Các khái niệm cơ bản của phương pháp hướng đối tượng trong UML
Đối tượng là khái niệm cơ sở quan trọng nhất của cách tiếp cận hướng đối tượng. Đối tượng là một khái niệm, một sự trừu tượng hoá hay một sự vật có nghĩa trong bài toán đang khảo sát. Đó chính là các mục mà ta đang nghiên cứu, đang thảo luận ...
Đối tượng là khái niệm cơ sở quan trọng nhất của cách tiếp cận hướng đối tượng. Đối tượng là một khái niệm, một sự trừu tượng hoá hay một sự vật có nghĩa trong bài toán đang khảo sát. Đó chính là các mục mà ta đang nghiên cứu, đang thảo luận về chúng. Đối tượng là thực thể của hệ thống, của CSDL và được xác định thông qua định danh của chúng. Thông thường các đối tượng được mô tả bởi các danh từ riêng (tên gọi) hoặc được tham chiếu tới trong các mô tả của bài toán hay trong các thảo luận với người sử dụng. Có những đối tượng là những thực thể có trong thế giới thực như người, sự vật cụ thể, hoặc là những khái niệm như một công thức, hay khái niệm trừu tượng, v.v. Có một số đối tượng được bổ sung vào hệ thống với lý do phục vụ cho việc cài đặt và có thể không có trong thực tế.
Đối tượng là những thực thể được xác định trong thời gian hệ thống hoạt động. Trong giai đoạn phân tích, ta phải đảm bảo rằng các đối tượng đều được xác định bằng các định danh. Đến khâu thiết kế, ta phải lựa chọn cách thể hiện những định danh đó theo cách ghi địa chỉ bộ nhớ, gán các số hiệu, hay dùng tổ hợp một số gái trị của một số thuộc tính để biểu diễn. Theo quan điểm của người lập trình, đối tượng được xem như là một vùng nhớ được phân chia trong máy tính để lưu trữ dữ liệu (thuộc tính) và tập các hàm thao tác trên dữ liệu được gắn với nó. Bởi vì các vùng nhớ được phân hoạch là độc lập với nhau nên các đối tượng có thể tham gia vào nhiều chương trình khác nhau mà không ảnh hưởng lẫn nhau.
Những khái niệm cơ bản của phương pháp hướng đối tượng
Đối tượng là thể hiện, là một đại biểu của một lớp. Lớp là một mô tả về một nhóm các đối tượng có những tính chất (thuộc tính) giống nhau, có chung các hành vi ứng xử (thao tác gần như nhau), có cùng mối liên quan với các đối tượng của các lớp khác và có chung ngữ nghĩa trong hệ thống. Lớp chính là cơ chế được sử dụng để phân loại các đối tượng của một hệ thống. Lớp thường xuất hiện dưới dạng những danh từ chung trong các tài liệu mô tả bài toán hay trong các thảo luận với người sử dụng. Cũng như các đối tượng, lớp có thể là những nhóm thực thể có trong thế giới thực, cũng có những lớp là khái niệm trừu tượng và có những lớp được đưa vào trong thiết kế để phục vụ cho cài đặt hệ thống, v.v.
Lớp và mối quan hệ của chúng có thể mô tả trong các biểu đồ lớp biểu đồ đối tượng và một số biểu đồ khác của UML. Trong biểu đồ lớp, lớp được mô tả bằng một hình hộp chữ nhật, trong đó có tên của lớp, có thể có các thuộc tính và các hàm (phương thức) như hình 2.
Các ký hiệu mô tả lớp trong UML
Chúng ta nên đặt tên theo một qui tắc thống nhất như sau:
+ Tên của lớp thì chữ cái đầu của tất cả các từ đều viết hoa,
SinhVien, HocSinh, KhachHang, v.v.
+ Tên của đối tượng, tên của thuộc tính thì viết hoa chữ cái đầu của các từ trừ từ đầu tiên,
hoTen, danhSachSV, v.v.
+ Tên của hàm (phương thức) viết giống như tên của đối tượng nhưng có thêm cặp ngoặc đơn ‘(‘ và ‘)’,
hienThi(), nhapDiem(), v.v.
Trong biểu đồ ở giai đoạn phân tích, một lớp có thể chỉ cần có tên lớp, tên và thuộc tính, hoặc có cả tên gọi, thuộc tính và các phương thức như hình 2-5.
Giá trị (value) là một phần của dữ liệu. Các giá trị thường là các số hoặc là các ký tự. Thuộc tính của đối tượng là thuộc tính của lớp được mô tả bởi giá trị của mỗi đối tượng trong lớp đó.
Ký hiệu đối tượng trong UML
“Van Ba” và 20 là hai giá trị tương ứng với hai thuộc tính hoTen, tuoi của đối tượng sv1 trong lớp SinhVien.
Không nên nhầm lẫn giá trị với đối tượng. Các đối tượng có định danh chứ không phải là các giá trị. Có thể có ba sinh viên cùng tên “Van Ba”, nhưng trong hệ thống các sinh viên này phải được quản lý theo định danh để xác định duy nhất từng đối tượng. Giá trị có thể là các giá trị của các kiểu dữ liệu nguyên thuỷ như các kiểu số hoặc các kiểu xâu ký tự, hoặc là tập hợp của các giá trị nguyên thuỷ.
Các dữ liệu thành phần của một lớp có thể được bao gói thông qua các thuộc tính quản lý sự truy nhập để phục vụ việc che giấu thông tin của phương pháp hướng đối tượng. Trong UML ta có thể sử dụng các ký hiệu để đặc tả các thuộc tính đó.
Ký hiệu: ‘+’ đứng trước tên thuộc tính, hàm xác định tính công khai (public), mọi đối tượng trong hệ thống đều nhìn thấy được. Nghĩa là mọi đối tượng đều có thể truy nhập được vào dữ liệu công khai. Trong Rose [17] ký hiệu là ổ khoá không bị khoá.
‘#’ đứng trước tên thuộc tính, hàm xác định tính được bảo vệ (protected),chỉ những đối tượng có quan hệ kế thừa với nhau nhìn thấy được. Trong Rose ký hiệu là ổ khoá bị khoá, nhưng có chìa để bên cạnh.
‘-‘ đứng trước tên thuộc tính, hàm xác định tính sở hữu riêng (private), chỉ các đối tượng trong cùng lớp mới nhìn thấy được. Trong Rose ký hiệu là ổ khoá bị khoá và không có chìa để bên cạnh.
Trong trường hợp không sử dụng một trong ba ký hiệu trên thì đó là trường hợp mặc định. Thuộc tính quản lý truy cập mặc định của những hệ thống khác nhau có thể khác nhau,
Trong C++, các thuộc tính mặc định trong lớp được qui định là private, còn trong Java lại qui định khác, đó là những thuộc tính rộng hơn private.
Những thuộc tính trên thiết lập quyền truy cập cho mọi đối tượng trong các lớp, các gói, các hệ thống con của hệ thống phần mềm [2, 3].
Thao tác là một hàm hay thủ tục có thể áp dụng (gọi hàm) cho hoặc bởi các đối tượng trong một lớp. Khi nói tới một thao tác là ngầm định nói tới một đối tượng đích để thực hiện thao tác đó.
Thao tác (hàm) hienThi() của lớp MonHoc khi gọi để hiển thị các về sinh viên học một môn học cụ thể như “Lập trình hướng đối tượng” chẳng hạn.
Một phương thức là một cách thức cài đặt của một thao tác trong một lớp [14].
Một số thao tác có thể là đa xạ, được nạp chồng, nghĩa là nó có thể áp dụng cho nhiều lớp khác nhau với những nội dung thực hiện có thể khác nhau, nhưng cùng tên gọi.
Lớp ThietBi có hàm tinhGia(). Hàm này có thể nạp chồng, bởi vì có nhiều phương thức (công thức) tính giá bán khác nhau tuỳ thuộc vào từng loại thiết bị. Tất cả các phương thức này đều thực hiện một nhiệm vụ tinhGia(), nhưng được cài đặt với nội dung (các đoạn chương trình) khác nhau. Hệ thống hướng đối tượng tự động chọn phương thức tương ứng với ngữ cảnh của đối tượng đích để thực hiện.
Tương tự như các dữ liệu thành phần, các phương thức cũng được quản lý truy cập và được ký hiệu như trên.
Một số tác giả ([10], [11], [15]) không phân biệt thao tác, hàm với phương thức mà có thể đồng nhất chúng với nhau trong quá trình phân tích, thiết kế và lập trình. Trong các phần sau chúng ta gọi chung là hàm hoặc hàm thành phần.