Lập trình hướng đối tượng là gì?

Lập trình hướng đối tượng (OOP) là một kỹ năng thiết yếu trong thị trường việc làm lập trình ngày nay. Nhưng nếu bạn chỉ mới bắt đầu lập trình, đừng sợ nó.

Khái niệm OOP rất dễ hiểu, đặc biệt nếu bạn đã từng học lập trình hàm. OOP giúp bạn viết mã sạch, có thể mở rộng và có thể kiểm tra.

Nhưng lập trình hướng đối tượng là gì, nó hoạt động như thế nào và tại sao bạn cần nó?

Lập trình hướng đối tượng là gì?

Lập trình hướng đối tượng (OOP) là một thiết kế mã hóa sử dụng dữ liệu để biểu diễn một tập hợp các lệnh. Thiết kế OOP xoay quanh các lớp chuyên dụng mà bạn có thể tạo dưới dạng đối tượng.

Không giống như lập trình thủ tục hoặc chức năng, OOP cung cấp cho bạn thời gian để diễn đạt mã một cách toàn diện hơn. Trong khi các mô hình trước đây thường không có cấu trúc, OOP khuyến khích sử dụng các cấu trúc dành riêng được gọi là các lớp.

Các phương thức là các hàm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể trong lớp. Các thuộc tính giống như các biến mô tả các đặc điểm hoặc tính năng của lớp. Các phương thức có thể chạy độc lập hoặc thường dựa trên các thuộc tính của lớp. Cuối cùng, cả hai làm việc cùng nhau để hiện thực hóa khái niệm OOP.

Ưu điểm của lập trình hướng đối tượng

Vậy lập trình hướng đối tượng giúp bạn viết chương trình tốt hơn như thế nào?

• OOP làm giảm độ phức tạp của cơ sở mã của bạn.
• Nó giúp bạn diễn đạt mã của mình một cách rõ ràng, khiến người khác dễ đọc hơn.
• Các chương trình được viết bằng OOP thường có khả năng mở rộng cao hơn.
• Nó giúp dễ dàng kiểm tra mã và gỡ lỗi.
• OOP loại bỏ sự trùng lặp mã, thiết lập nguyên tắc DRY (không lặp lại chính mình).
• Mã OOP thường mang tính mô-đun hơn, khuyến khích sự tách biệt các mối quan tâm.
• Thành phần lớp và tính kế thừa làm cho mã của bạn có thể tái sử dụng nhiều hơn.
• Tính trừu tượng cải thiện bảo mật cơ sở mã.

Hạn chế của lập trình hướng đối tượng

Mặc dù ưu điểm của OOP nhiều hơn nhược điểm của nó, nhưng những ưu điểm sau vẫn đáng được thảo luận:

• Nó có thể chậm hơn so với lập trình chức năng.
• OOP có một đường cong học tập dốc.
• Các thư mục và tệp tập lệnh tăng lên khi ứng dụng mở rộng.

Cấu trúc lập trình hướng đối tượng

OOP xoay quanh một kiến ​​trúc nghiêm ngặt. Dưới đây là một số thuật ngữ bạn sẽ biết:

Lớp

Một lớp là một tập hợp các mã được trình bày dưới dạng dữ liệu thực hiện các hành động tương tự. Bạn có thể xem một lớp như một trình xử lý đối tượng vì bạn sử dụng một lớp để khởi tạo các đối tượng.

Phương pháp

Các phương thức xác định cách một lớp đạt được các nhiệm vụ của nó. Một lớp có thể chứa một hoặc nhiều phương thức. Bạn có thể xem các phương thức như cách một lớp chia sẻ trách nhiệm trong chính nó.

Ví dụ, một lớp chuyển đổi đơn vị có thể chứa một phương thức để chuyển đổi độ C sang độ F. Và nó có thể bao gồm một phương pháp khác để đổi gam sang ounce.

Thuộc tính

Thuộc tính là các tính năng — hoặc thuộc tính — mô tả một lớp. Ví dụ, một lớp chuyển đổi đơn vị có thể chứa các thuộc tính như các đơn vị chuyển đổi. Bạn có thể xác định các phương thức hoạt động trên các thuộc tính này.

Giống như các phương thức, bạn có thể truy cập (một số) thuộc tính từ một cá thể lớp.

Các đối tượng

Nói một cách đơn giản, một đối tượng là thể hiện của một lớp. Khi bạn khởi tạo một lớp, đối tượng kết quả sẽ sử dụng lớp đó làm bản thiết kế cho các thuộc tính và phương thức của nó.

Các nguyên tắc của lập trình hướng đối tượng

Lập trình hướng đối tượng mang lại một số nguyên tắc cho bảng lập trình. Mỗi thứ trong số này mang lại cho nó một vị trí dẫn đầu so với lập trình thông thường.

Trừu tượng

Khái niệm trừu tượng của OOP cho rằng bạn không cần biết cách hoạt động của một thứ gì đó để sử dụng nó. Nó cho phép bạn viết mã của mình bằng những từ đơn giản mà không cần bận tâm đến những phức tạp đằng sau hậu trường.

Ví dụ: bạn không cần phải lo lắng về logic, thuật toán lọc hoặc các chức năng đằng sau một hành động gửi. Tất cả những gì bạn thấy và quan tâm với tư cách là người dùng là nút gửi.

Lập trình hướng đối tượng giúp bạn trừu tượng hóa logic của mình bằng cách trình bày các tác vụ riêng lẻ dưới dạng các lệnh gọi đơn lẻ. Ví dụ: trong khi một lớp chuyển đổi đơn vị có thể tính toán nhiều thứ đằng sau hậu trường, bạn có thể chạy trình chuyển đổi kilôgam sang gam của nó bằng cách gọi một phương thức duy nhất:

class_instance.convert_gram()

Trong đó class_instance là đối tượng của bạn và convert_gram là một phương thức của lớp chuyển đổi.

Đóng gói

Đóng gói là một trong những cách mà lập trình hướng đối tượng tạo ra tính trừu tượng. Mỗi đối tượng là một tập hợp dữ liệu được coi như một thực thể. Dữ liệu bên trong một đối tượng bao gồm các thuộc tính và phương thức bị ẩn khỏi không gian chung.

Nói chung, tính đóng gói cho phép bạn gói dữ liệu lớp của mình một cách riêng tư trong một đối tượng. Do đó, nội dung của một đối tượng không can thiệp vào đối tượng kia. Và chỉ các phương thức và thuộc tính vốn có của một đối tượng mới có thể thay đổi nó.

Ví dụ: các phương thức từ một đối tượng chuyển đổi đơn vị không được thay đổi các thuộc tính của một đối tượng khác mà không có sự kế thừa hoặc thành phần.

Tính năng đóng gói cho phép bạn thay đổi nội dung hoặc cấu trúc của đối tượng mà không cần lo lắng về giao diện công khai.

Di sản

Kế thừa cho phép bạn sử dụng lại nội dung của một lớp, được gọi là lớp cha, trong một lớp khác, được gọi là lớp con hoặc lớp con. Khi một lớp kế thừa một lớp cha, nó sẽ tự động nhận được các thuộc tính và phương thức của nó.

Ngoài các thuộc tính mà nó kế thừa từ lớp cha, một lớp con cũng có thể có các thuộc tính và phương thức riêng của nó.

Ví dụ: tính kế thừa rất hữu ích nếu bạn muốn lớp của mình sử dụng dữ liệu trong một mô-đun bên ngoài. Nó cũng đảm bảo rằng bạn không lặp lại chính mình trong khi viết mã.

Vì vậy việc tạo các lớp con cũng giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian. Thay vì tạo các lớp mới cho mọi thứ, bạn có thể tạo một lớp cơ sở và mở rộng nó sang các lớp con mới, mượn chức năng hiện có.

Kế thừa là hữu ích, nhưng biết khi nào sử dụng thành phần thay thế là một nguyên tắc lập trình cơ bản.

Đa hình

Tính đa hình là kết quả của sự kế thừa. Nó cho phép bạn duy trì một phương thức hoặc tên thuộc tính trong các đối tượng khác nhau, nơi bạn có thể sử dụng chúng theo ý muốn.

Khái niệm này đảm bảo rằng bạn có thể sử dụng động một phương thức lớp trong các lớp khác nhau kế thừa nó từ một lớp cơ sở.

Ví dụ, một đối tượng trò chơi chung có thể xác định một phương thức chuyển động. Các lớp con có thể xác định chính xác cách chuyển động cụ thể của chúng xảy ra. Mã điều khiển sau đó không cần biết về cách các lớp riêng biệt di chuyển, chỉ cần tất cả chúng có thể di chuyển thông qua một phương thức chung.

Lập trình chức năng so với OOP

OOP là phổ biến, nhưng các lập trình viên vẫn sử dụng nhiều mô hình lập trình khác, tùy thuộc vào nhu cầu của họ. Lập trình chức năng khá khác với OOP:

• Lập trình chức năng xử lý các hướng dẫn trong các chức năng chuyên dụng. Mặt khác, OOP trình bày các hướng dẫn dưới dạng dữ liệu được lưu trữ trong các đối tượng.
• Trong lập trình hàm thực sự, đầu ra của một hàm luôn giống nhau và không thay đổi. OOP cho phép đa hình và dữ liệu trả về có thể thay đổi trong các lớp khác.
• OOP có khả năng mở rộng hơn vì bạn có thể dễ dàng mở rộng các đối tượng.
• Tính trừu tượng làm cho OOP an toàn hơn vì người ngoài không biết các hành động đằng sau hậu trường. Lập trình chức năng có thể để lộ một số lớp.
• Mặc dù OOP có thể phức tạp, nhưng nó dễ bảo trì hơn so với lập trình chức năng. Lập trình hàm vẫn giữ một số thuộc tính thủ tục.
• Lập trình chức năng có thể nhanh hơn vì chương trình truy cập các lệnh mà không cần xem xét phân cấp đối tượng. Hệ thống phân cấp đối tượng rất cần thiết khi làm việc với các chương trình hướng đối tượng.

Thời gian để hướng tới đối tượng

Thoạt đầu, khái niệm lập trình hướng đối tượng có thể khó hiểu. Nhưng nó sẽ trở nên rõ ràng hơn khi bạn bắt đầu viết mã hướng đối tượng.

Hãy nhớ rằng chúng ta chỉ thảo luận về những điều tổng quát trong bài viết này. Mặc dù khái niệm OOP là tương tự nhau trên diện rộng, nhưng mỗi ngôn ngữ hướng đối tượng đều có những điều kỳ quặc và cách thức để biến mọi thứ thành hiện thực. Khi bạn chọn đúng ngôn ngữ, bạn sẽ bắt đầu tìm hiểu cách nó áp dụng các nguyên tắc OOP vào thực tế.