Category: Ngôn ngữ lập trình Java

Chuyển đổi dữ liệu từ định dạng XML sang định dạng JSON và ngược lại sử dụng bộ thư viện JAXB và Gson

Giới thiệu

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu kỹ thuật cơ bản trong Java chuyển đổi dữ liệu sang định dạng Json sử dụng bộ thư viện Gson và định dạng XML sử dụng bộ thư viện JAXB.

Những nội dung chính được trình bày trong bài này:

  • Giới thiệu bộ thư viện Gson.
  • Giới thiệu bộ thư viện JAXB.
  • Kỹ thuật đọc / ghi dữ liệu theo định dạng Json sử dụng bộ thư viện Gson.
  • Kỹ thuật đọc / ghi dữ liệu theo định dạng XML sử dụng bộ thư viện JAXB.

Kế hoạch thực hiện chung

Chúng ta cùng lên kế hoạch thực hiện chung cho nhóm bài này bằng MindMap như sau:

Giới thiệu bộ thư viện Gson

Gson (https://github.com/google/gson) là một bộ thư viện dành cho ngôn ngữ Java, cho phép người sử dụng chuyển đổi một đối tượng Java (lưu trữ dữ liệu) sang định dạng chuỗi Json và có thể chuyển đổi ngược lại từ một chuỗi Json sang một đối tượng Java.

Gson có thể làm việc với các đối tượng Java tùy ý bao gồm các đối tượng hiện có mà không cần có mã nguồn của chúng.

Từ phiên bản 1.6, Gson giới thiệu hai lớp xử lý mới – JsonReader và JsonWriter để cung cấp tiến trình xử lý trực tiếp trên dữ liệu Json.

  • JsonWriter – Ghi trực tiếp thành Json. Cú pháp để thực thi tổng quan như sau. Chúng ta tạo một đối tượng JsonWriter. Để bắt đầu và kết thúc việc tạo một chuỗi Json, chúng ta sử dụng phương thức beginObject() và endObject(). Trong khoảng giữa việc thực thi hai phương thức này, chúng ta thực hiện việc ghi dữ liệu với những cặp (khóa => giá trị).

JsonWriter writer = new JsonWriter();

writer.beginObject();

writer.name("khóa").value("giá trị");

writer.endObject();

  • JsonReader – Đọc trực tiếp từ Json. Cú pháp để thực thi tổng quát như sau. Chúng ta tạo một đối tượng JsonReader. Để bắt đầu và kết thúc việc đọc một chuỗi Json, chúng ta sử dụng phương thức beginObject() và endObject(). Trong khoảng giữa việc thực thi hai phương thức này, chúng ta thực hiện việc ghi dữ liệu với những cặp (khóa => giá trị).

JsonReader reader = new JsonReader();

reader.beginObject();

while (reader.hasNext()) {

String name = reader.nextName();

if (name.equals("key")) { String value = reader.nextString(); }

}

reader.endObject();

Gson xử lý trực tiếp nhanh. Tuy nhiên, chúng ta cần xử lý từng cặp (khóa => giá trị) xử lý dữ liệu Json.

Giới thiệu bộ thư viện JAXB

JAXB là viết tắt của Java Architecture for XML Binding, là một thư viện sử dụng các chú thích để chuyển đổi các đối tượng Java thành nội dung XML và ngược lại.

Vì JAXB được định nghĩa thông qua một đặc tả, chúng ta có thể sử dụng các triển khai khác nhau cho tiêu chuẩn này.

Với JAXB, chúng ta thường sử dụng các chú thích cơ bản sau, cụ thể là:

  • @XmlRootElement: Annotation này chỉ rõ thẻ ngoài cùng của file XML là gì và do đó, nó được khai báo trên đầu một lớp.
  • @XmlElementWrapper: Annotation này tạo ra một phần tử XML bao quanh một danh sách.
  • @XmlElement: Annotation này sử dụng để khai báo một thuộc tính của đối tượng là một thẻ của file XML.
  • @XmlAttribute: Annotation này cũng được sử dụng để khai báo một thuộc tính của đối tượng là một thẻ của file XML.

Cú pháp để thực hiện chung là như sau. Đầu tiên, chúng ta sẽ khởi tạo đối tượng JAXBContext với đối tượng MyObject để chuyển đổi.

JAXBContext jaxbContext = JAXBContext.newInstance(MyObject.class);

Trong đối tượng JAXBContext này, nó có một phương thức để tạo một đối tượng chuyển đổi nội dung XML thành một đối tượng Java, Unmarshaller.

Unmarshaller jaxbUnmarshaller = jaxbContext.createUnmarshaller();

Trong đối tượng JAXBContext này, nó có một phương thức để tạo đối tượng chuyển đổi đối tượng Java thành nội dung XML là Marshaller.

