa này, dạng hình lớp hình thành Dạng lớp trông giống gia phả lớp sở cịn gọi lớp cha (parent class) lớp dẫn xuất gọi lớp (child class) Ví dụ 1.2: Chúng ta xây dựng tập lớp mơ tả cho thư viện ấn phẩm Có hai kiểu ấn phẩm: tạp chí sách Chúng ta tạo ấn phẩm tổng quát cách định nghĩa thành phần liệu tương ứng với số trang, mã số tra cứu, ngày tháng xuất bản, quyền nhà xuất Các ấn phẩm lấy ra, cất đọc Đó phương thức thực ấn phẩm Tiếp định nghĩa hai lớp dẫn xuất tên tạp chí sách Tạp chí có tên, số ký phát hành chứa nhiều tác giả khác Các thành phần liệu tương ứng với yếu tố đặt vào định nghĩa lớp tạp chí Tạp chí cần có phương thức đặt mua Các thành phần liệu xác định cho sách bao gồm tên (các) tác giả, loại bìa (cứng hay mềm) số hiệu ISBN Như thấy, sách tạp chí có chung đặc trưng ấn phẩm, có thuộc tính riêng chúng Hình 1.1: Lớp ấn phẩm lớp dẫn xuất Với tính kế thừa, công xây dựng lại từ đầu lớp mới, cần bổ sung để có lớp dẫn xuất đặc trưng cần thiết 1.2.3 Tính đa hình (Polymorphism) Đó khả thơng điệp thay đổi cách thực theo lớp cụ thể đối tượng nhận thông điệp Khi lớp dẫn xuất tạo ra, thay đổi cách thực phương thức mà thừa hưởng từ lớp sở Một thơng điệp gởi đến đối tượng lớp sở, dùng phương thức định nghĩa cho lớp sở Nếu lớp dẫn xuất định nghĩa lại phương thức thừa hưởng từ lớp sở thơng điệp có tên với phương thức này, gởi tới đối tượng lớp dẫn xuất gọi phương thức định nghĩa cho lớp dẫn xuất Ví dụ 1.3: Xét lại ví dụ 1.2, thấy tạp chí và sách phải có khả lấy Tuy nhiên phương pháp lấy cho tạp chí có khác so với phương pháp lấy cho sách, kết cuối giống Khi phải lấy tạp chí, phải sử dụng phương pháp lấy riêng cho tạp chí (dựa tra cứu) lấy sách lại phải sử dụng phương pháp lấy riêng cho sách (dựa hệ thống phiếu lưu trữ) Tính đa hình cho phép xác định phương thức để lấy tạp chí hay sách Khi lấy tạp chí dùng phương thức lấy dành riêng cho tạp chí, cịn lấy sách sử dụng phương thức lấy tương ứng với sách Kết cần tên phương thức dùng cho hai cơng việc tiến hành hai lớp dẫn xuất có liên quan, việc thực phương thức thay đổi tùy theo lớp Tính đa hình dựa nối kết (Binding), q trình gắn phương thức với hàm thực Khi phương thức kiểu đa hình sử dụng trình biên dịch chưa thể xác định hàm tương ứng với phương thức gọi Hàm cụ thể gọi tuỳ thuộc vào việc phần tử nhận thơng điệp lúc thuộc lớp nào, hàm gọi xác định vào lúc chương trình chạy Điều gọi kết nối muộn (Late binding) hay kết nối lúc chạy (Runtime binding) xảy chương trình thực Hình 1.2: Minh họa tính đa hình lớp ấn phẩm lớp dẫn xuất 1.3 CÁC NGÔN NGỮ VÀ VÀI ỨNG DỤNG CỦA OOP Xuất phát từ tư tưởng ngôn ngữ SIMULA67, trung tâm nghiên cứu Palo Alto (PARC) hãng XEROR tập trung 10 năm nghiên cứu để hồn thiện ngơn ngữ OOP với tên gọi Smalltalk Sau ngơn ngữ OOP đời Eiffel, Clos, Loops, Flavors, Object Pascal, Object C, C++, Delphi, Java… Chính XEROR sở ngơn ngữ OOP đề tư tưởng giao diện biểu tượng hình (icon base screen interface), kể từ Apple Macintosh Microsoft Windows phát triển giao diện đồ họa ngày Trong Microsoft Windows, tư tưởng OOP thể cách rõ nét "chúng ta click vào đối tượng", đối tượng control menu, control menu box, menu bar, scroll bar, button, minimize box, maximize box, … đáp ứng công việc tùy theo đặc tính đối tượng Turbo Vision hãng Borland ứng dụng OOP tuyệt vời, giúp lập trình viên khơng quan tâm đến chi tiết chương trình gia diện mà cần thực nội dung vấn đề 2.1 LỊCH SỬ CỦA C++ Vào năm đầu thập niên 1980, người dùng biết C++ với tên gọi "C with Classes" mô tả hai báo Bjarne Stroustrup (thuộc AT&T Bell Laboratories) với nhan đề "Classes: An Abstract Data Type Facility for the C Language" "Adding Classes to C : AnExercise in Language Evolution" Trong cơng trình này, tác giả đề xuất khái niệm lớp, bổ sung việc kiểm tra kiểu tham số hàm, chuyển đổi kiểu số mở rộng khác vào ngôn ngữ C Bjarne Stroustrup nghiên cứu mở rộng ngôn ngữ C nhằm đạt đến ngôn ngữ mô (simulation language) với tính hướng đối tượng Trong năm 1983, 1984, ngôn ngữ "C with Classes" thiết kế lại, mở rộng trình biên dịch đời Và từ đó, xuất tên gọi "C++" Bjarne Stroustrup mô tả ngôn ngữ C++ lần báo có nhan đề "Data Abstraction in C" Sau vài hiệu chỉnh C++ công bố rộng rãi "The C++ Programming Language" Bjarne Stroustrup xuất đánh dấu diện thực C++, người lập tình chun nghiệp từ có ngôn ngữ đủ mạnh cho án thực tiễn Về thực chất C++ giống C bổ sung thêm số mở rộng quan trọng, đặc biệt ý tưởng đối tượng, lập trình định hướng đối tượng.Thật ý tưởng cấu trúc C++ xuất phát vào năm 1970 từ Simula 70 Algol 68 Các ngôn ngữ đưa khái niệm lớp đơn thể Ada ngơn ngữ phát triển từ đó, C++ khẳng định vai trò thực 2.2 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++ 2.2.1 Các từ khóa C++ Để bổ sung tính vào C, số từ khóa (keyword) đưa vào C++ ngồi từ khóa có C Các chương trình C sử dụng tên trùng với từ khóa cần phải thay đổi trước chương trình dịch lại C++ Các từ khóa : asm catch class delete friend inline new operator private protected public template this throw try virtual 2.2.2 Cách ghi thích C++ chấp nhận hai kiểu thích Các lập trình viên C quen với cách thích /*…*/ Trình biên dịch bỏ qua thứ nằm /*…*/ Ví dụ 2.1: Trong chương trình sau : CT2_1.CPP 1: /* 2: Chương trình in số từ đến 3: */ 4: #include 5: int main() 6: { 7: int I; 8: for(I = 0; I < 10 ; ++ I)// - 9: 10: cout

Ngày đăng: 20/06/2014, 19:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • CT2_1.CPP

  • CT2_2.CPP

    • CT2_3.CPP

    • CT2_8.CPP

    • CT2_9.CPP

      • CT2_10.CPP

      • A.CPP

      • CT2_11.CPP

      • CT3_4.CPP

      • CT3_5.CPP

      • CT3_6.CPP

      • CT3_7.CPP

      • CT3_9.CPP

    • CT3_12.CPP

  • Lớp cơ sở

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan