OOP in Ruby - 1

Ngôn ngữ lập trình được phân ra làm nhiều loại mô hình như mô hình lập trình hướng thủ tục, lập trình hướng hàm, lập trình hướng đối tượng… Ruby là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng.

Lập trình hướng đối tượng (Object-oriented programming – OOP) là mô hình lập trình sử dụng các đối tượng để thiết kế nên kiến trúc của chương trình ứng dụng.

OOP có các khái niệm cơ bản sau đây:

Trừu tượng (Abstraction) Đa hình (Polymorphism) Đóng gói (Encapsulation) Thừa kế (Inheritance)

Khái niệm đối tượng

Đây là các thành phần cấu tạo nên một chương trình hướng đối tượng. Một đối tượng trong OOP chứa 2 thành phần là thuộc tính và phương thức, trong đó thuộc tính đơn giản chỉ là các biến chứa dữ liệu, phương thức chỉ là các hàm/thủ tục. Các đối tượng sẽ giao tiếp với nhau thông qua phương thức của chúng. Mỗi đối tượng có thể nhận/gửi thông điệp cho nhau và xử lý dữ liệu của chúng.

Để tạo một đối tượng thì chúng ta phải có lớp, lớp chính là một cái khuôn/bản vẽ/bản thiết kế… để tạo nên các đối tượng.

Ví dụ khi nói lớp Người thì chúng ta biết rằng một người bao gồm tên, tuổi, màu da, giới tính… có thể ăn, nói, nhảy múa… Còn khi nói đối tượng người thì chúng ta có đối tượng Jack, 23 tuổi, quốc tịch Mỹ, biết hát, đối tượng Jennifer 19 tuổi, quốc tịch Nauy, biết nấu ăn…

Ví dụ:

object_creation.rb
class Being

end
b = Being.new
puts b

Trong đoạn code trên chúng ta định nghĩa lớp và tạo một đối tượng từ lớp đó.

class Being

end

Để định nghĩa lớp thì chúng ta dùng cặp từ khóa class...end với tên lớp mà chúng ta muốn đặt sau từ khóa class. Hiện tại lớp này là lớp rỗng, không có gì cả.

b = Being.new

Để tạo một đối tượng thuộc lớp Being thì chúng ta ghi tên lớp rồi dùng phương thức new. Phương thức này sẽ trả về địa chỉ tham chiếu đến đối tượng vừa tạo, ở trên chúng ta lưu lại đối tượng này vào biến b.

puts b

Khi chúng ta gọi phương thức puts lên một đối tượng, phương thức này sẽ gọi phương thức to_s có trong mỗi đối tượng. Trong trường hợp của chúng ta thì do chưa định nghĩa phương thức to_s nên phương thức puts sẽ trả về địa chỉ tham chiếu đến đối tượng.

Phương thức khởi tạo

Phương thức khởi tạo là một phương thức đặc biệt, phương thức này từ động được gọi khi chúng ta tạo một đối tượng. Phương thức khởi tạo không trả về một giá trị nào cả. Mục đích chính của phương thức khởi tạo chỉ là thiết lập trạng thái cho đối tượng. Tất cả các phương thức khởi tạo trong Ruby đều có tên là initialize.

Ví dụ 1:

constructor1.rb
class Being
     def initialize
        puts "Being is created"
    end
 end
 Being.new

Trong ví dụ trên chúng ta định nghĩa phương thức initialize. Trong phương thức này chúng ta in một chuỗi string ra màn hình. Khi chúng ta gọi phương thức new, phương thức này sẽ tự động gọi phương thức initialize. Để định nghĩa một phương thức thì chúng ta dùng cặp từ khóa def...end với tên phương thức nằm phía sau từ khóa def. Ex2:

constructor2.rb
class Person
 
    def initialize name
        @name = name
    end
 
    def get_name
        @name
    end
 
end
 
p1 = Person.new "Jane"
p2 = Person.new "Beky"
 
puts p1.get_name
puts p2.get_name

Thuộc tính của một đối tượng là các biến lưu trữ giá trị của đối tượng đó. Các biến này còn được gọi là biến instance. Mỗi đối tượng đều có thuộc tính của riêng nó, tức là các đối tượng thuộc cùng một lớp thì có các biến instance khác nhau.

class Person
 
    def initialize name
        @name = name
    end

Trong đoạn code trên, hàm khởi tạo initialize nhận vào một biến tham số có tên là name, chúng ta gán giá trị của tham số đó vào biến instance @name.

def get_name
    @name
end

Chúng ta định nghĩa phương thức get_name, phương thức này trả về giá trị của biến @name. Trong Ruby các biến instance chỉ có thể truy xuất trong các phương thức.

p1 = Person.new "Jane"
p2 = Person.new "Beky"

Để truyền tham số thì chúng ta ghi phía sau tên phương thức khi gọi. Trong đoạn code trên các chuỗi “Jane”, “Beky” sẽ được truyền vào hàm initialize.

Output
1
2
Jane
Beky

Phương thức thành phần

Phương thức thành phần (hay gọi ngắn gọn là phương thức) là các hàm được định nghĩa bên trong một lớp, mục đích của phương thức là thực hiện một công việc nào đó. Thường thì phương thức sẽ làm việc với các thuộc tính của đối tượng. Phương thức rất quan trọng với tính năng đóng gói trong lập trình hướng đối tượng, đóng gói tức là chúng ta không quan tâm phương thức làm những gì mà chỉ quan tâm đến kết quả cuối cùng của phương thức mà thôi. Ex1:

method1.rb
class Person
 
    def initialize name
        @name = name
    end
 
    def get_name
        @name
    end
 
end
 
per = Person.new "Jane"
 
puts per.get_name
puts per.send :get_name

Để gọi một phương thức thì chúng ta có 2 cách.

puts per.get_name

Cách đầu tiên và cũng là phổ biến nhất là ghi tên đối tượng, dấu chấm rồi đến tên phương thức.

puts per.send :get_name

Cách thứ hai là gọi phương thức send, theo sau là tên phương thức nhưng viết dưới dạng một Symbol, tức là thêm dấu 2 chấm ":" vào trước tên phương thức.

Ex2:

method2.rb

class Circle

@@PI = 3.141592

def initialize
    @radius = 0
end

def set_radius radius
    @radius = radius
end

def area
    @radius * @radius * @@PI
end

end

c = Circle.new c.set_radius 5 puts c.area

Trong đoạn code trên chúng ta định nghĩa lớp Circle có 2 phương thức.
```Ruby
@@PI = 3.141592

Trong lớp Circle chúng ta định nghĩa một biến class là @@PI, biến class là biến dùng chung cho tất cả các đối tượng.

def initialize
    @radius = 0
end

Chúng ta định nghĩa một biến instance là @radius.

def set_radius radius
    @radius = radius
end

Phương thức set_radius sẽ nhận một tham số đầu vào và gán giá trị đó cho biến @radius.

def area
    @radius * @radius * @@PI
end

Phương thức area sẽ tính diện tích hình tròn với biến @radius và @@PI.

c = Circle.new
c.set_radius 5
puts c.area

Nếu như trong các ngôn ngữ khác, chúng ta có từ khóa return để trả về một giá trị của một phương thức thì trong Ruby giá trị này sẽ tự động được trả về ngầm bằng giá trị của câu lệnh cuối cùng được thực hiện trong phương thức. Trong đoạn code trên, phương thức puts c.area sẽ in ra giá trị được trả về là diện tích được tính bên trong phương thức area.

Output
78.5398

Quyền truy cập

Quyền truy cập tức là phạm vi truy xuất các thuộc tính và phương thức của mỗi đối tượng. Ruby có 3 loại quyền truy cập là public, protected và private. Trong Ruby, tất cả các thuộc tính đều có quyền truy cập là private và không thể thay đổi được, còn các phương thức thì mặc định có quyền truy cập là public nhưng có thể thay đổi được.

Quyền truy cập loại public cho phép chúng ta truy cập thành phần của đối tượng ở bên trong lẫn bên ngoài lớp. Quyền protected và private giống nhau ở chỗ đều không cho phép truy cập thành phần của đối tượng ở bên ngoài lớp, khác nhau ở chỗ private không gọi được với từ khóa self, còn protected thì được.

Quyền truy cập đảm bảo an toàn cho dữ liệu không bị thay đổi cho dù là cố ý hay vô ý.

Ex1:

access_modifier1.rb
class Some
         
     def method1
         puts "public method1 called"
     end
 
    public
     
     def method2
         puts "public method2 called" 
     end
      
     def method3
         puts "public method3 called"
         method1
         self.method1
     end         
end
 
s = Some.new
s.method1
s.method2
s.method3

Trong ví dụ này chúng ta sử dụng quyền truy cập public.

def method1
    puts "public method1 called"
end

Phương thức method1 có quyền truy cập mặc định là public.

public
 
  def method2
      puts "public method2 called" 
  end
 
  ...

Ngoài ra chúng ta có thể chỉ rõ cho Ruby biết là phương thức nào có quyền public bằng cách ghi từ khóa public lên trước phần định nghĩa phương thức đó, trong trường hợp này cả method2 và method3 đều có quyền truy cập là public.

s = Some.new
s.method1
s.method2
s.method3

Chỉ có các phương thức public mới có thể truy cập ở bên ngoài phần định nghĩa lớp.

public method1 called
public method2 called
public method3 called
public method1 called
public method1 called

Ex2

access_modifier2.rb

class Some
     
    def initialize
        method1
        # self.method1
    end
 
    private
     
     def method1
         puts "private method1 called" 
     end
            
end
 
 
s = Some.new
# s.method1

Để chỉ định phương thức nào là private thì chúng ta đặt từ khóa private lên trước định nghĩa phương thức đó. Các phương thức private chỉ có thể gọi được trong phần định nghĩa lớp nhưng không được sử dụng từ khóa self.

Output
private method called

Ex3:

access_modifier3.rb

class Some
     
    def initialize
        method1
        self.method1
    end
 
    protected
     
     def method1
         puts "protected method1 called" 
     end
            
end
 
 
s = Some.new
# s.method1

Tương tự như private, để chỉ định phương thức protected thì chúng ta đặt từ khóa protected lên trước định nghĩa phương thức. Phương thức protected khác private ở chỗ là chúng có thể truy cập với từ khóa self, giống private ở chỗ là không thể truy cập được ở bên ngoài phần định nghĩa lớp.

Thừa kế

Thừa kế là tính năng cho phép định nghĩa các lớp dựa trên các lớp đã có. Lớp thừa kế từ một lớp khác được gọi là lớp dẫn xuất, lớp được lớp khác thừa kế lại được gọi là lớp cơ sở. Lớp dẫn xuất thừa hưởng các thành phần của lớp cơ sở và có thể có thêm các thành phần của riêng chúng. Tính năng thừa kế cho phép lập trình viên giảm thiểu sự phức tạp của chương trình.

Ex1:

inheritance1.rb
class Being
 
    def initialize
        puts "Being class created"
    end
end
 
class Human < Being
 
   def initialize
       super
       puts "Human class created"
   end
end
 
Being.new
Human.new

Trong ví dụ trên chúng ta có 2 lớp là lớp Being và lớp Human, trong đó lớp Being là lớp cơ sở, lớp Human là lớp dẫn xuất. Tức là lớp Human kế thừa từ lớp Being.

class Human < Being

Để một lớp kế thừa từ một lớp khác thì chúng ta ghi dấu "<" vào sau tên lớp và ghi tên lớp dẫn xuất phía sau.

def initialize
    super
    puts "Human class created"
end

Phương thức super có tác dụng gọi đến hàm khởi tạo của lớp cha.

Output
Being class created
Being class created
Human class created