Lập trình hướng đối tượng - Chương 6: Đa hình - Huỳnh Quyết Thắng

loading vs Overriding
 Function overloading - Hàm chồng: dùng một
tên hàm cho nhiều định nghĩa hàm, khác nhau ở
danh sách tham số
 Method overloading – Phương thức chồng: 
tương tự
void jump(int howHigh);
void jump(int howHigh, int howFar);
– hai phương thức jump trùng tên nhưng có danh sách
tham số khác nhau
 Tuy nhiên, đây không phải đa hình hướng đối
tượng mà ta đã định nghĩa, vì đây thực sự là hai
thông điệp jump khác nhau.
3TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 5
Method Overriding
 Xét hành vi “draw” của các
lớp trong cây phả hệ bên.
– thông điệp “draw” gửi cho một
thể hiện của mỗi lớp trên sẽ yêu
cầu thể hiện đó tự vẽ chính nó.
– một thể hiện của Point phải vẽ
một điểm, một thể hiện của
Circle phải vẽ một đường tròn, 
và một thể hiện của Rectangle 
phải vẽ một hình chữ nhật
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 6
Định nghĩa lại phương thức
 Để override một phương thức của một lớp cơ sở, 
phương thức tại lớp dẫn xuất phải có cùng tên, cùng
danh sách tham số, cùng kiểu giá trị trả về, cùng là
const hoặc cùng không là const
 Nếu lớp cơ sở có nhiều phiên bản overload của cùng
một phương thức, việc override một trong các
phương thức đó sẽ che tất cả các phương thức còn
lại
4TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 7
Định nghĩa lại hành vi Draw (C++)
class Point {
public:
Point(int x, int y,
string color);
~Point();
void draw();
private:
int x;
int y;
string color;
};
class Circle : public Point {
public:
Circle (int x, int y,
string color,
int radius);
~Circle();
void draw();
private:
int radius;
};
...
void Point::draw() {
// Draw a point
}
...
void Circle::draw() {
// Draw a circle
}
Khai báo lại tại lớp kế thừa
Cung cấp định nghĩa mới
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 8
Định nghĩa lại Draw()
 Kết quả: khi tạo các thể hiện của các lớp khác nhau
và gửi thông điệp “draw”, các phương thức thích
hợp sẽ được gọi.
Point p(0,0,”white”);
Circle c(100,100,”blue”,50);
p.draw(); // Vẽ điểm Trắng tại (0,0)
c.draw(); // Vẽ hình tròn xanh dương bán kính 50 tại (100,100)
 Ta cũng có thể tương tác với các thể hiện lớp dẫn
xuất như thể chúng là thể hiện của lớp cơ sở
Circle *pc = new Circle(100,100,”blue”,50);
Point* pp = pc;
 Nhưng nếu có đa hình, lời gọi sau sẽ làm gì?
pp->draw(); // Draw what???
5TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 9
Ví dụ về đa hình: Bò điên
Một con bò – Kêu
Moo
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 10
Bò điên
 Bò điên – cũng là bò: 
nhưng tưởng mình là
ếch kêu oap
6TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 11
Bò điên
 Như vậy, nếu tạo một đối 
tượng Cow, và gọi hành vi 
makeASound() của nó, nó sẽ
kêu “moo”
Cow bob(“Bob”, “brown”);
bob.makeASound();
 Ta còn có thể tạo một con trỏ
tới đối tượng Cow, và làm cho 
nó kêu “moo”
p_bob = &bob;
p_bob->makeASound();
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 12
Nhập nhằng
 Nếu coi nó là bò điên (MadCow), nó sẽ hành động
đúng là bò điên
MadCow maddy(“Maddy”, “white”);
maddy.makeASound(); // Go “oap”
MadCow * maddy = new MadCow(“Maddy”, “white”);
maddy->makeASound(); // Go “oap”
 Còn khi tưởng nó chỉ là bò thường (Cow), nó lại có vẻ
bình thường
MadCow* maddy = new madCow(“Maddy”, “white”);
Cow* cow = maddy; // Upcasting
cow->makeASound(); // Go “moo” ???
 Làm thế nào để bò điên lúc nào cũng điên (kêu “oap”)?
7TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 13
Liên kết lời gọi hàm 
function call binding
 Function call binding là quy trình xác định khối
mã hàm cần chạy khi một lời gọi hàm được thực
hiện
 C: đơn giản vì mỗi hàm có duy nhất một tên
 C++: chồng hàm, phân tích chữ ký kiểm tra 
danh sách tham số.
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 14
Ngôn ngữ HĐT
method call binding
 Liên kết lời gọi phương thức
 Đối với các lớp độc lập (không thuộc cây thừa kế
nào), quy trình này gần như không khác với
function call binding
– so sánh tên phương thức, danh sách tham số để tìm
định nghĩa tương ứng
– một trong số các tham số là tham số ẩn: con trỏ this
8TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 15
Liên kết tĩnh
 C/C++ function call binding, và C++ 
method binding cơ bản đều là ví dụ của
static function call binding
 Static function call binding (hoặc static 
binding – liên kết tĩnh) là quy trình liên kết
một lời gọi hàm với một định nghĩa hàm
tại thời điểm biên dịch.
– do đó còn gọi là “compile-time binding” – liên
kết khi biên dịch, hoặc “early binding” – liên
kết sớm
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 16
Liên kết tĩnh: trường hợp có cây 
thừa kế
Cow bob(“Bob”,”brow”);
MadCow maddy(“Maddy”, “white”);
bob.makeASound(); // go “moo”
maddy.makeASound(); // go “oap”
MadCow& rMaddy = maddy;
rMaddy.makeASound(); // Go “oap”
MadCow* pMaddy = &maddy;
pMaddy->makeASound(); // Go “oap”
Cow& rCow = maddy;
rCow.makeASound(); // Go “moo”
Cow* pCow = &maddy;
pCow->makeASound(); // Go “moo”
Kiểu tĩnh: 
MadCow
Kiểu tĩnh: 
Cow
Sao không 
kêu oap???
9TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 17
Liên kết tĩnh
 Với liên kết tĩnh, quyết định “định nghĩa hàm nào được
chạy” được đưa ra tại thời điểm biên dịch - rất lâu trước
khi chương trình chạy.
 thích hợp cho các lời gọi hàm thông thường
– mỗi lời gọi hàm chỉ xác định duy nhất một định nghĩa hàm, kể
cả trường hợp hàm chồng.
 phù hợp với các lớp độc lập không thuộc cây thừa kế
nào
– mỗi lời gọi phương thức từ một đối tượng của lớp hay từ con trỏ
đến đối tượng đều xác định duy nhất một phương thức
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 18
Đa hình tĩnh
 Đa hình tĩnh thích hợp cho các phương thức:
– được định nghĩa tại một lớp, và được gọi từ một thể
hiện của chính lớp đó (trực tiếp hoặc gián tiếp qua 
con trỏ)
– được định nghĩa tại một lớp cơ sở và được thừa kế
public nhưng không bị override tại lớp dẫn xuất, và
được gọi từ một thể hiện của lớp dẫn xuất đó
 trực tiếp hoặc gián tiếp qua con trỏ tới lớp dẫn xuất
 hoặc qua một con trỏ tới lớp cơ sở
– được định nghĩa tại một lớp cơ sở và được thừa kế
public và bị override tại lớp dẫn xuất, và được gọi từ
một thể hiện của lớp dẫn xuất đó (trực tiếp hoặc gián
tiếp qua con trỏ tới lớp dẫn xuất)
10
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 19
Đa hình động
 Dynamic function call binding (dynamic binding – liên kết động) là
quy trình liên kết một lời gọi hàm với một định nghĩa hàm tại thời
gian chạy
– còn gọi là “run-time” binding hoặc “late binding”
 Với liên kết động, quyết định chạy định nghĩa hàm nào được đưa ra
tại thời gian chạy, khi ta biết chắc con trỏ đang trỏ đến đối tượng
thuộc lớp nào.
