Khi tìm hiểu về các ngôn ngữ lập trình, bạn có thể bắt gặp định nghĩa Lập trình hướng đối tượng. Đây là một trong các kỹ thuật lập trình quan trọng, được sử dụng rất nhiều. 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 trong OOP là gì? 4 tính chất OOP – lập trình hướng đối tượng là gì? Các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng nào phổ biến? Hãy cùng Dotnetguru tìm hiểu về lập trình hướng đối tượng trong bài viết dưới đây nhé.
Lập trình hướng đối tượng là gì?
OOP là gì? OOP là viết tắt của Object Oriented Programming hay lập trình hướng đối tượng. Đây là kỹ thuật lập trình cho phép các lập trình viên tạo ra các đối tượng trong code. Các đối tượng được trừu tượng hóa từ đối tượng thực tế trong đời sống. Một số khái niệm cơ bản trong lập trình hướng đối tượng:
Đối tượng (Object)
Đối tượng là những sự vật, sự việc có tính chất, đặc tính và hành động giống nhau, đó có thể là con người, điện thoại, máy tính,…
Đặc điểm chung gồm 2 thành phần chính: thuộc tính và phương thức.
- Thuộc tính (Attribute): Là các thông tin, đặc điểm của đối tượng. Ví dụ, thuộc tính của máy tính là màu sắc, kích thước, bộ nhớ… Hay con người có các đặc điểm như mắt, mũi, tóc, tai, tuổi, sở thích,…
- Phương thức (Method): Là các hành động mà đối tượng có thể thực hiện. Ví dụ, phương thức của máy tính hoạt động như tắt máy, bật máy, quét virus… Phương thức của con người như hành động ăn, nói, đi lại,…
Lớp (Class)
Một lớp (class) là kiểu dữ liệu gồm 2 thành phần là các thuộc tính và các phương thức được định nghĩa từ trước. Đây là sự trừu tượng hóa của đối tượng. Khác với các kiểu dữ liệu thông thường, 1 lớp là 1 đơn vị (trừu tượng). Bao gồm sự kết hợp giữa phương thức và thuộc tính. Hiểu đơn giản đây là các đối tượng có đặc tính tương tự được gom lại thành một lớp đối tượng (class).
Sự khác biệt của đối tượng (Object) và lớp (Class)
Các bạn có thể hiểu lớp (Class) như một khuôn mẫu còn đối tượng (Object) là thực thể thể hiện trạng thái & hành vi dựa trên khuôn mẫu đó. Ví dụ: Ta nói về xe ô tô, bạn có thể hiểu:
Lớp (Class) chính là xe ô tô
- Đặc điểm chung của ô tô: phương tiện giao thông, chạy bằng 4 bánh, có động cơ,…
- Có hành động như: có thể điều khiển, di chuyển tiến lùi,…
Đối tượng (Object) chính là các dòng xe, loại xe hay hãng xe ô tô (Audi, BMW, Mercedes…).
Sự xuất hiện 2 khái niệm đối tượng và lớp chính là đặc trưng của phương pháp lập trình hướng đối tượng. Hình thức lập trình này giải quyết các khuyết điểm của phương pháp lập trình trước (lập trình hướng cấu trúc) để lại. Hai khái niệm này cũng giúp biểu diễn tốt hơn về thế giới thực trên máy tính.
4 tính chất OOP (lập trình hướng đối tượng)
4 tính chất OOP là gì? Để lập trình và thiết kế chương trình theo phương pháp lập trình hướng đối tượng. Bạn cần hiểu gì về 4 tính chất OOP: tính đóng gói, tính trừu tượng, tính kế thừa và tính đa hình.
Abstraction (Tính trừu tượng)
Tính trừu tượng một trong các tính chất OOP lược giản đi những thông tin trong đối tượng. Tính chất OOP này cho phép ta giao tiếp với các thành phần của đối tượng mà không cần biết cách mà các thành phần đó được xây dựng lên.
Ví dụ: Bạn đi xe tay ga thì hành động tăng ga giúp xe tăng tốc. Khi đó, chức năng tăng ga là trừu tượng. Người dùng chỉ cần biết vặn thì tăng ga chứ không cần biết nguyên lý tăng ga của xe như thế nào.
Khi viết chương trình theo hướng đối tượng, việc thiết kế đối tượng sẽ được rút tỉa ra những đặc trưng chung. Sau đó, các đặc trưng đó sẽ được trừu tượng thành các interface và thiết kế xem chúng sẽ tương tác với nhau như thế nào.
Encapsulation (Tính đóng gói)
Đối với 1 trong 4 tính chất OOP – tính đóng gói. Các dữ liệu và phương thức có liên quan đến nhau sẽ được đóng gói thành các lớp để tiện sử dụng và quản lý. Tức là, mỗi lớp sẽ được xây dựng nhằm thực hiện nhóm chức năng đặc trưng của riêng lớp đó. Bên cạnh đó, tính đóng gói cho phép dấu đi thông tin của đối tượng bằng việc kết hợp thông tin và các phương pháp liên quan đến thông tin cho đối tượng.
Tính chất OOP này cũng giống như trong thực tế, bạn không thể biết được thuộc tính thực của họ trừ khi họ thể hiện ra (ví dụ như tính cách, sở thích, thông tin riêng tư khác,…). Người đó có thể nói với bạn rằng họ thích hoa hồng, thích ăn cá, 20 tuổi,… nhưng chưa chắc đó là thuộc tính thật. Giống như các getter không trả về giá trị thực của thuộc tính mà đưa ra một giá trị khác.
Ưu điểm của tính đóng gói:
- Hạn chế cách truy xuất không hợp lệ tới các thuộc tính đối tượng.
- Giúp cho trạng thái của đối tượng luôn đúng.
- Giúp ẩn đi thông tin không cần thiết của đối tượng.
- Cho phép thay đổi cấu trúc bên trong lớp, không ảnh hưởng tới các lớp khác.
Inheritance (Tính kế thừa)
Tinh kế thừa là một trong các tính chất OOP khi lập trình. Bạn sẽ thấy có nhiều trường hợp nhiều đối tượng có chung một số thuộc tính và phương thức nhất định.
Ví dụ: Bạn viết chương trình lưu thông tin cho học sinh & giáo viên. Học sinh cần lưu tên, tuổi, địa chỉ, điểm thi; giáo viên lưu tên, tuổi, địa chỉ, số buổi dạy, tiền lương,… Vậy sẽ có các dòng code trùng lặp ở những thuộc tính giống nhau (cụ thể như tên, tuổi, địa chỉ hay cả setter, getter,…). Điều này cũng gây vi phạm một trong những nguyên tắc cơ bản nhất khi lập trình là DRY – Don’t Repeat Yourself (đừng bao giờ lặp lại code).
Nhờ có tính kế thừa thì vấn đề này sẽ được giải quyết. Kế thừa trong lập trình hướng đối tượng sẽ thừa hưởng lại những thuộc tính OOP và phương thức của một lập. Tức là, nếu lớp A kế thừa lớp B thì sẽ có những thuộc tính và phương thức của lớp B.
Polymorphism (Tính đa hình)
Đa hình một trong các tính chất OOP cuối cùng. Được hiểu là từng hoàn cảnh, từng trường hợp các đối tượng sẽ đóng vai trò khác nhau. Ví dụ: Một người khi ở công ty có vai trò là nhân viên, đi mua hàng là khách hàng, đi học là học viên,… Cùng 1 người nhưng ở từng hoàn cảnh sẽ có vai trò khác nhau. Đây chính là ví dụ tính chất OOP đa hình trong thực tế.
Trong lập trình, một đối tượng hay phương thức sẽ có nhiều hơn một hình thái hay là có đa hình. Tính chất OOP đa hình sẽ hiển thị ở 3 hình thức:
- Nạp chồng phương thức: Chẳng hạn như cộng 2 số nguyên (1+2), cộng 2 số thực (2.1+ 2.2) và cộng 3 số nguyên (1+2+3). Đều là cộng số nguyên hoặc cộng 2 số nhưng 3 kết quả lại có sự khác nhau, cụ thể là 3, 4.3 và 6.
- Ghi đè phương thức: Hình thức này thường dùng để tính lương cho các đối tượng. Mỗi đối tượng sẽ có cách tính khác nhau và kết quả khác nhau.
- Thông qua đối tượng đa hình: Bạn có thể hình dung các biến của lớp cha là đa hình. Khi tham chiếu tới đối tượng lớp con cũng sẽ là đa hình.
Đặc điểm của lập trình hướng đối tượng là gì?
Từ phân tích đặc điểm bên trên, bạn cũng sẽ thấy được các đặc điểm của lập trình hướng đối tượng nổi bật như:
- OOP mô hình hóa các thứ phức tạp dưới dạng cấu trúc đơn giản.
