Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 4: Kế thừa và đa hình trên Java

Môn: Lập trình Hướng đối tượng(Object Oriented Programming) 
Chương 4. Kế thừa và Đa hình trên Java 
Nội dung 
4.1. Kế thừa đơn (Single Inheritance ) 
4.2. Kế thừa kép (Multi-Inheritance) 
4.3. Các lớp trừu tượng (Abtract Classes) 
4.4. Interface 
4.5. Đa hình (Polymorphism) 
4.6. Case Study (Object Oriented Programs ) 
4.7. Một số lớp bản trong Java 
2 
4.1. Kế thừa đơn (Single Inheritance) 
Thừa kế là gì ? 
Tạo lớp mới từ một lớp đang tồn tại. 
Sử dụng lại các trường (fields) và phương thức (methods ) 
3 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Lớp cha - Superclass 
Lớp cho lớp khác thừa kế các trường và phương thức 
Chúng được gọi là lớp cơ sở (base class) hoặc lớp cha (parent class ) 
Lớp con - Subclass 
Lớp được dẫn xuất (derive) từ lớp khác 
Chúng được gọi là lớp dẫn xuất (derived class), lớp mở rộng (extended class) hoặc lớp con (child class) 
4 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Các khái niệm cơ bản trong thừa kế trong Java 
Sử dụng từ khóa “ extends ” để tạo lớp con. 
Một lớp chỉ có thể dẫn xuất trực tiếp từ 1 lớp khác – đơn thừa kế (single inheritance) 
Nếu lớp con không thừa kế từ lớp cha nào, mặc định xem nó thừa kế từ lớp cha tên là Object 
Phương thức khởi tạo (hàm dựng) không được thừa kế. Hàm dựng của lớp cha có thể được gọi từ lớp con 
Một lớp con có thể thừa kế tất cả các thành phần (“protected”) của lớp cha. 
5 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Cú pháp cho đơn thừa kế trong Java 
public class derived-class-name extends base-class-name { 
// derived class methods extend and possibly override 
// those of the base class 
} 
6 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Ví dụ thừa kế đơn trong Java 
7 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Từ khóa “ super”: Sử dụng để truy xuất các thành phần của lớp cha và hàm dựng của chúng từ lớp con 
Sự thừa kế trong hàm khởi tạo - Constructor Inheritance 
Khai báo về thừa kế trong hàm khởi tạo 
Chuỗi các hàm khởi tạo (Constructor Chaining) 
Các nguyên tắc của hàm khởi tạo (Rules) 
Gọi tường minh hàm khởi tạo của lớp cha 
8 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Khai báo về thừa kế trong hàm khởi tạo 
Trong Java, hàm khởi tạo không thể thừa kế từ lớp cha như các loại phương thức khác 
Khi tạo một thể hiện của lớp dẫn xuất , trước hết phải gọi đến hàm khởi tạo của lớp cha, tiếp đó mới là hàm khởi tạo của lớp con. 
Có thể gọi hàm khởi tạo của lớp cha bằng cách sử dụng từ khóa super trong phần khai báo hàm khởi tạo của lớp con. 
9 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Chuỗi các hàm khởi tạo (Constructor Chaining) 
10 
Parent 
F1 
F2 
Khi tạo một thể hiện/đối tượng của lớp dẫn xuất (con), trước hết phải gọi đến hàm khởi tạp của lớp cha, tiếp đó là hàm khởi tạo của lớp con. 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Các nguyên tắc của hàm khởi tạo (Rules) 
Hàm khởi tạo mặc định (default constructor) sẽ tự động sinh ra bởi trình biên dịch nếu lớp không khai báo hàm khởi tạo. 
Hàm khởi tạo mặc định luôn luôn không có tham số ( no-arguments) 
Nếu trong lớp có định nghĩa hàm khởi tạo , hàm khởi tạo mặc định sẽ không còn được sử dụng. 
Nếu không có lời gọi tương minh đến hàm khởi tạo của lớp cha tại lớp con, trình biên dịch sẽ tự động chèn lời gọi tới hàm dựng mặc nhiên (implicity) hoặc hàm khởi tạo không tham số (explicity) của lớp cha trước khi thực thi đoạn code khác trong hàm khởi tạo lớp con. 
11 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Gọi tường minh hàm khởi tạo của lớp cha 
12 
4.1. Kế thừa đơn (tt) 
Sử dụng truy cập protected trong thừa kế. The protected Access Modifier 
13 
Access Levels 
Modifier 
Class 
Package 
Subclass 
World 
 public 
Y 
Y 
Y 
Y 
 protected 
Y 
Y 
Y 
N 
 no modifier 
 [ package ] 
Y 
Y 
N 
N 
 private 
Y 
N 
N 
N 
4.2. Kế thừa kép (Multi-Inheritance) 
Java không cho phép đa kế thừa từ nhiều lớp cha/ cơ sở 
Đảm bảo tính dễ hiểu 
H ạn chế xung đột 
C ó thể cài đặt đồng thời nhiều giao diện 
14 
4.3. Lớp trừu tượng 
C ó thể tạo ra các lớp cơ sở để tái sử dụng mà không muốn tạo ra đối tượng thực của lớp 
Các lớp Point, Circle, Rectangle chung nhau khái niệm cùng là hình vẽ Shape → Giải pháp là khái báo lớp trừu tượng 
Lớp trừu tượng đ ược xem như khung làm việc chung cung cấp các hành vi (behavior) cho các lớp khác. 
