Tài liệu hướng dẫn thực hành môn Phương pháp lập trình hướng đối tượng

Tác giả:

Môn PPLTHĐT

Nguyễn Minh Huy

Phạm Minh Tuấn

Cập nhật

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Trương Phước Lộc

Trần Duy Quang

Mục đích

Giới thiệu một số khái niệm về đa hình trong lập trình hướng đối tượng, xem xét vấn đề

virtual destructor, làm bài tập áp dụng.

Nội dung

-

Hàm ảo và liên kết động.

Hàm thuần ảo và lớp trừu tượng.

Virtual destructor.

Bài tập.

Yêu cầu

Nắm vững những nội dung được trình bày trong các bài hướng dẫn thực hành từ tuần 1

đến tuần 7.

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Hàm ảo và liên kết động

1. Hàm ảo và liên kết động

Một tính chất quan trọng trong kế thừa là lớp kế thừa có thể đóng vai trò của lớp cơ sở.

Điều này có nghĩa là chúng ta có thể truy xuất lớp kế thừa thông qua con trỏ của lớp cơ

sở. Để hiểu rõ tính chất này chúng ta xét ví dụ sau:

#include "iostream.h"

class Animal

{

public:

vector<Animal *> GiveBirth();

int GiveMilk();

void Talk()

{

cout << "Don't know how to talk!" << endl;

}

};

class Cat: public Animal

{

public:

void Talk()

{

cout << "Meo meo!" << endl;

}

};

void main()

{

Cat

obj;

Animal

*p = &obj;

obj.Talk();

p->Talk();

}

Trong ví dụ trên, obj là đối tượng thuộc lớp Cat, p là con trỏ thuộc lớp Animal. Do lớp

Cat kế thừa từ lớp Animal nên đối tượng của lớp Cat có thể đóng vai trò đối tượng của

lớp Animal. Con trỏ p trỏ đến đối tượng obj, lúc này thông qua p, chúng ta có thể cư xử

với đối tượng obj như là một đối tượng của lớp Animal. Vì vậy, p->Talk() sẽ gọi thực

hiện phương thức Talk() của lớp Animal.

Bây giờ chúng ta sửa lại phương thức Talk() của lớp Animal như sau:

Tploc/[email protected]n

1

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Hàm ảo và liên kết động

virtual void Talk()

{

cout << "Don't know how to talk!" << endl;

}

Lúc này p->Talk() sẽ gọi thực hiện phương thức Talk() của lớp Cat, chính là lớp của đối

tượng mà p đang trỏ đến. Hàm Talk() của lớp Animal khi đó được gọi là hàm ảo.

Chỉnh sửa lại hàm main() như sau:

void main()

{

Animal

Cat

a;

c;

Animal

*p;

p = &a;

p->Talk();

p = &c;

p->Talk();

}

Xem xét các dòng p->Talk(), chúng ta thấy rằng việc p->Talk() sẽ gọi thực hiện hàm nào

tùy thuộc vào p đang trỏ đến đối tượng nào. Điều này gọi là liên kết động trong lập trình

hướng đối tượng.

Tploc/[email protected]n

2

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Hàm thuần ảo và lớp trừu tượng

2. Hàm thuần ảo và lớp trừu tượng

Hàm thuần ảo

Hàm thuần ảo (pure virtual function) là hàm ảo nhưng chỉ có phần khai báo mà không có

phần cài đặt. Hàm thuần ảo được dùng trong trường hợp việc cài đặt của nó trong lớp cơ

sở không quan trọng, sự xuất hiện của nó chỉ có ý nghĩa đối với những lớp kế thừa. Chính

những lớp kế thừa sẽ phải viết cài đặt cho những hàm này.

Trong C++, để khai báo hàm thuần ảo, chúng ta thêm “ = 0” vào phía sau hàm ảo. Xét ví

dụ sử dụng hàm thuần ảo:

#include "iostream.h"

class Animal

{

public:

vector<Animal *> GiveBirth();

int GiveMilk();

virtual void Talk() = 0;

};

class Cat: public Animal

{

public:

void Talk()

{

cout << "Meo meo!" << endl;

}

};

class Dog: public Animal

{

public:

void Talk()

{

cout << "Gau gau!" << endl;

}

};

void main()

{

Cat

c;

Dog d;

c.Talk();

d.Talk();

Tploc/[email protected]n

3

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Hàm thuần ảo và lớp trừu tượng

}

Trong ví dụ trên, hàm Talk() của lớp Animal là hàm thuần ảo, chúng ta không cần viết

cài đặt cho nó. Các lớp Cat và Dog kế thừa từ Animal phải viết phần cài đặt này.

Lớp trừu tượng

Lớp trừu tượng (abstract class) là lớp đối tượng có chứa ít nhất một hàm thuần ảo. Do các

hàm thuần ảo chỉ có phần khai báo mà không có phần cài đặt nên chúng ta không thể tạo

đối tượng từ lớp trừu tượng. Như vậy lớp trừu tượng chỉ được dùng để những lớp khác kế

thừa.

Xét những ví dụ sau để hiểu rõ hơn về lớp trừu tượng:

Animal

a;

// Loi, khong the tao doi tuong tu lop truu tuong.

// Duoc phep.

*p = new Animal;

*q = new Cat;

Cat

obj;

Animal

*r = &obj;

// Duoc phep.

Tploc/[email protected]n

4

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Virtual destructor

3. Virtual destructor

Xét ví dụ sau:

class A

{

private:

int

*m_pDataOfA;

public:

A()

{

m_pDataOfA = new int[1000];

}

~A()

{

cout << "Destructor of class A.";

delete []m_pDataOfA;

}

};

class B: public A

{

private:

int

*m_pDataOfB;

public:

B()

{

m_pDataOfB = new int[1000];

}

~B()

{

cout << "Destructor of class B.";

delete []m_pDataOfB;

}

};

void main()

{

A

*p = new B;

delete p;

}

Tploc/[email protected]n

5

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Virtual destructor

Trong đoạn chương trình trên, một đối tượng thuộc lớp B được khởi tạo và con trỏ p

thuộc lớp A giữ địa chỉ của đối tượng này. Khi thực hiện delete p, hàm hủy của lớp A

được gọi và vùng nhớ cấp phát m_pDataOfA được giải phóng. Còn vùng nhớ cấp phát

cho m_pDataOfB thì sao? Nó vẫn không được giải phóng!!! Nguyên nhân là do chúng ta

đang truy xuất đến đối tượng thuộc lớp B thông qua con trỏ thuộc lớp A. Và điều này làm

cho đối tượng thuộc lớp B cư xử giống như nó đang là đối tượng thuộc lớp A (giống

trường hợp hàm Talk() của lớp Animal ở phần 1).

Để giải quyết vấn đề này, hàm hủy của lớp A cần phải là hàm ảo. Lúc này delete p sẽ gọi

hàm hủy của B, chính là lớp của đối tượng mà p đang trỏ đến. Đây chính là lý do hàm

hủy của lớp đối tượng luôn phải được khai báo là hàm ảo.

Tploc/[email protected]n

6

Hướng dẫn thực hành tuần 8

Bài tập

4. Bài tập

1. Áp dụng liên kết động để làm lại bài tập tuần 6 (bài nông trại). Hãy so sánh giữa 2

cách làm (không dùng liên kết động và có dùng liên kết động) và rút ra ưu điểm

của cách dùng liên kết động.

2. Đồ án: tạo sơ đồ lớp của đồ án

Tploc/[email protected]n

7

Tài liệu hướng dẫn thực hành môn Phương pháp lập trình hướng đối tượng - Tuần 8: Hàm ảo và liên kết động