Bài giảng Lập trình C/C++ - Chương 10: Lập trình hướng đối tượng (Chủ đề nâng cao) - Lê Thành Sách

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
1
Chương 10
Lập trình hướng đối tượng
-- chủ đề nâng cao --
Lê Thành Sách
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
2
Nội dung
n Đa thừa kế
n Đa thừa kế: thừa kế ảo
n Khởi động lớp cha trong thừa kế ảo
n Đa hình (polymorphism)
n Đa hình: hàm có tính abstract
n Tổng kết
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
3
Đa thừa kế
n Là gì?
n Là một lớp thừa kế các thành viên từ nhiều hơn một lớp, như ví dụ 
sau.
Lớp ConsultantManager và 
PermanentManager, có đến 2 
lớp cha.
Trường hợp tổng quát: có thể có 
nhiều cha.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
4
Đa thừa kế
n Mô tả đa thừa kế ntn?
n Liệt kê các lớp cha như ví dụ sau.
n Sử dụng dấu phẩy để ngăn cách.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
5
class Employee{
};
class TemporaryEmployee: public Employee{
};
class PermanentEmployee: public Employee{
};
class Consultant: public TemporaryEmployee{
};
class Manager: public Employee{
};
class ConsultantManager: public Consultant, public Manager{
};
class Director: public Manager{
};
class PermanentManager: public Manager, public PermanentEmployee{
};
Dùng dấu phẩy “,” để liệt kê các lớp cha
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
6
Đa thừa kế
n Sơ đồ bộ nhớ của đối tượng
n Giả sử có hệ thống lớp như hình vẽ,
n Cũng giả sử code C++ được sinh ra như slide trước.
n Xét dòng khai báo biến (tạo đối tượng) như sau:
n Bộ nhớ của đối tượng “obj” được
tổ chức ntn?
PermanentManager obj;
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
7
Vùng nhớ của
Employee
Vùng nhớ của
Manager
Vùng nhớ của PermanentManager
Vùng nhớ của
Employee
Vùng nhớ của
PermanentEmployee
Theo cách mô tả thừa kế như slide trước:
Bên trong đối tượng kiểu “PermanentManager” có đến 2 đối 
tượng kiểu “Employee” hoàn toàn riêng biệt và khác nhau
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
8
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
n Xét sơ đồ đa thừa kế như hình vẽ
Hiện thực cho các lớp cho ở các slide kế tiếp
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
9
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
class ClassA{
private:
string derived_class_name;
public:
ClassA(string name): derived_class_name(name){
cout << "In ClassA(string name)" << endl;
}
void display(){
cout << "My Drived Class is "
derived_class_name << endl;
}
};
Chứa tên của lớp con: ClassB hoặc ClassC
Sẽ in ra tên lớp chứa trong biến derived_class_name
è Sẽ là ClassB hoặc ClassC
Khởi động biến
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
10
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
class ClassB: public ClassA{
public:
ClassB(string name): ClassA(name){
cout << "In ClassB(string name)"
<< endl;
}
};
ClassB thừa kế ClassA, với tính public
Gọi hàm khởi tạo lớp ClassA
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
11
class ClassC: public ClassA{
public:
ClassC(string name): ClassA(name){
cout << "In ClassC(string name)"
<< endl;
}
};
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
ClassC thừa kế ClassA, với tính public
Gọi hàm khởi tạo lớp ClassA
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
12
class ClassD: public ClassB, public ClassC{
public:
ClassD():
ClassB("ClassB"),
ClassC("ClassC")
{
}
};
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
ClassD thừa kế cả hai lớp ClassB và ClassC
Gọi hàm khởi tạo của hai lớp 
cha: ClassB và ClassC
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
13
int main(){
ClassD obj;
obj.ClassB::display();
obj.ClassC::display();
 //obj.display();
return 0;
};
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
(1) obj: chứa bên trong đến 2 đối tượng kiểu ClassA
(2): nếu gọi “display” như dòng này sẽ báo lỗi. 
Vì: có hai phiên bản của “display” cùng tồn tại, bộ 
biên dịch không biết phải dùng hàm nào.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
14
int main(){
ClassD obj;
obj.ClassB::display();
obj.ClassC::display();
 //obj.display();
return 0;
};
Đa thừa kế: Minh hoạ (I)
In ra 4 dòng, vì sao?
Sẽ báo lỗi nếu dùng!
Kết quả chạy chương trình
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
15
Đa thừa kế: thừa kế ảo (virtual)
n Thừa kế ảo là gì?
n Như trường hợp ở slide trước: đối tượng của lớp cha (như ClassA 
ở trên) có thể được cấp phát lặp lại nhiều hơn 1 lần à không mong 
muốn
n Đây là bài toán: “diamon problem”
n Thừa kế ảo (virtual) giúp cho đối tượng của lớp cha (như ClassA ở 
trên) chỉ được cấp phát một lần.
n Khai báo ntn? Như slide sau:
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
16
Đa thừa kế: thừa kế ảo (virtual)
class ClassB: virtual public ClassA{
public:
ClassB(string name): ClassA(name){
cout << "In ClassB(string name)"
<< endl;
}
};
class ClassC: virtual public ClassA{
public:
ClassC(string name): ClassA(name){
cout << "In ClassC(string name)"
<< endl;
}
};
Từ khoá virtual
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
17
Đa thừa kế: thừa kế ảo (virtual)
class ClassD: public ClassB, public ClassC{
public:
ClassD():
ClassB("ClassB"),
ClassC("ClassC")
{
}
};
Không cần dùng virtual với ClassB và ClassC
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
18
Đa thừa kế: thừa kế ảo (virtual)
n Vấn đề khởi động lớp cha:
n (1) Gọi hàm khởi động cho lớp 
cha chung, như ClassA, phải từ 
lớp con chung, như lớp 
ClassD.
n Các khởi động ở lớp trung 
gian, như ClassB và 
ClassC đều không có tác 
dụng.
n (2) Nếu lớp con chung không 
gọi hàm khởi động của lớp cha 
chung thì hàm khởi tạo mặc 
nhiên (không thông số) của lớp 
cha chung sẽ được gọi.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
19
Đa thừa kế: thừa kế ảo: Minh hoạ (I)
n Nếu chỉ đơn giản thêm từ khoá “virtual” vào khai báo cho 
các lớp ClassB và ClassC như slide trước, sẽ có lỗi biên 
dịch
n Lớp ClassA không có hàm khởi tạo mặc nhiên.
n Lý do:
n Lớp ClassD (con chung) không gọi hàm khởi tạo cho lớp ClassA 
è Hàm khởi tạo mặc nhiên của ClassA sẽ được gọi, nhưng nó 
không có – xem lớp ClassA.
class ClassD: public ClassB, public ClassC{
public:
ClassD():
ClassB("ClassB"),
ClassC("ClassC")
{
}
};
ClassD không khởi động cho ClassA
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
20
Đa thừa kế: thừa kế ảo: Minh hoạ (I)
Nếu khởi động lớp ClassA tại lớp ClassD, và 
hàm main cho sau đây:
class ClassD: public ClassB, public ClassC{
public:
ClassD():
ClassA("From ClassD"),
ClassB("ClassB"),
ClassC("ClassC")
{
}
};
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
21
Đa thừa kế: thừa kế ảo: Minh hoạ (I)
int main(){
ClassD obj;
obj.ClassB::display();
obj.ClassC::display();
obj.display();
return 0;
};
Kết quả chạy chương trình
Vì sao?
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
22
Tính đa hình trong 
lập trình hướng đối tượng
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
23
Đa hình là gì?
n Thuật ngữ 
n Đa hình = Polymorphism
n Đa hình là một khả năng của OOP, hoạt động như sau:
n (1) Một con trỏ kiểu lớp cha:
n Như ví dụ:
n
n Tại lúc chương trình thực thi (run-time), có thể được gán địa chỉ 
của đối tượng kiểu lớp con, như ví dụ sau:
n (2) Khi gọi hàm với con trỏ lớp cha (ptr ở trên) thì hàm trong lớp con 
được gọi, không phải hàm trong lớp cha.
Base* ptr;
ptr = new DerivedClass()
ptr->foo();
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
24
Đa hình là gì?
n Tại sao gọi là đa hình
n Hàm foo(), như slide trước, hoạt động như thế nào là tuỳ thuộc vào 
phiên bản nào (của lớp con nào) thật sự được gọi tại thời điểm thực 
thi
n Cũng có nghĩa: chỉ mỗi một dòng lệnh
n Cách hoạt động (hành xử) khác nhau
n Nên được gọi là đa hình
ptr->foo();
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
25
Đa hình là gì?
n Cho đến thời điểm này:
n Lời gọi hàm:
n Vẫn cứ gọi hàm foo() trong lớp cha, nghĩa là lớp BaseClass.
n Xem ví dụ sau
ptr->foo();
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
26
Đa hình: Minh hoạ (I)
class BaseClass{
public:
void foo(){
cout << "BaseClass" << endl;
}
};
class DerivedClass: public BaseClass{
public:
void foo(){
cout << "DerivedClass" << endl;
}
};
int main(){
BaseClass* ptr;
ptr = new DerivedClass();
ptr->foo();
return 0;
};
Kết quả chạy chương trình, in ra:
BaseClass
Vì sao?
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
27
Đa hình: Minh hoạ (I)
class BaseClass{
public:
void foo(){
cout << "BaseClass" << endl;
}
};
class DerivedClass: public BaseClass{
public:
void foo(){
cout << "DerivedClass" << endl;
}
};
int main(){
BaseClass* ptr;
ptr = new DerivedClass();
ptr->foo();
return 0;
};
Lý do: mô tả hàm foo() như thế này, bộ 
biên dịch hiểu rằng hàm foo() trong phát 
biểu: ptr->foo() là của lớp BaseClass. 
Nghĩa là: xác định hàm được gọi tại thời 
điểm biên dịch, nên còn gọi là “ràng buộc 
sớm” (early binding)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
28
Đa hình: Minh hoạ (I)
Khai báo nào sẽ hỗ trợ tính đa hình?
Trả lời: sử dụng từ khoá “virtual” như ví dụ sau.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
29
Đa hình: Minh hoạ (I)
class BaseClass{
public:
virtual void foo(){
cout << "BaseClass" << endl;
}
};
class DerivedClass: public BaseClass{
public:
void foo(){
cout << "DerivedClass" << endl;
}
};
int main(){
BaseClass* ptr;
ptr = new DerivedClass();
ptr->foo();
return 0;
};
Sử dụng từ khoá “virtual”
Không cần lặp lại ở lớp con
Khi chạy, in ra:
DerivedClass
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
30
Đa hình: Minh hoạ (I)
class BaseClass{
public:
virtual void foo(){
cout << "BaseClass" << endl;
}
};
class DerivedClass: public BaseClass{
public:
void foo() override{
cout << "DerivedClass" << endl;
}
};
int main(){
BaseClass* ptr;
ptr = new DerivedClass();
ptr->foo();
return 0;
};
Có thể dùng từ khoá override nếu muốn 
cho rõ ràng, từ khoá này nằm sau cùng, liền 
trước dấu {
Khi chạy, in ra:
DerivedClass
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
31
Đa hình: Minh hoạ (I)
class BaseClass{
public:
virtual void foo(){
cout << "BaseClass" << endl;
}
};
class DerivedClass: public BaseClass{
public:
void foo() override{
cout << "DerivedClass" << endl;
}
};
int main(){
BaseClass* ptr;
ptr = new DerivedClass();
ptr->foo();
return 0;
};
Hàm foo() nào được gọi, trong lớp cha hay 
lớp con; trường hợp tổng quát thì lớp con 
nào.
è Trong thời điểm thực thi mới biết.
è Gọi là ràng buộc động (dynamic 
binding)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
32
Đa hình: Bài tập
ClassA
virtual display();
ClassB
display() override;
ClassC
ClassD
display() override;
ClassE
Giả sử có hệ thống các lớp như hình, 
tất cả thừa kế đều có tính public.
Con trỏ “ptr” được khai báo:
ClassA* ptr;
Phiên bản “display” của lớp nào 
được gọi trong các dòng sau đây?
ptr = new ClassA(); ptr->display();
ptr = new ClassB(); ptr->display();
ptr = new ClassC(); ptr->display();
ptr = new ClassD(); ptr->display();
ptr = new ClassE(); ptr->display();
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
33
Đa hình: Hàm có tính abstract
n Hàm (phương thức) có tính abstract nghĩa là nó được khai 
báo rằng chưa có bản hiện thực nào gắn với nó, như ví dụ:
class BaseClass{
public:
virtual void foo() = 0;
};
Hàm có tính abstract
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
34
Đa hình: Hàm có tính abstract
n Hàm (phương thức) có tính abstract:
n Các lớp con phải hiện thực hàm có tính này.
n Lớp X nào có chứa hàm có tính này thì không thể tạo được đối 
tượng với kiểu lớp X được.
n Tại sao phải dùng tính abstract:
n Khi thiết kế các dự án lớn, có những lớp được thiết kế để chỉ quy 
định rằng lớp đó có hỗ trợ tính năng (hàm gì), còn hiện thực thì nằm 
ở lớp con thừa kế từ nó.
n Với tính năng này cộng với đa thừa kế: C++ có thể hiện thực được 
khái niệm “interface” của Java.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
35
Tổng kết
n Đến lúc này, mọi tính năng quan trọng của phương pháp 
lập trình hướng đối tượng đã được giới thiệu và minh hoạ.
n Các tính năng đã học trong phần này
n Đa thừa kế.
n Chú ý:
n Khi đa thừa kế thì có khả năng tạo thành vòng
n => dùng thừa kế ảo (từ khoá virtual)
n Một khi đã dùng từ khoá virtual, thì
n => Chú ý đến việc khởi động lớp cha chung từ lớp con 
chung.
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính
© 2017
Lập trình C/C++
36
Tổng kết
n Các tính năng đã học trong phần này
n Tính đa hình
n Đây là tính năng khá hay của OOP
n Tính năng này có được là do công việc xác định hàm được gọi 
được thực hiện tại thời điểm chương trình thực thi (run-time), 
không phải tại thời điểm biên dịch (compile-time).
n Cũng có nghĩa,
n Những hàm không có tính “virtual” thì bộ biên dịch biết được 
phiên bản nào của hàm đó được dùng ngay tại thời điểm biên 
dịch.
n Hàm có tính abstract, giúp cho quá trình thiết kế tách biệt giữa 
những quy định và hiện thực những quy định (khái niệm trừu 
tượng!)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt