Thực tế đã chứng minh rằng việc lập trình cấu trúc thông thường (Structured Programming) không phù hợp cho việc xây dựng những chương trình lớn, điều đó lại càng khó khăn hơn khi người ta cố gắng xây dựng các phần mềm sử dụng có tính năng quản lý.
Vậy làm sao để giải quyết được khó khăn này? Bài viết của Geneat sẽ cung cấp cho bạn đọc thông tin về lập trình hướng đối tượng – một công cụ được ra đời để giải quyết vấn đề này.
Có thể bạn quan tâm về một số dự án của GENEAT SOFTWARE:
- Dự án EMPS: Hệ thống quản lý và tính lương nhân viên
- Dự án CCMS: Hệ thống theo dõi công nợ khách hàng (geneat.vn)
Lập Trình Hướng Đối Tượng Là Gì?
Lập trình hướng đối tượng (Object-Oriented Programming – OOP), giống với cái tên của nó, là một mô hình lập trình dựa trên khái niệm “đối tượng”. Đối tượng ở đây là những thực thể trong thế giới thực, được các lập trình viên cố gắng biểu diễn một cách gần đúng nhất bằng các thành phần như thuộc tính (attributes) và phương thức (methods). (Tham khảo: Wikipedia)
Mục đích của lập trình hướng đối tượng
Việc lập trình phần mềm hướng đối tượng có mục đích: Khiến phần mềm tăng tính bảo mật, linh hoạt, dễ tham khảo, dễ mở rộng. Như vậy, OOP được phát triển để khắc phục các hạn chế của lập trình thông thường đặc biệt là khi xử lý các dự án lớn và phức tạp.
Để đảm bảo được bản chất của OOP, các lập trình viên đã đưa ra 4 nguyên lý:
- Tính đóng gói
- Tính kế thừa
- Tính đa hình
- Tính trừu tượng
Chi tiết về bốn nguyên lý này sẽ được đề cập sau.
Các Ngôn Ngữ Lập Trình Hướng Đối Tượng
Có rất nhiều ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, trong đó bắt buộc phải kể đến một số ngôn ngữ phổ biến như:
- JAVA: Một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng doanh nghiệp, ứng dụng web và ứng dụng di động. Các phần mềm được làm bằng Java có tính bảo mật cao.
- C++: Là sự mở rộng của ngôn ngữ lập trình C, C++ cung cấp các tính năng OOP và được sử dụng trong các ứng dụng hệ thống, game và phần mềm nhúng.
- PYTHON: Ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và dễ học, Python hỗ trợ OOP và được sử dụng trong phát triển web, khoa học dữ liệu, trí tuệ nhân tạo và nhiều lĩnh vực khác.
- C#: Được phát triển bởi Microsoft, C# là ngôn ngữ chủ yếu trong phát triển ứng dụng trên nền tảng .NET. Ngôn ngữ lập trình này có rất nhiều nét tương đồng với Java.
Các lớp (class) và đối tượng (object) trong lập trình hướng đối tượng
Trong OOP, chúng ta có khả năng tự định nghĩa ra các đối tượng chứ không chỉ đơn thuần là các biến x, y với một giá trị nguyên thủy. Mỗi đối tượng đều chứa trong nó các thuộc tính dữ liệu khác nhau tùy theo mục đích của lập trình viên.
Nếu một Object chỉ các đối tượng chung, thì có thể coi Instance là một đối tượng cụ thể nào đó. Trong OOP, mỗi đối tượng đều do lập trình viên tùy ý đặt ra các trạng thái (state), hành vi (behaviour) và đặc điểm của nó (identity).
Có thể nói khái niệm class bao trùm lấy object. Nói cách khác, các lớp là các nguyên mẫu của đối tượng. Chẳng hạn trong class Xe có các object xe máy, xe đạp; trong đối tượng xe đạp lại có xe đạp địa hình hoặc xe đạp ba bánh là các instance.
4 Nguyên lý của lập trình hướng đối tượng
Tính đóng gói (Encapsulation)
Tính đóng gói là nguyên lý bảo vệ trạng thái bên trong của đối tượng bằng cách giới hạn quyền truy cập trực tiếp vào các thuộc tính và phương thức. Thay vào đó, việc truy cập và sửa đổi các thuộc tính được thực hiện thông qua các phương thức công khai (public methods).
Lợi ích của Tính Đóng Gói
- Bảo mật: Ngăn chặn việc truy cập trái phép và thay đổi không mong muốn đến dữ liệu.
- Quản lý dễ dàng: Giúp kiểm soát cách dữ liệu được sử dụng và thay đổi.
- Dễ bảo trì: Thay đổi bên trong của một đối tượng không ảnh hưởng đến mã nguồn khác, miễn là giao diện công khai không thay đổi.
Tính Kế Thừa (Inheritance)
Tính kế thừa cho phép một lớp (class) mới kế thừa các thuộc tính và phương thức từ một lớp hiện có. Lớp mới được gọi là lớp con (subclass) và lớp hiện có được gọi là lớp cha (superclass).
Lợi ích của Tính Kế Thừa
- Tái sử dụng mã: Cho phép sử dụng lại mã đã viết, giảm thiểu công sức và lỗi phát sinh.
- Dễ mở rộng: Cho phép mở rộng chức năng của các lớp hiện có mà không cần thay đổi mã nguồn gốc.
- Phân cấp logic: Giúp tổ chức mã nguồn theo cấu trúc phân cấp, dễ hiểu và quản lý.
Tính Đa Hình (Polymorphism)
Tính đa hình cho phép các đối tượng khác nhau xử lý các phương thức cùng tên theo cách riêng của chúng. Có hai loại đa hình chính: đa hình qua nạp chồng phương thức (method overloading) và đa hình qua ghi đè phương thức (method overriding).
Lợi ích của Tính Đa Hình
- Linh hoạt: Cho phép gọi cùng một phương thức trên các đối tượng khác nhau và thực thi hành vi tương ứng.
- Mở rộng dễ dàng: Dễ dàng thêm các lớp mới mà không ảnh hưởng đến mã nguồn hiện có.
- Dễ bảo trì: Giảm sự phụ thuộc giữa các thành phần, giúp bảo trì dễ dàng hơn.
Tính Trừu Tượng (Abstraction)
Tính trừu tượng là nguyên lý giấu đi các chi tiết triển khai cụ thể và chỉ hiển thị những thông tin cần thiết. Trong OOP, tính trừu tượng được thực hiện thông qua các lớp trừu tượng (abstract classes) và giao diện (interfaces).
Lợi ích của Tính Trừu Tượng
- Giảm phức tạp: Giúp tập trung vào những khía cạnh cốt lõi của vấn đề mà không bị chi phối bởi các chi tiết triển khai.
- Tăng khả năng tái sử dụng: Các lớp và giao diện trừu tượng có thể được sử dụng lại trong nhiều ngữ cảnh khác nhau.
- Dễ thay đổi: Thay đổi triển khai của một phương thức không ảnh hưởng đến mã sử dụng nó, miễn là giao diện không đổi.
Lợi Ích Của Các Nguyên Lý Lập Trình Hướng Đối Tượng
Dễ Dàng Bảo Trì và Mở Rộng
OOP giúp tách biệt các thành phần của hệ thống phần mềm, giúp cho việc bảo trì và mở rộng trở nên dễ dàng hơn. Khi cần thay đổi hoặc thêm mới tính năng, lập trình viên chỉ cần chỉnh sửa hoặc thêm mới các đối tượng mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
Tái Sử Dụng Mã Nguồn
Các đối tượng và lớp trong OOP có thể được tái sử dụng trong nhiều dự án khác nhau. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian và công sức mà còn giảm thiểu lỗi phát sinh do việc tái sử dụng các thành phần đã được kiểm tra kỹ lưỡng.
Tăng Tính Bảo Mật
Tính đóng gói trong OOP giúp bảo vệ dữ liệu khỏi sự truy cập trái phép và những thay đổi không mong muốn. Bằng cách kiểm soát quyền truy cập vào các thuộc tính và phương thức, OOP giúp đảm bảo rằng dữ liệu chỉ được truy cập và thay đổi bởi các thành phần được phép.
Dễ Hiểu và Dễ Quản Lý
Cách tổ chức mã nguồn theo các đối tượng trong OOP giúp cho mã nguồn trở nên dễ hiểu và dễ quản lý hơn. Mỗi đối tượng đại diện cho một thực thể trong thế giới thực, giúp lập trình viên dễ dàng hình dung và làm việc với hệ thống phần mềm.
Hỗ Trợ Tính Linh Hoạt và Mở Rộng
Tính đa hình và tính trừu tượng trong OOP giúp hệ thống phần mềm trở nên linh hoạt và dễ mở rộng. Lập trình viên có thể thêm mới các đối tượng và thay đổi hành vi của hệ thống mà không cần thay đổi mã nguồn hiện có, giúp đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu thay đổi từ phía người dùng.
Tối Ưu Hóa Quá Trình Phát Triển Phần Mềm
OOP giúp tối ưu hóa quá trình phát triển phần mềm bằng cách cung cấp các công cụ và phương pháp để quản lý mã nguồn một cách hiệu quả. Các nguyên lý của OOP giúp lập trình viên phát triển phần mềm một cách hệ thống và có cấu trúc, giảm thiểu lỗi và tăng hiệu suất làm việc.
Lập trình hướng đối tượng là một mô hình lập trình mạnh mẽ và linh hoạt, giúp cho việc phát triển, quản lý và bảo trì phần mềm trở nên dễ dàng hơn. Bốn nguyên lý cơ bản của OOP – tính đóng gói, tính kế thừa, tính đa hình và tính trừu tượng – cung cấp những nền tảng vững chắc cho việc xây dựng các hệ thống phần mềm hiện đại.
Geneat Software đang là đơn vị cung cấp các dịch vụ chuyển đổi số, thiết kế và phát triển phần mềm quản lý nhân sự. Hãy liên hệ ngay để được tư vấn.
Geneat Software - Triển khai phần mềm Quản lý chuyên nghiệp
Địa chỉ: Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội, Việt Nam
Hotline: 093 457 1626
Email: support@geneat.vn