- Tính kế thừa giúp quá trình mô tả loại bỏ những chương trình bị lặp, bị dư.
- Giúp mở rộng khả năng sử dụng các lớp mà không cần thực hiện lại.
- Tối ưu và Code OOP có thể tái sử dụng giúp tiết kiệm tài nguyên.
- Rút ngắn thời gian xây dựng hệ thống, tăng năng suất thực hiện.
- Đối tượng và lớp giúp giải quyết các khuyết điểm của lập trình hướng cấu trúc.
- Đồng thời giúp biểu diễn tốt hơn thế giới hiện thực trên máy tính.
- Tính bảo mật cao, bảo vệ thông tin qua đóng gói.
- Sửa lỗi dễ hơn, dễ dàng phát triển mở rộng dự án.
Top 5 các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng phổ biến nhất 2023
Phần lớn các ngôn ngữ lập trình hiện nay đều hỗ trợ lập trình hướng đối tượng. Trong đó, bạn có thể bắt gặp nhiều ngôn ngữ lập trình quen thuộc như:
Java
Java là một trong các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) phổ biến nhất, đa mục đích và độc lập nền tảng. Thay vì biên dịch mã nguồn thành mã máy trên nền tảng cụ thể. Code Java sẽ được biên dịch trở thành Bytecode – định dạng trung gian. Bytecode sau đó sẽ được khởi chạy do môi trường thực thi (runtime environment).
Code Java “viết một lần, chạy mọi nơi” nên khá lý tưởng cho những người mới tìm hiểu. Java là ngôn ngữ lập trình bậc cao phổ biến và được ưa chuộng. Đây chính là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) quen thuộc trong phát triển ứng dụng web và phần mềm hiện nay.
Python
Python là một các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng bậc cao. Sự kết hợp giữa khả năng đọc và sự linh hoạt trong việc kiến tạo những hoạt động khoa học dữ liệu phức tạp. Dùng để phát triển các website và rất nhiều ứng dụng khác nhau. Python được Guido van Rossum tạo ra và phát triển trong một dự án mã mở (open source). Với cú pháp đơn giản nhưng thanh lịch, Python trở thành lựa chọn hoàn hảo cho người lần đầu tiên học lập trình.
C++
C++ là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng được Bjarne Stroustrup phát triển. Tuy nhiên, ngôn ngữ lập trình C++ mang cả 2 phong cách: lập trình hướng cấu trúc giống C và phong cách lập trình hướng đối tượng. Nếu các bạn đã quen với lập trình hướng cấu trúc trước đó thì việc học ngôn ngữ C++ không phải là điều quá khó.
Ngôn ngữ C++ là một trong các ngôn ngữ lập trình bậc cao hỗ trợ viết code hướng đối tượng. Con trỏ C++ cho phép lập trình viên thực hiện các tác vụ linh hoạt và dễ dàng. Khái niệm OOP trong C++ cung cấp thêm những tính năng trong thế giới hiện thực cũng như ứng dụng đang xây dựng.
PHP
PHP là một trong các ngôn ngữ lập trình đa mục đích, đang được rất nhiều Developer sử dụng. Đây là ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở và chạy ở phía server. PHP được sử dụng để tạo ra các ứng dụng web. Các bạn có thể tìm hiểu ngôn ngữ lập trình PHP tại Dotnetguru.
JavaScript
JavaScript là ngôn ngữ lập trình đang được sử dụng trong việc xây dựng các website. Ngôn ngữ này có tính tương tác cao với mức độ phổ biến được xếp vào hạng bậc nhất hiện nay. Học ngôn ngữ lập trình JavaScript khá dễ dàng và đặc biệt phù hợp cho các developer mới bắt đầu học lập trình.
Ruby
Ruby là ngôn ngữ lập trình với toàn bộ giá trị bên trong đều được coi là các đối tượng. Code ngôn ngữ Ruby rất thân thiện với lập trình viên. Nhờ có các framework như Ruby mà các lập trình viên có thể phát triển những ứng dụng web thông qua code có sẵn một cách hiệu quả.
Trên đây là một số chia sẻ về lập trình hướng đối tượng là gì? Giúp bạn hiểu khái niệm lập trình hướng đối tượng là gì? Cũng như hiểu về các đặc điểm, ưu điểm của OOP là gì? Cùng với các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng phổ biến hiện nay.
Xem thêm: