Lập trình hướng đối tượng (OOP), hay OOP là một trong những phương pháp quan trọng trong lĩnh vực lập trình và đang được sử dụng rộng rãi hiện nay. Hầu hết các ngôn ngữ lập trình phổ biến, như Java, PHP, Python, C++, và nhiều ngôn ngữ khác, đều hỗ trợ OOP. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về OOP là gì và các đặc tính cơ bản của nó. Hãy cùng khám phá trong nội dung dưới đây.
OOP là gì?
OOP là viết tắt của “Object Oriented Programming,” trong tiếng Việt, nó có nghĩa là “Lập trình hướng đối tượng.” Đây là một phương pháp lập trình dựa trên các khái niệm về “đối tượng” và “lớp.” OOP tập trung vào việc thao tác với các đối tượng hơn là tập trung vào việc thực hiện logic để điều khiển chúng.
OOP là một nền tảng quan trọng của các mẫu thiết kế phần mềm hiện đại. Nó đặt ra mục tiêu quản lý mã nguồn một cách hiệu quả để tạo điều kiện cho việc sử dụng mã nguồn lại một cách dễ dàng hơn. Quan trọng nhất, OOP cho phép tóm gọn những thuật toán và tính năng đã biết trước thông qua việc sử dụng các đối tượng.
Hiện nay, lập trình hướng đối tượng có tầm quan trọng rất lớn và được sử dụng rộng rãi. Dưới đây là một phần giải thích chi tiết về OOP.
Đối tượng
Mỗi một đối tượng sẽ gồm có 2 thông tin là thuộc tính và phương thức;
- Thuộc tính: là những thông tin, đặc điểm của đối tượng mà những lập trình viên hướng đến.
- Phương thức: Chính là những thao tác, hành động mà đối tượng lập trình có thể thực hiện.
Lớp
Mỗi lớp trong lập trình sẽ đại diện cho một kiểu dữ liệu cụ thể và bao gồm nhiều thuộc tính và phương thức được xác định trước đó. Đây là một cách để trừu tượng hóa nhiều đối tượng thành một đơn vị duy nhất. Lớp hoàn toàn khác biệt so với các kiểu dữ liệu thông thường. Nó thể hiện sự kết hợp giữa các phương thức và thuộc tính trong một đơn vị duy nhất.
Sự khác nhau giữa đối tượng và lớp
Sự khác nhau giữa lớp và đối tượng có thể hiểu như sau: Lớp như là khuôn mẫu, còn đối tượng là một thực thể được thể hiện dựa trên khuôn mẫu đó.
Ví dụ: Để nói về loài chó, bạn có thể hiểu nó là lớp chó có:
- Các thông tin và đặc điểm: 2 mắt, 4 chân, có đuôi, có chiều cao và cân nặng cũng như màu lông,…
- Các hành động như: sủa, chạy, đi, ăn, ngủ,…
Đối tượng được hiểu ví dụ như đó chính là con chó Phú Quốc ta đang nuôi ở trong nhà cũng mang đặc tính của lớp chó.
Ưu điểm của lập trình hướng đối tượng OOP là gì?
OOP được sử dụng phổ biến được xem là một trong những kỹ thuật lập trình quan trọng nhờ vào sở hữu nhiều đặc điểm nổi bật như:
- Code OOP hoàn toàn có thể được sử dụng lại nên sẽ tiết kiệm được tài nguyên cho các lập trình viên. Giúp tối ưu và tái sử dụng code một cách hiệu quả.
- OOP mô hình chuyển hóa được các thứ phức tạo dưới dạng những cấu trúc đơn giản.
- OOP giúp cho quá trình sửa lỗi trở nên dễ dàng hơn. So với quá trình tìm lỗi ở nhiều vị trí khác ở trong code, thì tìm lỗi ở trong các lớp sẽ đơn giản và ít tốn thời gian hơn.
- OOP sở hữu tính bảo mật cao, nó có khả năng bảo vệ các thông tin thông qua việc đóng gói.
- Dựa trên nguyên lý về kế thừa trong quá trình mô tả các lớp, nó sẽ có thể giúp loại bỏ các chương trình bị lặp, dư.
- Đảm bảo rút ngắn thời gian trong quá trình xây dựng hệ thống và giúp tăng năng suất thực hiện.
- Sự xuất hiện của 2 khái niệm lớp và đối tượng được xem là đặc trưng của phương pháp lập trình hướng đối tượng. Nó đã giải quyết được những khuyết điểm của phương pháp lập trình hướng cấu trúc đã để lại. Ngoài ra 2 khái niệm còn giúp biểu diễn tốt hơn về thế giới thực trên máy tính.
Những đặc tính cơ bản của OOP
Lập trình hướng đối tượng OOP sở hữu đa đặc tính cơ bản cụ thể như:
Tính đóng gói (Encapsulation)
Mọi dữ liệu và phương thức có liên quan sẽ được đóng gói trong các lớp để tạo sự tiện lợi trong quá trình sử dụng và quản lý. Quá trình này cho phép mỗi lớp được xây dựng để thực hiện một nhóm chức năng đặc trưng của chính lớp đó. Tính đóng gói giúp che giấu thông tin và chi tiết cài đặt nội bộ mà bên ngoài không thể truy cập trực tiếp.
Khi bạn thấy một trạng thái của đối tượng không hợp lệ, nguyên nhân có thể là trạng thái đó chưa được kiểm tra tính hợp lệ hoặc các bước thực hiện không tuân theo quy trình hoặc đã bị bỏ qua. Điều quan trọng là, trong lập trình hướng đối tượng, luôn áp dụng nguyên tắc là khai báo trạng thái bên trong của đối tượng là riêng tư (private), và chỉ cho phép truy cập thông qua các public/protected method/property.
Một ví dụ là: Ta thấy một viên thuốc chữa cảm. Chúng ta chỉ có thể biết nó chữa cảm sổ mũi nhức đầu và một số thành phần chính của nó. Còn cụ thể bên trong nó có hoạt chất gì thì ta hoàn toàn không biết.
Tính năng kế thừa (Inheritance)
Tính kế thừa trong lập trình cho phép bạn tạo ra một lớp mới bằng cách sử dụng định nghĩa của một lớp đã tồn tại, nghĩa là các lớp cha có thể chia sẻ dữ liệu và phương thức cho các lớp con mà không cần phải định nghĩa lại chúng. Ngoài ra, bạn có thể mở rộng hoặc bổ sung thêm các thành phần vào lớp con dựa trên kế thừa. Việc này giúp tối ưu hóa sử dụng mã nguồn và tận dụng lại mã nguồn đã có sẵn.
Có một số loại kế thừa phổ biến, bao gồm đơn kế thừa, đa kế thừa, kế thừa đa cấp và kế thừa thứ bậc. Khi bắt đầu xây dựng ứng dụng, việc thiết kế định nghĩa các lớp là một phần quan trọng. Thường thì các lớp có quan hệ với nhau và có các đặc tính chung.
Ví dụ: 2 lớp Android và iPhone
Mỗi lớp trên đều sẽ đại diện cho một loại smartphone khác nhau. Tuy nhiên, chúng có những thuộc tính giống nhau như gọi điện, nhắn tin, hay chụp hình. Thay vì phải sao chép những thuộc tính này, ta có thể đặt chúng vào một lớp chung gọi chính là lớp cha. Có thể định nghĩa lớp cha – trong trường hợp này chính là Smartphone và có những lớp con kế thừa của nó, tạo ra mối quan hệ cha/con.
Tính đa hình (Polymorphism)
Tính đa hình chính là hành động có thể thực hiện được bằng nhiều cách khác. Đây lại là một tính chất có thể được nói là nó chứa đựng hầu hết sức mạnh của lập trình hướng đối tượng (OOP).
Hiểu theo một cách đơn giản, tính đa hình chính là khái niệm mà hai hoặc nhiều lớp có các phương thức giống nhau nhưng có thể được thực thi theo những cách thức khác nhau.
Ví dụ như ở phần trên có đề cập, mỗi một smartphone sẽ kế thừa từ lớp cha Smartphone nhưng nó có thể lưu trữ dữ liệu ở trên cloud theo những cách khác nhau. Cụ thể là Android lưu trữ bằng Google Drive, iPhone lưu trên iCloud.
Tính trừu tượng (Abstraction)
Tính trừu tượng được thể hiện tổng quát hóa lên một cái gì đó mà không cần chú ý đến các chi tiết bên trong. Nó sẽ không quan tâm đến các chi tiết bên trong là gì nhưng ta vẫn có thể hiểu nó ngay khi nó được nhắc đến.
Một ví dụ là: Bạn chạy xe tay ga, thì sẽ cần tăng ga để tăng tốc, thì chức năng tăng ga ở đây là đại diện cho tính trừu tượng (abstraction). Người sử dụng chỉ cần biết là tăng ga để xe tăng tốc, mà họ không cần biết bên trong nó làm thế nào.
Ở lập trình OOP tính trừu tượng có nghĩa là chọn ra những phương thức hay thuộc tính của đối tượng cần cho việc giải quyết những bài toán lập trình. Bởi vì đối tượng sẽ có nhiều thuộc tính và phương thức nhưng với bài toán cụ thể thì bạn không nhất thiết phải chọn toàn bộ chúng.
Ví dụ như: Bài toán quản lý sinh viên, sẽ có những thông tin cần quản lý như:
- Họ và tên
- Ngày sinh
- Giới tính
- …
Mà không cần phải quản lý thêm những thông tin như:
- Màu tóc
- Cân nặng
- Chiều cao
Tại vì chúng thực sự không được cần thiết.
Những ngôn ngữ OOP phổ biến nhất
OOP sử dụng những ngôn ngữ sau để hoạt động:
Ngôn ngữ Java
Ngôn ngữ lập trình Java thuộc loại ngôn ngữ hướng đối tượng đa nền tảng và độc lập cũng như đa mục đích. Thay vì biên dịch mã nguồn thành mã máy cho từng nền tảng cụ thể, Java sử dụng một phương pháp biên dịch mã nguồn thành bytecode.
Bytecode sau đó được thực thi bởi môi trường chạy. Mã nguồn Java chỉ cần viết một lần và có thể chạy trên mọi nền tảng, làm cho nó trở nên lý tưởng cho cả người mới học lập trình.
Ngôn ngữ C++
C++ là ngôn ngữ lập trình thiên hướng đối tượng. Nó được phát triển với 2 phong cách: Lập trình hướng cấu trúc tương tự C và nó có thêm các phong cách mang hướng đối tượng. Việc học ngôn ngữ C++ sẽ thật đơn giản đối với những bạn đã quen với những lập trình hướng cấu trúc đã có trước đó.
Ngôn ngữ PHP
Ngôn ngữ PHP là loại ngôn ngữ lập trình sử dụng được với đa mục đích nên nó được rất nhiều lập trình viên ưu tiên trong sử dụng. Đây là một trong các loại ngôn ngữ kịch bản có mã nguồn mở, chạy ở phía máy chủ giúp tạo ra những ứng dụng website.
Ngôn ngữ Python
Python là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng cao cấp, phổ biến trong việc phát triển ứng dụng web và ứng dụng khác. Python ra đời và được phát triển trong một dự án mã nguồn mở, cho phép mọi người tham gia và đóng góp vào sự phát triển của nó. Ngôn ngữ Python nổi tiếng với cú pháp đơn giản, điều này làm cho nó trở thành lựa chọn tốt cho những người mới học lập trình.
Ngôn ngữ Javascript
Ngôn ngữ lập trình JavaScript là một công cụ phổ biến cho việc xây dựng các trang web tương tác cao và được sử dụng rộng rãi. Việc học JavaScript tương đối dễ dàng, và đặc biệt thích hợp cho những lập trình viên mới bắt đầu.
Từ bài viết, chúng ta có thể thấy rằng lập trình hướng đối tượng (OOP) là một phần quan trọng không thể thiếu đối với mọi lập trình viên. Bài viết đã cung cấp một cái nhìn tổng quan về khái niệm OOP và các đặc tính cơ bản của nó. Đây là kiến thức cơ bản mà bạn nên nắm trước khi bắt đầu học một ngôn ngữ lập trình. Chúc bạn thành công trong việc tìm hiểu và học về công nghệ thông tin của mình!
