Lập trình Hướng Đối Tượng (OOP): Chìa Khóa Để Xây Dựng Phần Mềm Mạnh Mẽ

Lập trình hướng đối tượng (Object-Oriented Programming - OOP) là một cách viết mã máy tính tập trung vào việc tạo ra các "đối tượng" (Object). Những đối tượng này giống như phiên bản kỹ thuật số của những thứ mà chúng ta thấy trong thế giới thực. Cũng như các đối tượng thực tế có các đặc điểm và có thể làm những việc nhất định, các đối tượng OOP có dữ liệu và chức năng được tích hợp sẵn.

Hãy cùng nhau làm rõ các khái niệm OOP chính:

Đối tượng (Object)

Nghĩ về đối tượng như những thùng chứa cả dữ liệu và chức năng.
Ví dụ: Một đối tượng "Xe hơi" có thể chứa dữ liệu (màu sắc, mẫu xe) và các chức năng (khởi động động cơ, phanh).

Lớp (Class)

Lớp giống như bản thiết kế để tạo ra các đối tượng.
Chúng xác định dữ liệu và chức năng mà một đối tượng sẽ có.
Ví dụ: Một lớp "Xe hơi" định nghĩa tất cả các đối tượng xe hơi sẽ trông như thế nào.

Kế thừa (Inheritance)

Cho phép các lớp mới được dựa trên các lớp hiện có.
Lớp mới thừa kế các thuộc tính và phương thức từ lớp cha.
Ví dụ: Một lớp "Xe điện" có thể kế thừa từ lớp "Xe hơi".

Đóng gói (Encapsulation)

Giữ các hoạt động bên trong của một đối tượng ẩn giấu khỏi thế giới bên ngoài.
Chỉ công khai những gì cần thiết thông qua các phương thức công khai.
Ví dụ: Bạn có thể khởi động một chiếc xe, nhưng bạn không cần phải biết chính xác cách động cơ hoạt động.

Đa hình (Polymorphism)

Cho phép các đối tượng của các lớp khác nhau được xử lý như các đối tượng của một lớp cha chung.
Ví dụ: Các loại phương tiện khác nhau (xe hơi, xe đạp, thuyền) đều có thể có phương thức "di chuyển", nhưng mỗi loại sẽ triển khai nó khác nhau.

Trừu tượng (Abstraction)

Đơn giản hóa các hệ thống phức tạp bằng cách chia chúng thành các phần dễ quản lý hơn.
Giấu các chi tiết không cần thiết và chỉ công khai các đặc điểm thiết yếu của một đối tượng.
Ví dụ: Khi lái xe, bạn chỉ cần biết cách sử dụng vô lăng, bàn đạp và cần số. Bạn không cần hiểu tất cả các cơ chế phức tạp xảy ra dưới mui xe.

Trừu tượng cho phép lập trình viên tạo ra các mô hình đơn giản hóa của các đối tượng hoặc quy trình trong thế giới thực, giúp mã dễ hiểu và duy trì hơn. Nó thường được coi là một trong những nguyên tắc cơ bản của OOP bên cạnh đóng gói, kế thừa và đa hình.

OOP giúp tổ chức mã, làm cho nó dễ tái sử dụng và có thể làm cho các chương trình phức tạp trở nên đơn giản hơn để hiểu và duy trì.

Ví dụ

# Trừu tượng và Đóng gói (Abstraction và Encapsulation)
class Vehicle
  def initialize(brand)
    @brand = brand  # Biến thể hiện (instance variable) được đóng gói
  end

  def start_engine
    puts "Động cơ đang khởi động..."
  end

  # Phương thức trừu tượng (Abstract method)
  def move
    raise NotImplementedError, "Bạn phải triển khai phương thức move"
  end
end

# Kế thừa (Inheritance)
class Car < Vehicle
  def initialize(brand, model)
    super(brand)
    @model = model
  end

  # Đóng gói (Encapsulation): Phương thức getter
  def info
    "#{@brand} #{@model}"
  end

  # Đa hình (Polymorphism): Triển khai phương thức trừu tượng (abstract method)
  def move
    puts "Xe hơi đang chạy trên đường"
  end
end

# Một lớp khác cho ví dụ về Đa hình (Polymorphism)
class Boat < Vehicle
  def move
    puts "Thuyền đang đi trên nước"
  end
end

# Tạo đối tượng (object)
my_car = Car.new("Toyota", "Corolla")
my_boat = Boat.new("Yamaha")

# Sử dụng đối tượng
puts my_car.info  # Output: Toyota Corolla
my_car.start_engine  # Output: Động cơ đang khởi động...
my_car.move  # Output: Xe hơi đang chạy trên đường
my_boat.move  # Output: Thuyền đang đi trên nước

# Đa hình (Polymorphism)
vehicles = [my_car, my_boat]
vehicles.each { |vehicle| vehicle.move }

Mã này minh họa:

Đối tượng: my_car và my_boat là các đối tượng.
Lớp: Vehicle, Car, và Boat là các lớp.
Kế thừa: Car và Boat kế thừa từ Vehicle.
Đóng gói: Các biến thể hiện như @brand là riêng tư, được truy cập thông qua các phương thức.
Đa hình: Cả Car và Boat đều triển khai move theo cách khác nhau.
Trừu tượng: Vehicle cung cấp một phương thức trừu tượng move.

Mối quan hệ giữa các đối tượng

Liên kết (Association)

Đại diện cho mối quan hệ giữa hai hoặc nhiều đối tượng
Các đối tượng được liên kết nhưng có thể tồn tại độc lập
Ví dụ: Một đối tượng Giáo viên có thể liên kết với nhiều đối tượng Học sinh

Tập hợp (Aggregation)

Một dạng đặc biệt của liên kết
Đại diện cho mối quan hệ "có một"
Đối tượng được chứa có thể tồn tại độc lập với đối tượng chứa
Ví dụ: Một Phòng ban có các Nhân viên, nhưng Nhân viên có thể tồn tại mà không cần Phòng ban

Thành phần (Composition)

Một dạng mạnh hơn của tập hợp
Đại diện cho mối quan hệ "là một phần của"
Đối tượng được chứa không thể tồn tại độc lập với đối tượng chứa
Ví dụ: Một Ngôi nhà được tạo thành từ các Phòng; Các Phòng thường không tồn tại bên ngoài một Ngôi nhà

Những khái niệm này mô tả các cách mà các đối tượng có thể liên quan đến nhau trong OOP, giúp mô hình hóa các hệ thống và mối quan hệ phức tạp một cách chính xác hơn.