Không thể tạo đối tượng từ lớp trừu tượng 
Có thể thừa kế từ lớp trừu tượng 
Các lớp con phải hiện thực các phương thức trừu tượng được khai báo trong lớp trừu tượng (lớp cha). 
Khai báo lớp trừu tượng bằng cách sử dụng từ khóa abstract trước từ khóa class. 
15 
4.3. Lớp trừu tượng (tt) 
Cú pháp và ví dụ khai báo lớp trừu tượng 
16 
4.3. Lớp trừu tượng (tt) 
Phương thức trừu tượng 
Có thể khai báo các phương thức tại lớp cha/ cơ sở nhưng được cài đặt thực tế tại lớp con/ dẫn xuất 
Mỗi lớp con/ dẫn xuất khác nhau có cách cài đặt khác nhau 
Phương thức trừu tượng b ắt buộc phải định nghĩa lại tại lớp cha/ dẫn xuất 
Là những phương thức chỉ có khai báo mà không có phần hiện thực. 
Có từ khóa “ abstract ” trong phần khai báo phương thức 
Phần khai báo sẽ không có cặp ngoặc và được kết thúc bởi dấu ; (semicolon) 
17 
4.3. Lớp trừu tượng (tt) 
Lớp và Phương thức trừu tượng – Ví dụ 
18 
4.4. Interface 
Interface được định nghĩa như một kiểu tham chiếu và tương tự như lớp. Nó chứa một tập các quy tắc (các phương thức) mà các lớp cài đặt (hiện thực) phải tuân thủ. 
Interface chỉ có biến hằng, phương thức có dấu hiệu trừu tượng(abstract ) 
Các phương thức khai báo trong interface không bao gồm thân. 
Không thể khởi tạo đối tượng từ i nterface. 
Interface chỉ có thể được thừa kế từ các lớp hoăc các interface khác 
Một lớp khi hiện thực 1 interface (implements) cần phải hiện thực tất cả các phương thức của interface đó . 
19 
4.4. Interface (tt) 
20 
4.4. Interface (tt) 
Thực thi nhiều interfaces 
Một interface có thể thừa kế từ 1 hoặc nhiều interfaces khác 
Một lớp có thể thực thi nhiều interfaces.Quá trình thực thi này được coi như chức năng của đa thừa kế. 
Các interface được thực thi cách nhau bởi dấu phẩy khi khai báo thừa kế. 
Lớp con thừa kế phải thực thi tất cả các phương thức trừu tượng của interface. 
21 
4.4. Interface (tt) 
So sánh giữa lớp, lớp trừu tượng, interface 
Định nghĩa lớp bao gồm các biến lớp và các phương thức lớp , bao gồm cả phần signature và body 
Lớp trừu tượng bao gồm các biến, phương thức và tối thiểu 1 phương thức trừu tượng (phương thức không có phần chi tiết của hàm) 
Định nghĩa interface chỉ bao gồm phần signature của methods 
22 
4.5. Đa hình (Polymorphism) 
Java cung cấp 2 hình thức đa hình 
Đa hình lúc biên dịch: Đa hình dạng tĩnh cho phép các phương thức cùng tên nhưng khác kiểu và tham số, J ava xử lý bằng cách overloading 
Đa hình lúc thực thi: Đa hình dạng động cho phép phương thức lớp con định nghĩa cụ thể các phương thức lớp cha, J ava xử lý bằng cách override , phương thức lớp con có thể được gọi từ tham chiếu của lớp cha. 
23 
4.5. Đa hình (tt) 
Static and dynamic binding 
Liên kết tĩnh: lời gọi hàm (phương thức) được quyết định khi biên dịch, do đó chỉ có một phiên bản của chương trình con được thực hiện → ưu điểm về tốc độ 
Liên kết động: lời gọi phương thức được quyết định khi thực hiện, phiên bản của phương thức phù hợp với đối tượng được gọi 
Java mặc định sử dụng liên kết động 
24 
Ví dụ đa hình - liên kết tĩnh 
4.5. Đa hình (tt) 
25 
Ví dụ đa hình - liên kết động 
4.5. Đa hình (tt) 
26 
Một số lưu ý khi override 
Danh sách tham số cần phải giống như danh sách tham số của phương thức bị override 
Kiểu trả về cần phải giống kiểu trả về của phương thức bị ghi đè ban đầu trong lớp cha . 
Mức truy cập không thể hạn chế hơn so với mức truy cập của phương thức bị ghi đè. 
Các phương thức được khai báo là final thì không được ghi đè. 
4.5. Đa hình (tt) 
27 
4.6. Case Study 
Công ty du lịch V quản lý thông tin là các chuyến xe. Thông tin của 2 loại chuyến xe: 
Chuyến xe nội thành: Mã số chuyến, Họ tên tài xế, số xe, số tuyến, số km đi được, doanh thu. 
Chuyến xe ngoại thành: Mã số chuyến, Họ tên tài xế, số xe, nơi đến, số ngày đi được, doanh thu. 
Thực hiện các yêu cầu sau: 
Xây dựng các lớp với chức năng thừa kế. 
Viết chương trình quản lý các chuyến xe theo dạng cây thừa kế với các phương thức sau: 
Nhập, xuất danh sách các chuyến xe (danh sách có thể dùng cấu trúc mảng). 
Tính tổng doanh thu cho từng loại xe. 
28 
4.6. Case Study 
Xác định 
Encapsulation : ? 
Abstraction: ? 
Inheritance: ? Vẽ mô hình thừa kế 
Polymorphism: ? 
Xây dựng lớp Chuyến xe bao gồm các thuộc tính chung cho cả chuyến xe ngoại thành và chuyến xe nội thành: mã chuyến xe, tên tài xế, số xe, doanh thu . 
Lớp con 
Xây dựng lớp Chuyến xe Ngoại thành thừa kế lớp Chuyến xe bao gồm thuộc tính: nơi đến, số ngày . 
Xây dựng lớp Chuyến xe Nội thành thừa kế lớp Chuyến xe bao gồm thuộc tính: số km, số tuyến. 
29 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java 
30 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp Object 
Mọi lớp trong Java đều được mặc định thừa kế lớp Object dù không khai báo dung từ khóa extends. 
public class SinhVien {} Tương đương với 
public class SinhVien extends Object {} 
Một số phương thức trong lớp Object 
public String toString() : trình bày object như là 1 chuỗi 
public boolean equals(Object obj) : dùng để so sánh 2 đối tượng 
public int hashCode() : trả về 1 mã băm dùng trong việc xác định đối tượng trong 1 tập hợp . 
Class getClass() : trả lại tên lớp của đối tượng hiện thời. 
31 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp Character 
static boolean isUppercase(char ch) 
static boolean isLowercase(char ch) 
static boolean isDigit(char ch) 
static boolean isLetter(char ch) 
static boolean isLetterOrDigit(char ch) 
static char toUpperCase(char ch) 
32 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp String 
Chuỗi ký tự không thay đổi được nội dung 
Khởi tạo 
String(String ), 
String(StringBuffer) 
String(byte []), String(char[]) 
Phương thức 
int length(): kích thước của chuỗi 
char charAt(int index): ký tự ở vị trí index 
33 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp String (tt) 
So sánh chuỗi 
boolean equals(String) 
boolean equalsIgnoreCase(String) 
boolean startWith(String) 
boolean endWith(String) 
int compareTo(String ) 
Chuyển đổi 
String toUpperCase() 
String toLowerCase() 
Nối chuỗi 
String concat(String) 
toán tử “+” 
34 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp String (tt) 
Tìm kiếm 
int indexOf(char), int 
indexOf(char ch, int from) 
int indexOf(String), int 
indexOf(String s, int from) 
int lastIndexOf(char), 
lastIndexOf(char, int) 
lastIndexOf(String ), 
lastIndexOf(String, int) 
35 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp String (tt) 
Thay thế 
String replace(char ch, char new_ch ) 
Trích chuỗi 
String trim(): loại bỏ ký tự trắng 
String substring(int startIndex) 
String substring(int startIdx, int endIdx ) 
36 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp StringBuffer 
Chuỗi ký tự thay đổi được nội dung 
Khởi tạo 
StringBuffer(String ) 
StringBuffer(int length) 
StringBuffer (): đặt kích thước mặc định 16 
Các phương thức 
int length(), void setLength() 
char charAt(int index) 
void setCharAt(int index, char ch) 
String toString() 
37 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp StringBuffer (tt) 
Thêm, xóa 
append(String ), append(type) 
insert(int offset, String s), 
insert(int offset, char[] chs), 
insert(int offset, type t) 
delete(int start, int end): xóa chuỗi con 
delete(int index): xóa một ký tự 
reverse (): đảo ngược 
38 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp StringBuffer (tt) 
Thêm, xóa 
append(String ), append(type) 
insert(int offset, String s), 
insert(int offset, char[] chs), 
insert(int offset, type t) 
delete(int start, int end): xóa chuỗi con 
delete(int index): xóa một ký tự 
reverse (): đảo ngược 
39 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp Math 
Hằng số 
Math.E 
Math.PI 
Các phương thức static 
type abs(type) 
double ceil(double), double floor(double) 
int round(float), long round(double ) 
type max(type, type), type min(type, type) 
double random(): sinh số ngẫu nhiên trong đoạn[0.0,1.0 ] 
40 
4.7. Một số lớp cơ bản trong Java (tt) 
Lớp Math (tt) 
Lũy thừa 
double pow(double, double) 
double exp(double) 
double log(double) 
double sqrt(double) 
Lượng giác 
double sin(double) 
double cos(double) 
double tan(double) 
41 
42