›
›

Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 10: Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#

Download
Chương 10  
Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
10.0 Dẫn nhập  
10.1 Tổng quát về interface và class tổng quát hóa  
10.2 Class cụ thể : Stack các số nguyên  
10.3 Class tổng quát hóa : Stack các phần tử kiểu T  
10.4 Ràng buộc về tham số kiểu hình thức  
10.5 Sử dụng class tổng quát hóa  
10.6 Kết chương  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 1  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.0 Dẫn nhập  
Chương này giới thiệu một loại class ₫ặc biệt : class tổng quát hóa,  
nó giúp người lập trình tối thiểu hóa việc viết họ các class có tính  
chất giống nhau.  
Chương này cũng giới thiệu cách miêu tả các thông tin ràng buộc  
kèm theo từng tên kiểu hình thức ₫ược dùng trong class tổng quát  
hóa, cách dùng class tổng quát hóa ₫ể yêu cầu máy sinh mã tự  
₫ộng ra class cụ thể.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 2  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.1 Tổng quát về interface và class tổng quát hóa  
Trong phương pháp xây dựng chương trình hướng ₫ối tượng,  
chương trình là tập các ₫ối tượng sống và tương tác lẫn nhau ₫ể  
hoàn thành nhiệm vụ. Số lượng các ₫ối tượng cấu thành phần mềm  
thường rất lớn, nhưng chúng thường thuộc 1 số loại xác ₫ịnh. Viết  
phần mềm hướng ₫ối tượng là quá trình lặp ₫ặc tả các loại ₫ối  
tượng cấu thành chương trình.  
Trong các chương trình lớn và phức tạp, số loại ₫ối tượng cần ₫ặc  
tả có thể lớn nên thời gian, công sức ₫ặc tả chúng cũng sẽ lớn.  
Để giảm nhẹ thời gian, công sức ₫ặc tả các ₫ối tượng, mô hình  
hướng ₫ối tượng ₫ã giới thiệu tính thừa kế : ta không ₫ặc tả ₫ối  
tượng từ ₫ầu (zero) mà dùng lại ₫ặc tả có sẵn rồi hiệu chỉnh/thêm  
các thành phần mới. Tuy nhiên, thừa kế cũng chỉ giúp giảm nhẹ  
công sức ₫ặc tả interface/class, chứ chưa triệt tiêu việc ₫ặc tả.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 3  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.1 Tổng quát về interface và class tổng quát hóa  
Trong chương này, chúng ta sẽ thấy ₫ược phương pháp khác, nó  
cũng cho phép ta giảm nhẹ và triệt tiêu việc ₫ặc tả interface/class  
cho 1 số class cấu thành ứng dụng. Phương pháp này ₫ược gọi là  
tổng quát hóa.  
Ta biết, 1 hàm không tham số chỉ có thể thực hiện 1 thuật giải cố  
₫ịnh trên các dữ liệu cố ₫ịnh và cho kết quả cố ₫ịnh, cho dù ta gọi  
nó bao nhiêu lần. Thí dụ hàm Cos() chỉ có thể tính ₫ược Cos của  
góc nào ₫ó (₫ược xác ₫ịnh cứng trong thân hàm).  
Nếu thêm tham số cho hàm, nó sẽ thực hiện 1 thuật giải nhưng trên  
các dữ liệu khác nhau mà những lần gọi khác nhau người ta truyền  
cho nó, như vậy kết quả cũng sẽ khác nhau. Thí dụ hàm Cos(x) có  
thể tính Cos của góc x bất kỳ, tùy thuộc mỗi lần gọi nó, người ta  
truyền góc nào.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 4  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.1 Tổng quát về interface và class tổng quát hóa  
Như vậy, ta nói hàm có tham số sẽ có tính năng tổng quát hơn hàm  
không tham số. Càng có nhiều tham số, hàm càng có tính tổng quát  
hơn.  
Tương tự, nếu ta ₫ặc tả 1 class bình thường như ₫ã thấy trong các  
chương trước, ta nói class dạng này là class cụ thể. Class cụ thể chỉ  
có thể chứa và xử lý các dữ liệu xác ₫ịnh trước. Class cụ thể chỉ có  
thể tạo ra các ₫ối tượng có dữ liệu ₫ược class xác ₫ịnh.  
Trong lập trình, chúng ta mơ ước có ai ₫ó viết dùm mình các class  
cụ thể mà chương trình cần. Class tổng quát hóa sẽ giúp ta ₫iều  
này. Nhiệm vụ của class tổng quát hóa là viết dùm con người các  
class cụ thể mà chương trình cần dùng.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 5  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.1 Tổng quát về interface và class tổng quát hóa  
Sự khác biệt giữa class tổng quát hóa và class cụ thể cũng giống  
như sự khác biệt giữa hàm có tham số và hàm không có tham số.  
Cụ thể ta sẽ ₫ịnh nghĩa từ 1 ₫ến n tên kiểu hình thức mà sẽ ₫ược  
dùng trong class tổng quát hóa. Trong thân của class tổng quát hóa,  
ta sẽ dùng các tên kiểu hình thức ₫ể ₫ặc tả cho các dữ liệu. Như vậy  
class tổng quát hóa không thể tạo ₫ối tượng cụ thể (₫iều này không  
có nghĩa), nó chỉ có thể tạo ra class cụ thể khi ₫ược truyền các tên  
kiểu cụ thể.  
Để thấy rõ sự khác biệt giữa class tổng quát hóa và class cụ thể,  
trước tiên ta hãy xây dựng 1 class quản lý Stack các số nguyên có  
dung lượng tùy ý, nó có 2 tác vụ chức năng là push(int) và pop().  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 6  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.2 Class cụ thể : Stack các số nguyên  
//₫ịnh nghĩa class Stack các số nguyên  
public class IntStack {  
//₫ịnh nghĩa các thuộc tính cần dùng  
private int[] data;  
private int top;  
private int max;  
//danh sách ₫ặc các số nguyên trong stack  
// chỉ số phần tử ₫ỉnh stack  
// số lượng max hiện hành của stack  
private int GROWBY = 4; //bước tăng dung lượng stack  
//hàm constructor  
public IntStack() {  
top = 0;  
max =GROWBY;  
//lúc ₫ầu, phân phối GROWBY phần tử  
data = (int[])new int[max];  
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 7  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.2 Class cụ thể : Stack các số nguyên  
//hàm push phần tử vào stack  
public bool push(int newVal) {  
int[] newdata;  
if (top==max) { //kiểm tra xem stack ₫ầy chưa  
//tạo vùng nhớ chứa các phần tử stack  
//hơn GROWBY phần tử  
try {  
newdata = (int[])new int[GROWBY+max];  
} catch (Exception e) {  
return false;  
//nếu hết bộ nhớ thì báo lỗi  
}
//copy các phần tử từ stack cũ vào stack mới  
for (int i = 0; i<max; i++) newdata[i] =data[i];  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 8  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.2 Class cụ thể : Stack các số nguyên  
//ghi nhớ vùng stack mới  
data = newdata;  
max += GROWBY;  
}
//chứa phần tử mới vào ₫ỉnh stack  
data[top++] = newVal;  
return true; //báo thành công  
}
//hiện thực hàm pop phần tử từ ₫ỉnh stack  
public int pop() {  
if (top == 0) //kiểm tra hết stack chưa  
throw new Exception ("Cạn stack");  
else return data[--top]; //return phần tử ở ₫ỉnh stack  
}
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 9  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.3 Class tổng quát hóa : Stack các phần tử kiểu T  
Đặc tả class IntStack ở mục 8.2 miêu tả stack các số nguyên. Giả  
sử trong 1 chương trình nào ₫ó, ta cần thêm stack các số thực,  
stack các chuỗi, stack các trị luận lý, stack các ₫ối tượng,...  
