Lập trình hướng đối tượng (OOPs) trong Java

Bài viết được sự cho phép của tác giả Giang Phan

Khái niệm về lập trình hướng đối tượng trong Java

lập trình hướng đối tượng (Object Oriented Programming - OOP) là một phương pháp để thiết kế một chương trình bằng cách sử dụng các lớp và các đối tượng. Java là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và hỗ trợ các đặc tính của lập trình hướng đối tượng như đa hình, thừa kế, đóng gói và trừu tượng.

Đối tượng (object)

Đối tượng là một thực thể có trạng thái và hành vi. Nó có thể mang tính vật lý hoặc logic. Nếu chúng ta xem xét thực tế, chúng ta có thể tìm thấy nhiều đồ vật xung quanh chúng ta như cái bàn, con chó, con người, v.v... Tất cả các đối tượng này đều có thuộc tính và hành vi.

Xem thêm:

Mức lương Lập Trình Web - Bí quyết tăng thu nhập lập trình web

Ví dụ, nếu chúng ta xem xét một con chó, thuộc tính của nó sẽ là tên, giống, màu sắc và các hành vi là sủa, chạy, ăn, v.v... Các đối tượng trong phần mềm cũng có đặc điểm tương tự, thuộc tính của đối tượng trong phần mềm được lưu trữ trong trường (field) và hành vi được lưu trữ trong phương thức (method).

Lớp (Class)

Chúng ta có thể xem lớp như một khuôn mẫu (template) của đối tượng (Object). Lớp bao gồm dữ liệu của đối tượng (fields hay properties) và các phương thức (methods) tác động lên dữ liệu đó gọi là các phương thức của lớp.

Khai báo lớp

Cú pháp:

 class  {     // Khai báo thuộc tính (field) hay biến       ;       ;      // Hàm khởi tạo không có tham số      (){         // Khởi tạo dữ liệu     }      // Hàm khởi tạo có tham số      ( [,  ]){         // Khởi tạo dữ liệu     }      // Phương thức xử lý (method)      method_1() {         // Logic xử lý     }        method_2( ) {         // Logic xử lý     } }

Trong đó:

class là từ khóa để khai báo lớp trong Java.
Tên lớp là tên chúng ta đặt cho lớp (quy tắc đặt tên: viết hoa mỗi chữ cái đầu).
field_1, field_2 là các thuộc tính, các biến, hay các thành phần dữ liệu của lớp (quy tắc đặt tên: chữ cái đầu tiên viết thường, các chữ cái đầu tiên tiếp theo viết hoa).
Hàm khởi tạo là hàm dùng để khởi tạo đối tượng lớp.
method_1, method_2 là các phương thức thể hiện các thao tác xử lý, tác động lên các thành phần dữ liệu của lớp.

Ví dụ:

public class Student {     // Khai báo thuộc tính     private int id;     private String name;      // Hàm khởi tạo có 1 tham số là id     public Student(int id) {         // Sử dụng từ khóa this để truy cập thuộc tính trong lớp         // Nếu không sử dụng từ khóa this thì đang truy cập vào tham số của hàm khởi tạo         this.id = id;     }      // Cung cấp phương thức lấy giá trị id     public int getId() {         return id;     }      // Cung cấp phương thức lấy giá trị name     public String getName() {         return name;     }      // Cung cấp phương thức gán giá trị name     public void setName(String name) {         this.name = name;     } }

Lưu ý:

Trong ví dụ trên từ khóa this nhằm chỉ đến chính lớp đang được tham chiếu đến. this.name sẽ tham chiếu đến thuộc tính name của class Student.
Các phương thức (method) dùng để gán giá trị của một thuộc tính (field) nên bắt đầu là set.
Các phương thức (method) dùng để lấy giá trị của một thuộc tính (field) nên bắt đầu là get.

Sử dụng lớp

Cú pháp:

  = new (); .; .();

Sử dụng từ khóa new để khởi tạo một đối tượng của một lớp.

Ví dụ:

Student student = new Student(1); student.setName("gpcoder"); System.out.println("Id=" + student.getId()); System.out.println("Name=" + student.getName());

Sự khác nhau giữa lớp và đối tượng trong Java

Đối tượng	Lớp
Đối tượng là thể hiện của 1 lớp	Lớp là một nhóm các đối tượng tương tự nhau
Ví dụ: Đối tượng con mèo (Cat), con chó (Dog), ...	Ví dụ: Lớp động vật (Animal)
Đối tượng là 1 thực thể vật lý	Lớp là 1 thực thể logic
Đối tượng được tạo nhiều lần	Lớp được khai báo 1 lần duy nhất
Đối tượng được cấp bộ nhớ khi nó được tạo ra	Lớp không được cấp bộ nhớ khi nó được tạo ra
Có rất nhiều cách để tạo ra đối tượng trong Java như từ khóa `new`, phương thức `newInstance()`, phương thức `clone()`, phương thức `factory` và `deserialization`	Chỉ có một cách để định nghĩa lớp trong Java sử dụng từ khóa `class`

Package

Định nghĩa

Một package (gói) trong Java là một nhóm các kiểu tương tự của các lớp, giao diện và các package con.

Package trong Java có thể được phân loại theo hai hình thức: package được dựng sẵn và package do người dùng định nghĩa. Có rất nhiều package được dựng sẵn như java, lang, net, io, util, sql, ...

Package do người dùng tự định nghĩa

Cú pháp:

package [.];

Ví dụ về java package:

package gpcoder; // Package cha package com.gpcoder; // Package gpcode là con của package com

Lợi thế của việc sử dụng package trong Java:

Package được sử dụng để phân loại lớp và interface giúp dễ dàng bảo trì.
Package cung cấp bảo vệ truy cập.
Package khắc phục được việc đặt trùng tên.

Truy cập package từ package khác

Có 3 cách để truy cập package từ package bên ngoài:

Khai báo import package.*; tránh sử dụng cách này, không xác định sẽ sử dụng class nào, có thể gặp vấn đề trùng tên lớp nếu cả 2 package import package.* giống nhau. Ví dụ: sử dụng class Date có thể gặp lỗi biên dịch do không thể xác định chính xác sử dụng class Date của package nào nếu import cả 2 package java.util và java.sql.

package com.gpcoder.oop;  import java.util.Calendar; import java.util.*; import java.sql.*; import com.gpcoder.service.*;  public class PackageDemo {     public static void main(String[] args) {         java.util.Date d = Calendar.getInstance().getTime();     } }

Khai báo import package.ClassName; nên sử dụng cách này để giữ code đơn giản, rõ ràng, tái sử dụng lại nhiều chỗ, hạn chế xung đột về tên.

package com.gpcoder.oop;  import com.gpcoder.service.CommonService;  public class PackageDemo {     public static void main(String[] args) {         CommonService service = new CommonService();         service.method1();     } }

Sử dụng tên đầy đủ; tránh sử dụng cách này, do code trở nên dài dòng nếu package gồm nhiều cấp cha, con.

package com.gpcoder.oop;  public class PackageDemo {     public static void main(String[] args) {         com.gpcoder.service.CommonService service = new com.gpcoder.service.CommonService();         service.method1();     } }

Lưu ý

Nếu bạn import một package thì package con của package đó không được import.
Thứ tự của chương trình phải là khai báo package -> import -> class.
Khi sử dụng một class của package này ở package khác nên sử dụng ở dạng import package.ClassName.
Mỗi package tương ứng với một thư mục. Ví dụ: package com.gpcoder.service tương ứng với thư mục com/gpcoder/service.

Constructor

Định nghĩa

Constructor trong Java là một dạng đặc biệt của phương thức được sử dụng để khởi tạo các đối tượng. Java Constructor được gọi tại thời điểm tạo đối tượng. Nó khởi tạo các giá trị để cung cấp dữ liệu cho các đối tượng, đó là lý do tại sao nó được gọi là constructor.

Khai báo của Constructor giống với khải báo của method (phương thức). Nó phải có cùng tên với class (lớp) và không có giá trị trả về.

Có 2 kiểu của constructor:

Constructor mặc định (không có tham số truyền vào - default constructors).
Constructor tham số (parameterized constructors).

Constructor mặc định trong java

Một constructor mà không có tham số được gọi là constructor mặc định. Constructor mặc định được sử dụng để cung cấp các giá trị mặc định cho các thuộc tính như 0, null, false ..., tùy thuộc vào kiểu dữ liệu được sử dụng.

