Java - Khái niệm OOP: Hướng dẫn cho người mới bắt đầu

Xin chào các bạn, các nhà lập trình Java tương lai! Tôi rất vui được làm hướng dẫn cho các bạn trong hành trình thú vị này vào thế giới Lập trình Hướng đối tượng (OOP) trong Java. Như một người đã dạy khoa học máy tính trong nhiều năm, tôi có thể đảm bảo rằng mặc dù con đường trước mắt có thể có vẻ nguy hiểm, nhưng nó cũng rất đáng khen ngợi. Hãy nhấc tay vào túi và nhảy vào biển ngay lập tức!

Java - OOPs Concepts

Định nghĩa của Lập trình Hướng đối tượng

Trước khi chúng ta bước vào chi tiết của Java, hãy nói về điều gì là Lập trình Hướng đối tượng. Hãy tưởng tượng bạn đang xây dựng một sở thú ảo. Trong thế giới không có OOP, bạn sẽ phải quản lý mọi chi tiết nhỏ nhất về mỗi loài động vật một. Nhưng với OOP, bạn có thể tạo một bản đồ (gọi là lớp) cho mỗi loại động vật, và sau đó tạo ra nhiều thể hiện (đối tượng) từ bản đồ đó. Nó giống như có một cơ chế đánh bánh (lớp) để làm nhiều bánh (đối tượng) nhanh chóng và hiệu quả!

Bốn Cột Non của OOP

Đóng gói (Encapsulation)
Kế thừa (Inheritance)
Đa hình (Polymorphism)
Trừu tượng (Abstraction)

Hãy khám phá mỗi khái niệm này với một số ví dụ thú vị!

Đóng gói: Giữ bí mật

Đóng gói như là gói quà. Từ ngoài, bạn không thể thấy những gì ở trong, nhưng bạn có thể tương tác với nó theo các cách cụ thể. Trong Java, chúng ta sử dụng các biến private và các phương thức public để đạt được điều này.

public class BankAccount {
private double balance;  // Đây là bí mật của chúng ta!

public void deposit(double amount) {
if (amount > 0) {
balance += amount;
}
}

public double getBalance() {
return balance;
}
}

Trong ví dụ này, balance là private, có nghĩa là không thể truy cập trực tiếp từ ngoài lớp. Thay vào đó, chúng ta cung cấp các phương thức như deposit() và getBalance() để tương tác với nó. Bằng cách này, chúng ta có thể kiểm soát cách balance được sửa đổi và truy cập.

Kế thừa: Nó chạy trong gia đình

Kế thừa như là truyền xuống các đặc điểm từ cha mẹ đến con cái. Trong Java, chúng ta sử dụng từ khóa extends để tạo một lớp con kế thừa các thuộc tính và phương thức từ lớp cha.

public class Animal {
protected String name;

public void eat() {
System.out.println(name + " đang ăn.");
}
}

public class Dog extends Animal {
public void bark() {
System.out.println(name + " nói WOOF!");
}
}

Ở đây, Dog kế thừa thuộc tính name và phương thức eat() từ Animal, nhưng cũng có phương thức riêng bark(). Như nói là tất cả các chú chó đều là động vật, nhưng không phải tất cả các động vật đều là chú chó!

Đa hình: Nhiều hình thức, một tên

Đa hình như là có một chiếc remote control hoạt động khác nhau cho mỗi thiết bị. Trong Java, chúng ta có thể đạt được điều này thông qua method overriding và method overloading.

Method Overriding

public class Animal {
public void makeSound() {
System.out.println("Động vật đang làm tiếng.");
}
}

public class Cat extends Animal {
@Override
public void makeSound() {
System.out.println("Meow!");
}
}

public class Dog extends Animal {
@Override
public void makeSound() {
System.out.println("Woof!");
}
}

Bây giờ, khi chúng ta gọi makeSound() trên các đối tượng động vật khác nhau, chúng ta sẽ nhận được các kết quả khác nhau:

Animal myPet = new Cat();
myPet.makeSound();  // Đầu ra: Meow!

myPet = new Dog();
myPet.makeSound();  // Đầu ra: Woof!