Nếu ta tự viết lấy các class còn lại (thường bằng cách dùng lại ₫ặc  
tả class IntStack rồi hiệu chỉnh lại các chi tiết cho phù hợp với kiểu  
phần tử trong stack mới) thì cũng ₫ược, nhưng ₫ây là cách làm tốn  
nhiều thời gian, công sức, nhưng không hiệu quả, không tin cậy,  
dễ gây lỗi,...  
Do ₫ó ta sẽ ₫ịnh nghĩa class tổng quát hóa miêu tả Stack các phần  
tử thuộc kiểu T nào ₫ó bằng cách :  
1. dùng class IntStack cụ thể, tìm và thay thế kiểu phần tử cụ thể  
(int) thành tên kiểu hình thức (T).  
2. ₫ịnh nghĩa kiểu hình thức T trong danh sách tham số của phát  
biểu class.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 10  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.3 Class tổng quát hóa : Stack các phần tử kiểu T  
//₫ịnh nghĩa class tổng quát hóa : Stack các phần tử thuộc kiểu T  
public class ValueStack <T> {  
//₫ịnh nghĩa các thuộc tính cần dùng  
private T[] data;  
private int top;  
//danh sách ₫ặc các phần tử T trong stack  
// chỉ số phần tử ₫ỉnh stack  
private int max;  
private int GROWBY = 4;  
// số lượng max hiện hành của stack  
//bước tăng dung lượng stack  
//hàm constrcutor  
public ValueStack() {  
top = 0;  
max =GROWBY;  
//lúc ₫ầu, phân phối GROWBY phần tử  
data = (T[])new T[max];  
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 11  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.3 Class tổng quát hóa : Stack các phần tử kiểu T  
//hàm push phần tử vào stack  
public bool push(T newVal) {  
T[] newdata;  
if (top==max) { //kiểm tra xem stack ₫ầy chưa  
//tạo vùng nhớ chứa các phần tử stack  
//hơn GROWBY phần tử  
try {  
newdata = (T[])new T[GROWBY+max];  
} catch (Exception e) {  
return false;  
//nếu hết bộ nhớ thì báo lỗi  
}
//copy các phần tử từ stack cũ vào stack mới  
for (int i = 0; i<max; i++) newdata[i] =data[i];  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 12  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.3 Class tổng quát hóa : Stack các phần tử kiểu T  
//ghi nhớ vùng stack mới  
data = newdata;  
max += GROWBY;  
}
//chứa phần tử mới vào ₫ỉnh stack  
data[top++] = newVal;  
return true;  
}
//báo thành công  
//hiện thực hàm pop phần tử từ ₫ỉnh stack  
public T pop() {  
if (top == 0)  
//kiểm tra hết stack chưa  
throw new Exception ("Cạn stack");  
else return data[--top];  
}
//return phần tử ở ₫ỉnh stack  
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 13  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.4 Ràng buộc về tham số kiểu hình thức  
Trong class tổng quát hóa ValueStack ₫ược ₫ịnh nghĩa ở mục 8.3,  
ta có dùng kiểu hình thức có tên là T. Nếu không có thông tin gì  
khác ngoài tên hình thức T thì trong thân của class ValueStack, ta  
chỉ có thể gán các biến dữ liệu thuộc kiểu hình thức T chứ không  
thể thực hiện ₫ược gì khác trên các dữ liệu thuộc kiểu T này.  
Trong trường hợp cần thực hiện nhiều hoạt ₫ộng xử lý khác trên  
các dữ liệu thuộc kiểu hình thức T, thí dụ gởi thông ₫iệp nhờ thực  
hiện 1 tác vụ nào ₫ó, ta phải ₫ịnh nghĩa thông tin ràng buộc về  
kiểu T.  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 14  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.4 Ràng buộc về tham số kiểu hình thức  
VC# cho phép ta ₫ịnh nghĩa thông tin ràng buộc về kiểu hình thức  
T theo cú pháp sau :  
//₫ịnh nghĩa class có 3 tham số kiểu hình thức  
class ValueStack <T, K, L>  
where T : <thông tin ràng buộc về kiểu T>  
where K : <thông tin ràng buộc về kiểu K>  
where L : <thông tin ràng buộc về kiểu L>  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 15  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.4 Ràng buộc về tham số kiểu hình thức  
Ta có thể dùng 1 trong 5 dạng ràng buộc sau ₫ây :  
1. where T: struct kiểu T phải là kiểu giá trị (kiểu cổ ₫iển)  
2. where T: class kiểu T phải là kiểu tham khảo (class,  
delegate,...)  
3. where T: new( ) kiểu T phải là kiểu ₫ối tượng và phải có  
hàm contructor không tham số (contructor mặc ₫ịnh)  
4. where T: <base class name> kiểu T phải là kiểu ₫ối tượng  
và phải tương thích với class <base class name>  
5. where T: <interface name> kiểu T phải là kiểu ₫ối tượng và  
phải tương thích với interface <interface name>  
Mặc ₫ịnh, nếu không khai báo gì thì ₫ược hiểu là where T: struct.  
Như vậy class ValueStack ₫ược ₫ịnh nghĩa ở mục 8.3 chỉ quản lý  
các dữ liệu cổ ₫iển như số nguyên, số thực,...  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 16  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.4 Ràng buộc về tham số kiểu hình thức  
Nếu muốn viết class tổng quát hóa miêu tả stack các ₫ối tượng bất  
kỳ, ta chỉ cần hiệu chỉnh lại lệnh ₫ặc tả class từ :  
class ValueStack <T>  
hay  
class ValueStack <T> where T : struct  
thành  
class RefStack <T> where T : class  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 17  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.5 Sử dụng class tổng quát hóa  
Sau khi có class cụ thể A, chương trình có thể tạo ₫ối tượng cụ thể  
thuộc class cụ thể bằng cách gọi lệnh new :  
A obj = new A();  
Bản thân class tổng quát hóa không thể tạo ra ₫ối tượng ₫ược  
dùng trong chương trình như các class thông thường. Nhiệm vụ  
của nó là tạo ra ₫ặc tả class cụ thể. Thí dụ sau khi ₫ã ₫ặc tả ₫ược 2  
class tổng quát hóa ValueStack, RefStack trong mục 8.3 và 8.4,  
nếu ta cần viết tự ₫ộng class stack các nguyên, stack các thực,... thì  
ta chỉ cần viết lệnh như sau :  
ValueStack <int> si;  
//₫ịnh nghĩa biến stack các số nguyên  
//₫ịnh nghĩa biến stack các số thực  
//biến stack các ₫ối tượng nguyên  
//biến stack các ₫ối tượng thực  
ValueStack <double> sd;  
RefStack <MyInt> sri;  
RefStack <MyDouble> srd;  
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 18  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.5 Sử dụng class tổng quát hóa  
Chương trình sau demo việc dùng ValueStack ₫ể quản lý các số  
nguyên :  
static void Main(string[] args) {  
int i;  
//₫ịnh nghĩa class stack các số nguyên và biến thuộc class này  
ValueStack<int> si = new ValueStack<int> ();  
//push lần lượt các trị từ -5 tới 5  
for (i = -5; i <= 5; i++) {  
if (!si.push(i)) {  
Console.WriteLine("Không push ₫ược nữa!!!");  
return;  
}
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 19  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
10.5 Sử dụng class tổng quát hóa  
//pop ra từng phần tử cho ₫ến khi hết stack  
try {  
while (true) {  
int ci = si.pop();  
Console.WriteLine("Trị vừa pop ra là : " + ci);  
}
}
//xử lý lỗi khi hết stack  
catch (Exception e) {  
Console.Write("Hết stack. Ấn Enter ₫ể ₫óng cửa sổ");  
Console.Read();  
}
}
Môn : Lập trình hướng ₫ối tượng  
Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính  
Chương 10 : Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#  
Slide 20  
Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM  
© 2010  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 24 trang myanh 15980 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Chương 10: Xây dựng class tổng quát hóa bằng VC#", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_lap_trinh_huong_doi_tuong_chuong_10_xay_dung_class.pdf