Cú pháp:

 (){     // Khởi tạo dữ liệu }

Ví dụ:

package com.gpcoder.oop;  public class JavaDefaultConstructor {     public JavaDefaultConstructor() {         System.out.println("This is default constructor.");     }      public static void main(String[] args) {         JavaDefaultConstructor obj = new JavaDefaultConstructor();     } }

Kết quả khi chạy chương trình trên:

This is default constructor.

Constructor tham số trong java

Một constructor có tham số truyền vào được gọi là constructor tham số. Constructor tham số được sử dụng để cung cấp các giá trị khác nhau cho các đối tượng khác nhau.

Cú pháp:

 ( [,  ]){     // Khởi tạo dữ liệu }

Ví dụ:

package com.gpcoder.oop;  public class JavaParameterizedConstructor {     private String website;      public JavaParameterizedConstructor(String website) {         this.website = website;         System.out.println("This is parameterized constructor");         System.out.println("from website = " + website);     }      public static void main(String[] args) {         JavaParameterizedConstructor obj = new JavaParameterizedConstructor("gpcoder.com");     } }

Kết quả:

This is parameterized constructor from website = gpcoder.com

Overloading Constructor trong java

Overloading Constructor là một kỹ thuật trong Java. Bạn có thể tạo nhiều constructor trong cùng một lớp với danh sách tham số truyền vào khác nhau, điều này được gọi là phép đa năng hóa (Overloading). Trình biên dịch phân biệt các constructor này thông qua số lượng và kiểu của các tham số truyền vào.

Ví dụ:

package com.gpcoder.oop;  public class JavaOverloadingConstructors {     private String website;     private String subject;      public JavaOverloadingConstructors(){         System.out.println("This is default constructor.");     }      public JavaOverloadingConstructors(String website) {         this.website = website;         System.out.println("This is parameterized constructor");         System.out.println("from website = " + website);     }      public JavaOverloadingConstructors(String website, String subject) {         this.website = website;         this.subject = subject;         System.out.println("This is parameterized constructor");         System.out.println("from website = " + website);         System.out.println("with subject = " + subject);     }      public static void main(String[] args){         JavaOverloadingConstructors obj = new JavaOverloadingConstructors();         System.out.println("-");         obj = new JavaOverloadingConstructors("gpcoder.com");         System.out.println("-");         obj = new JavaOverloadingConstructors("gpcoder.com", "OOP");     } }

Kết quả:

This is default constructor. - This is parameterized constructor from website = gpcoder.com - This is parameterized constructor from website = gpcoder.com with subject = OOP

Lưu ý:

Từ khóa this trong Java là một biến tham chiếu được sử dụng để tham chiếu tới đối tượng của lớp hiện tại.
Từ khóa super trong Java là một biến tham chiếu được sử dụng để tham chiếu trực tiếp đến đối tượng của lớp cha gần nhất.

Sự khác nhau giữa constructor và phương thức trong java

Constructor	Phương thức
Constructor được sử dụng để khởi tạo trạng thái của một đối tượng	Phương thức được sử dụng để thể hiện hành động của một đối tượng
Constructor không có kiểu trả về	Phương thức có kiểu trả về
Trình biên dịch Java tạo ra constructor mặc định nếu bạn không có constructor nào	Phương thức không được tạo ra bởi trình biên dịch Java
Tên của constructor phải giống tên lớp	Tên phương thức có thể giống hoặc khác tên lớp

Phạm vi truy cập (Access modifier)

Có hai loại modifier trong Java: access modifiers và non-access modifiers.

Các access modifiers trong Java xác định độ truy cập (Phạm vi) vào dữ liệu của của các trường (field), phương thức (method), cấu tử (constructor) hoặc lớp (class).

Có 4 kiểu của java access modifiers:

private
(Mặc định)
protected
public

Và có một vài non-access modifiers chẳng hạn static, abstract, synchronized, native, volatile, transient, v.v.. Trong tài liệu này chúng ta sẽ học về access modifier.

Bảng mô tả tổng quan về cách sử dụng các access modifier:

Access Modifier	Truy cập bên trong class?	Truy cập bên trong package?	Truy cập bên ngoài package bởi class con?	Truy cập bên ngoài class và không thuộc class con?
private	Y
(Mặc định)	Y	Y
protected	Y	Y	Y
public	Y	Y	Y	Y

Tài liệu tham khảo:

https://www.javatpoint.com/java-oops-concepts
https://www.tutorialspoint.com/java/java_packages.htm

Bài viết gốc được đăng tải tại gpcoder.com