Method Overloading

public class Calculator {
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}

public double add(double a, double b) {
return a + b;
}
}

Ở đây, chúng ta có hai phương thức add có cùng tên nhưng có tham số khác nhau. Java sẽ biết sử dụng phương thức nào dựa trên các đối số mà chúng ta cung cấp.

Trừu tượng: Ẩn đi những điều phức tạp

Trừu tượng như là lái xe hơi. Bạn không cần biết cách động cơ hoạt động để lái xe, bạn chỉ cần biết cách sử dụng bánh lái và cần phanh. Trong Java, chúng ta sử dụng các lớp trừu tượng và giao diện để đạt được điều này.

abstract class Shape {
abstract double getArea();
}

class Circle extends Shape {
private double radius;

Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}

@Override
double getArea() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}

class Rectangle extends Shape {
private double length;
private double width;

Rectangle(double length, double width) {
this.length = length;
this.width = width;
}

@Override
double getArea() {
return length * width;
}
}

Ở đây, Shape là một lớp trừu tượng định nghĩa một phương thức chung getArea() cho tất cả các hình. Các triển khai cụ thể được để lại cho các lớp con Circle và Rectangle.

Kết hợp tất cả lại

Bây giờ đã bắt đầu các khái niệm chính, hãy xem cách chúng tất cả hoạt động cùng nhau trong một ví dụ phức tạp hơn:

interface Movable {
void move();
}

abstract class Vehicle implements Movable {
protected String brand;
protected String model;

Vehicle(String brand, String model) {
this.brand = brand;
this.model = model;
}

abstract void startEngine();
}

class Car extends Vehicle {
private int numDoors;

Car(String brand, String model, int numDoors) {
super(brand, model);
this.numDoors = numDoors;
}

@Override
void startEngine() {
System.out.println("Động cơ của xe hơi đã khởi động: Vroom!");
}

@Override
public void move() {
System.out.println("Xe hơi đang di chuyển trên đường.");
}
}

class Boat extends Vehicle {
private int maxSpeed;

Boat(String brand, String model, int maxSpeed) {
super(brand, model);
this.maxSpeed = maxSpeed;
}

@Override
void startEngine() {
System.out.println("Động cơ của thuyền đã khởi động: Purr!");
}

@Override
public void move() {
System.out.println("Thuyền đang chèo trên mặt nước.");
}
}

Trong ví dụ này:

Chúng ta sử dụng trừu tượng với lớp trừu tượng Vehicle và giao diện Movable.
Chúng ta thực hiện kế thừa với Car và Boat kế thừa Vehicle.
Chúng ta thể hiện đa hình thông qua method overriding trong startEngine() và move().
Đóng gói được sử dụng qua các biến private và phương thức public.

Lợi ích của OOP trong Java

Lợi ích	Mô tả
Modularity	OOP cho phép bạn chia nhỏ vấn đề của mình thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý.
Reusability	Thông qua kế thừa, bạn có thể tái sử dụng mã từ các lớp hiện có.
Flexibility	Đa hình cho phép các đối tượng được xử lý như các thể hiện của lớp cha.
Maintainability	Đóng gói làm cho việc thay đổi và bảo trì mã dễ dàng hơn.
Security	Data hiding (đóng gói) cung cấp kiểm soát tốt hơn về việc truy cập dữ liệu.

Kết luận

Xin chúc mừng! Bạn đã bước ra đầu tiên vào thế giới Lập trình Hướng đối tượng trong Java. Hãy nhớ, học lập trình như học một ngôn ngữ mới - cần thời gian và thực hành. Đừng buồn nếu bạn không hiểu ngay lập tức mọi thứ. Hãy tiếp tục lập trình, thử nghiệm và quan trọng nhất, hãy giữ cho mình luôn vui vẻ!

Trong các bài học tiếp theo của chúng ta, chúng ta sẽ bơi sâu hơn vào các khái niệm điều khiển Java, xử lý tệp, xử lý lỗi và các khái niệm nâng cao như đa luồng và mạng. Đến khi đó, hãy chúc mừng mã lập trình!

Credits: Image by storyset

Hướng Dẫn Trước:

Java - Tiếp tục

Hướng Dẫn Tiếp Theo:

Java - Đối tượng & Lớp