 Đa hình động (dynamic polymorphisme) là loại đa hình
cài đặt bằng liên kết động
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 20
Hàm ảo
 Hàm/phương thức ảo – virtual 
function/method là cơ chế của C++ cho phép
cài đặt đa hình động
 Nếu khai báo một hàm thành viên (phương
thức) là virtual, trình biên dịch sẽ đẩy lùi việc
liên kết các lời gọi phương thức đó với định
nghĩa hàm cho đến khi chương trình chạy.
– nghĩa là, ta bảo trình biên dịch sử dụng liên kết động
thay cho liên kết tĩnh đối với phương thức đó
 Để một phương thức được liên kết tại thời gian
chạy, nó phải khai báo là phương thức ảo (từ
khoá virtual) tại lớp cơ sở
11
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 21
Quay lại ví dụ Bò điên
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 22
Hàm ảo
 Khai báo với từ khoá
virtual trong định nghĩa
lớp
 Không cần tại định nghĩa
hàm, nếu định nghĩa hàm
nằm ngoài định nghĩa lớp
 Một khi một phương thức
được khai báolà hàm ảo
tại lớp cơ sở, nó sẽ tự
động là hàm ảo tại mọi
lớp dẫn xuất trực tiếp
hoặc gián tiếp.
12
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 23
Điều kiện để thực hiện đa hình 
trong C++
 Tồn tại sự kế thừa giữa các lớp theo một
sơ đồ phân cấp nào đó
 Các lớp trong sơ đồ phân cấp này phải có
hàm được khai báo với từ khoá virtual –
phải có các hàm thành phần là virtual
 Để duyệt cây phân cấp phải khai báo và
sử dụng con trỏ hoặc reference đến lớp cơ
sở. 
 Con trỏ hoặc reference được sử dụng để
gọi các hàm thành phần ảo
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 24
Constructor và Destructor ảo
 Không thể khai báo các constructor ảo
 Có thể (và rất nên) khai báo destructor là hàm ảo.
class A {
public:
A() {
cout <<"A()"<< endl;
p = new char[5];
}
virtual ~A() {
cout <<"~A()"<< endl;
delete [] p;
}
private:
char* p;
};
13
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 25
Destructor ảo
class Z : public A {
public:
Z() {
cout <<"Z()"<< endl;
q = new char[5000];
}
~Z() {
cout <<"~Z()"<< endl;
delete [] q;
}
private:
char* q;
};
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 26
Đa hình trong Java
 Không còn khái niệm con trỏ
 Trong Java liên kết lời gọi phương thức 
mặc nhiên là động
– Mọi phương thức mặc định là phương thức 
ảo. Như vậy chúng mặc nhiên bị "định nghĩa 
lại" bởi các phương thức lớp kế thừa
– Trừ các phương thức tĩnh (liên kết tĩnh)
 Thực hiện đơn giản hơn nhiều so với C++
14
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 27
Ví dụ với Java
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 28
Ví dụ với Java
...
public static void handleShapes(Shape[] shapes){
// Cac hinh ve se duoc ve theo cach rieng cua chung
for( int i = 0; i < shapes.length; ++i) {
shapes[i].draw();
}
...
//Ta don gian goi phuong thuc xoa khong quan tam den
// doi tuong thuoc lop nao 
for( int i = 0; i < shapes.length; ++i) {
shapes[i].erase();
}
}
...
15
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 29
Tổng kết phần KTLTHDT
 Các đối tượng là các thành phần phần 
mềm có thể sử dụng lại, mô hình các thực 
thể trong thế giới thực
 Đối tượng có các thuộc tính biểu hiện 
trạng thái của nó, có các hành vi cho phép 
chúng chuyển đổi từ trạng thái này sang 
trạng thái khác
TS H.Q. Thắng - TS C.T. Dũng CNPM 30
Tổng kết phần KTLTHDT
 Thiết kế HĐT là quá trình:
– mô hình hóa thế giới thực
– mô hình hóa sự tương tác giữa các đối tượng
– đóng gói các thuộc tính và phương thức
– che giấu thông tin giữa các đối tượng
– đảm bảo tương tác hiệu quả thông qua một 
giao diện được định nghĩa tốt.