Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Bài 7: Các kỹ thuật kế thừa - Trịnh Thành Trung

Bài 7 
Các kỹ thuật kế 
thừa 
Trịnh Thành Trung 
trungtt@soict.hust.edu.vn 
Nội dung 
1. Ghi đè 
2. Lớp trừu tượng 
3. Giao diện 
Ghi đè 
Override 
1 
4 
Mối quan hệ kế thừa 
• Lớp con 
− Là một loại (is-a-kind-of) của lớp cha 
− Kế thừa các thành phần dữ liệu và các hành vi của lớp 
cha 
− Chi tiết hóa cho phù hợp với mục đích sử dụng mới 
+ Extension: Thêm các thuộc tính/hành vi mới 
+ Redefinition (Method Overriding): Chỉnh sửa lại các hành 
vi kế thừa từ lớp cha 
5 
Định nghĩa lại hay ghi đè 
• Phương thức ghi đè sẽ thay thế hoặc làm rõ hơn 
cho phương thức cùng tên trong lớp cha 
• Đối tượng của lớp con sẽ hoạt động với phương 
thức mới phù hợp với nó 
6 
Định nghĩa lại hay ghi đè 
• Cú pháp: Phương thức ở lớp con hoàn toàn giống 
về chữ ký với phương thức ở lớp cha 
− Trùng tên & danh sách tham số 
−Mục đích: Để thể hiện cùng bản chất công việc 
class Shape { 
 protected String name; 
 Shape(String n) { name = n; } 
 public String getName() { return name; } 
 public float calculateArea() { return 0.0f; } 
} 
class Circle extends Shape { 
 private int radius; 
 Circle(String n, int r){ 
 super(n); 
 radius = r; 
 } 
 public float calculateArea() { 
 float area = (float)(3.14 * radius * radius); 
 return area; 
 } 
} 
Ví dụ 
class Square extends Shape { 
 private int side; 
 Square(String n, int s) { 
 super(n); 
 side = s; 
 } 
 public float calculateArea() { 
 float area = (float) side * side; 
 return area; 
 } 
} 
Lớp Square 
Viết lớp Triangle 
11 
• Tái sử dụng các đoạn mã của lớp cha trong lớp 
con 
• Gọi phương thức khởi tạo 
super(danh sách tham số); 
− Bắt buộc nếu lớp cha không có phương thức khởi tạo 
mặc định 
• Gọi các phương thức của lớp cha 
super.tênPt(danh sách tham số); 
Sử dụng từ khóa super 
Ví dụ 
package abc; 
public class Person { 
 protected String name; 
 protected int age; 
 public String getDetail() { 
 String s = name + "," + age; 
 return s; 
 } 
} 
import abc.Person; 
public class Employee extends Person { 
 double salary; 
 public String getDetail() { 
 String s = super.getDetail() + "," + salary; 
 return s; 
 } 
} 
13 
• Phương thức ghi đè trong lớp con phải 
− Có danh sách tham số giống hệt phương thức kế thừa 
trong lớp cha. 
− Có cùng kiểu trả về với phương thức kế thừa trong lớp 
cha 
• Các chỉ định truy cập không giới hạn chặt hơn 
phương thức trong lớp cha 
− Ví dụ, nếu ghi đè một phương thức protected, thì 
phương thức mới có thể là protected hoặc public, mà 
không được là private. 
Quy định trong ghi đè 
Ví dụ 
class Parent { 
 public void doSomething() {} 
 protected int doSomething2() { 
 return 0; 
 } 
} 
class Child extends Parent { 
 protected void doSomething() {} 
 protected void doSomething2() {} 
} 
Không ghi đè được do chỉ định truy cập 
yếu hơn (public -> protected) 
Không ghi đè được do không 
cùng kiểu trả về 
15 
• Không được phép ghi đè: 
− Các phương thức static trong lớp cha 
− Các phương thức private trong lớp cha 
− Các phương thức hằng (final) trong lớp cha 
Quy định trong ghi đè (tiếp) 
16 
• Đôi lúc ta muốn hạn chế việc định nghĩa lại vì các 
lý do sau: 
− Tính đúng đắn: Định nghĩa lại một phương thức 
trong lớp dẫn xuất có thể làm sai lạc ý nghĩa của nó 
− Tính hiệu quả: Cơ chế kết nối động không hiệu quả 
về mặt thời gian bằng kết nối tĩnh. Nếu biết trước sẽ 
không định nghĩa lại phương thức của lớp cơ sở thì 
nên dùng từ khóa final đi với phương thức 
public final String baseName () { 
 return “Person”; 
} 
Hạn chế ghi đè 
Lớp trừu tượng 
Abstract class 
2 
22 
Lớp trừu tượng 
• Xét ví dụ: Lớp Shape 
− Là một lớp "không rõ ràng", khó hình dung ra các đối 
tượng cụ thể 
− Có những phương thức như calculateArea() khó cài đặt 
cụ thể 
23 
Lớp trừu tượng 
• Đặc điểm của lớp trừu tượng 
− Không thể thể hiện hóa (instantiate – tạo đối tượng của 
lớp) trực tiếp 
− Chưa đầy đủ, thường được sử dụng làm lớp cha. Lớp con 
kế thừa nó sẽ hoàn thiện nốt. 
+ Lớp trừu tượng có thể chứa các phương thức trừu tượng 
không được định nghĩa 
+ Các lớp dẫn xuất có trách nhiệm định nghĩa lại (overriding) 
các phương thức trừu tượng này 
24 
Lớp trừu tượng 
• Không thể tạo đối tượng trực tiếp từ các lớp trừu 
tượng 
• Thường lớp trừu tượng được dùng để định nghĩa 
các "khái niệm chung", đóng vai trò làm lớp cơ sở 
cho các lớp "cụ thể" khác. 
25 
Lớp trừu tượng 
• Cú pháp 
− Khai báo với từ khóa abstract 
public abstract class Shape { 
 // Nội dung lớp 
} 
• Phương thức trừu tượng 
− Chỉ có chữ ký mà không có cài đặt cụ thể 
− Khai báo với từ khóa abstract 
public abstract float calculateArea(); 
26 
Lớp trừu tượng 
• Lớp trừu tượng cần chứa ít nhất một phương 
thức trừu tượng (abstract method) 
• Nếu một lớp có một hay nhiều phương thức trừu 
tượng thì nó phải là lớp trừu tượng 
• Lớp con khi kế thừa phải cài đặt cụ thể cho các 
phương thức trừu tượng của lớp cha 
 Phương thức trừu tượng không thể khai báo là final 
hoặc static. 
Ví dụ 1 
abstract class Shape { 
 protected String name; 
 Shape(String n) { name = n; } 
 public String getName() { return name; } 
 public abstract float calculateArea(); 
} 
class Circle extends Shape { 
 private int radius; 
 Circle(String n, int r){ 
 super(n); 
 radius = r; 
 } 
 public float calculateArea() { 
 float area = (float) (3.14 * radius * radius); 
 return area; 
 } 
} 
Lớp con bắt buộc phải override tất cả 
các phương thức abstract của lớp cha 
Ví dụ 2 
abstract class Point { 
 private int x, y; 
 public Point(int x, int y) { 
 this.x = x; this.y = y; 
 } 
 public void move(int dx, int dy) { 
 x += dx; y += dy; 
 plot(); 
 } 
 public abstract void plot(); 
 // phương thức trừu tượng không có 
 // phần code thực hiện 
} 
Ví dụ 2 (tiếp) 
abstract class ColoredPoint extends Point { 
 int color; 
 public ColoredPoint(int x, int y, int color) { 
 super(x, y); this.color = color; 
 } 
} 
class SimpleColoredPoint extends ColoredPoint { 
 public SimpleColoredPoint(int x, int y, 
 int color) { 
 super(x, y, color); 
 } 
 public void plot() { ... } 
 // code to plot a SimplePoint 
} 
Giao diện 
Interface 
3 
31 
Đa kế thừa và đơn kế thừa 
• Đa kế thừa (Multiple Inheritance) 
−Một lớp có thể kế thừa nhiều lớp khác 
− C++ hỗ trợ đa kế thừa 
• Đơn kế thừa (Single Inheritance) 
−Một lớp chỉ được kế thừa từ một lớp khác 
− Java chỉ hỗ trợ đơn kế thừa 
 Đưa thêm khái niệm Giao diện (Interface) 
E A 
D 
F 
A B C 
D 
32 
Vấn đề gặp phải trong đa kế 
thừa 
• Name collision • "Diamond shape" 
problem 
Bird 
Animal 
+ color 
+ getColor () 
FlyingThing 
+ color 
+ getColor () 
SomeClass 
Bird 
Animal 
+ color 
+ getColor () 
FlyingThing 
+ color 
+ getColor () 
34 
Giao diện 
• Để trở thành giao diện, cần 
− Sử dụng từ khóa interface để định nghĩa 
− Chỉ được bao gồm: 
+ Chữ ký các phương thức (method signature) 
+ Các thuộc tính khai báo hằng (static & final) 
• Lớp thực thi giao diện 
− Hoặc là lớp trừu tượng (abstract class) 
− Hoặc là bắt buộc phải cài đặt chi tiết toàn bộ các phương 
thức trong giao diện nếu là lớp instance. 
35 
• Cú pháp khai báo giao diện trên Java: 
interface 
 extends 
• Ví dụ: 
public interface DoiXung {} 
public interface Can extends DoiXung {} 
public interface DiChuyen {} 
Giao diện 
36 
• Cú pháp thực thi giao diện 
 [extends ] implements <Danh 
sách giao diện> 
• Ví dụ: 
public class HinhVuong extends TuGiac 
 implements DoiXung, DiChuyen { 
... 
} 
Giao diện 
37 
Interface 
2DShape 
Circle Rectangle 
Square 
3DShape 
Sphere Cube 
Drawable 
39 
Góc nhìn quan niệm 
• Interface không cài đặt bất cứ một phương thức 
nào nhưng để lại cấu trúc thiết kế trên bất cứ lớp 
nào sử dụng nó 
• Một interface: 1 contract – mà trong đó các nhóm 
phát triển phần mềm thống nhất sản phẩm của 
họ tương tác với nhau như thế nào, mà không đòi 
hỏi bất cứ một tri thức về cách thức tiến hành của 
nhau. 
Circle 
-radius: float 
+calculateArea():float 
+draw(Graphics) 
+erase(Graphics) 
Action 
#x: int 
#y: int 
+draw(Graphics) 
+moveTo(Graphics,int, int) 
+erase(Graphics) 
Shape 
#name: String 
+getName():String 
+calculateArea():float 
Circle 
-radius:float 
+calculateArea():float 
+draw(Graphics) 
+moveTo(Graphics,int,int) 
+erase(Graphics) 
> 
Actable 
+draw(Graphics) 
+moveTo(Graphics,int, int) 
+erase(Graphics) 
Shape 
#name: String #x:int #y:int 
+getName():String 
+calculateArea():float 
42 
Giao diện 
• Một interface có thể được coi như một dạng 
“class” mà 
− Phương thức và thuộc tính là public không tường minh 
− Các thuộc tính là static và final 
− Các phương thức là abstract 
• Không thể thể hiện hóa (instantiate) trực tiếp 
• Một lớp có thể thực thi nhiều giao diện 
43 
Circle 
-radius:float 
+calculateArea():float 
+draw(Graphics) 
+moveTo(Graphics,int,int) 
+erase(Graphics) 
> 
Actable 
+draw(Graphics) 
+moveTo(Graphics,int, int) 
+erase(Graphics) 
Shape 
#name: String #x:int #y:int 
+getName():String 
+calculateArea():float 
Ví dụ 
import java.awt.Graphics; 
abstract class Shape { 
 protected String name; 
 protected int x, y; 
 Shape(String n, int x, int y) { 
 name = n; this.x = x; this.y = y; 
 } 
 public String getName() { 
 return name; 
 } 
 public abstract float calculateArea(); 
} 
interface Actable { 
 public void draw(Graphics g); 
 public void moveTo(Graphics g, int x1, int y1); 
 public void erase(Graphics g); 
} 
Ví dụ 
class Circle extends Shape implements Actable { 
 private int radius; 
 public Circle(String n, int x, int y, int r) { 
 super(n, x, y); radius = r; 
 } 
 public float calculateArea() { 
 float area = (float) (3.14 * radius * radius); 
 return area; 
 } 
 public void draw(Graphics g) { 
 System out println("Draw circle at (" 
 + x + “," + y + ")"); 
 g.drawOval(x-radius,y-radius,2*radius,2*radius); 
 } 
 public void moveTo(Graphics g, int x1, int y1) { 
 erase(g); x = x1; y = y1; draw(g); 
 } 
 public void erase(Graphics g) { 
 System out println(“Erase circle at (" 
 + x + “," + y + ")"); 
 // paint the region with background color... 
 } 
} 
46 
Lớp trừu tượng vs. Giao diện 
Lớp trừu tượng 
• Cần có ít nhất một 
phương thức abstract, 
có thể chứa các phương 
thức instance 
• Có thể chứa các 
phương thức protected 
và static 
• Có thể chứa các thuộc 
tính final và non-final 
• Một lớp chỉ có thể kế 
thừa một lớp trừu 
tượng 
Giao diện 
• Chỉ có thể chứa chữ ký 
phương thức (danh sách 
các phương thức) 
• Chỉ có thể chứa các 
phương thức public mà 
không có mã nguồn 
• Chỉ có thể chứa các thuộc 
tính hằng 
• Một lớp có thể thực thi 
(kế thừa) nhiều giao diện 
47 
Nhược điểm 
• Không cung cấp một 
cách tự nhiên cho các 
tình huống không có 
sự đụng độ về kế 
thừa xảy ra 
• Kế thừa là để Tái sử 
dụng mã nguồn 
nhưng Giao diện 
không làm được điều 
này 
Tổng kết 
• Ghi đè 
• Các phương thức ở lớp con có cùng chữ ký và 
danh sách tham số với phương thức ở lớp cha, 
được tạo ra để định nghĩa lại các hành vi ở lớp 
con 
• Lớp trừu tượng 
• Các lớp không được khởi tạo đối tượng, được tạo 
ra làm lớp cơ sở cho các lớp con định nghĩa rõ 
hơn 
• Có ít nhất một phương thức trừu tượng 
• Giao diện 
• Định nghĩa các phương thức mà lớp thực thi phải 
cài đặt 
• Giải quyết vấn đề đa kế thừa 
Thank you! 
Any questions?