Marshaller marshallerObj = jaxbContext.createMarshaller ();

Thiết lập chương trình

Bước 1.

Chúng ta thực hiện tạo một project Java mới.

Chúng ta đặt tên project là XmlToJsonExample.

Bước 2.

Chúng ta nhấn chuột phải vào tên project.

Chúng ta lựa chọn New → Folder để tạo thư mục mới.

Bước 3.

Màn hình tạo thư mục mới hiện ra.

Chúng ta đặt tên thư mục là data.

Thư mục này sẽ dùng để lưu trữ những file dữ liệu XML và Json sẵn có.

Chúng ta lựa chọn nút Finish để thực hiện.

Bước 4.

Chúng ta thực hiện download file gson-2.8.5.jar tại địa chỉ:

Here

Bước 5.

Chúng ta tiếp tục tạo các thư mục:

  • Thư mục input và output nằm bên trong thư mục data.
  • Thư mục lib để lưu trữ các thư viện.

Chúng ta chép file gson-2.8.5.jar vào trong thư mục lib.

Bước 6.

Chúng ta nhấn chuột phải vào tên project.

Chúng ta lựa chọn Properties.

Bước 7.

Màn hình tùy chỉnh Properties hiện ra.

Chúng ta lựa chọn mục Java Build Path và tab Libraries.

Chúng ta lựa chọn nút Add JARs để thực hiện nạp thêm thư viện.

Bước 8.

Màn hình JAR Selection hiện ra.

Chúng ta lựa chọn file gson-2.8.5.jar trong thư mục lib.

Chúng ta lựa chọn nút OK để thực hiện.

Bước 9.

Quay trở lại cửa sổ Properties.

Chúng ta nhận thấy thư viện gson-2.8.5.jar đã được nạp vào project.

Chúng ta lựa chọn nút Apply and Close để thực hiện.

Bước 10.

Màn hình chính của project hiện ra.

Chúng ta nhận thấy trong mục Referenced Libraries đã hiển thị thông tin về thư viện gson-2.8.5.jar.

Đặc tả XML và Json

Bước 1.

Chúng ta sẽ đặc tả định dạng XML / Json đối với mối quan hệ giữa các đối tượng sau:

  • Quan hệ <1 – n> giữa <department – role>.
  • Quan hệ <1 – n> giữa <role – person>.

Bước 2.

Chúng ta tạo ra 02 file sample.json và sample.xml trong folder data / input.

Bước 3.

Chúng ta đặc tả dữ liệu trong file sample.xml như sau:

Bước 4.

Chúng ta đặc tả dữ liệu trong file sample.json như sau:

Thực hiện chương trình

Đặc tả đối tượng

Bước 1 – Tạo mới các đối tượng.

Chúng ta tạo ra package model để lưu trữ các đối tượng.

Chúng ta tạo ra các class tương ứng với đặc tả trong XML / Json như sau:

Bước 2 – Đặc tả đối tượng Role – Thuộc tính.

Trước tiên chúng ta đặc tả đối tượng Role với những thuộc tính sau:

Những kỹ thuật lập trình đáng chú ý:

  • Chúng ta định nghĩa annotation @XmlRootElement(name = "role") vào phía trên của tên lớp đối tượng.
  • Điều này giúp cho JAXB biết được rằng đối tượng Role sẽ liên hệ trực tiếp đến thẻ trong định dạng XML.

Bước 3 – Đặc tả đối tượng Role – Phương thức.

Tiếp theo chúng ta đặc tả những phương thức của đối tượng Role:

Những kỹ thuật lập trình đáng chú ý:

  • Chúng ta định nghĩa annotation @XmlAttribute(name = "id") vào phía trên tên của phương thức getId().
  • Điều này giúp cho JAXB biết được rằng thuộc tính id sẽ là một thuộc tính nội tại của thẻ <role> trong định dạng XML.
  • Chúng ta tiếp tục định nghĩa annotation @XmlElement(name = "position") vào phía trên tên của phương thức getPosition() và annotation @XmlElement(name = "salary") vào phía trên tên của phương thức getSalary().
  • Điều này giúp cho JAXB biết được rằng thuộc tính position và salary sẽ là 02 thuộc tính nội tại của thẻ <role> được định nghĩa thành thẻ riêng <position> và <salary> trong định dạng XML.

Bước 4 – Đặc tả đối tượng Person – Thuộc tính.

Trước tiên chúng ta đặc tả đối tượng Person với những thuộc tính sau:

Bước 5 – Đặc tả đối tượng Person – Phương thức.

Tiếp theo chúng ta đặc tả những phương thức của đối tượng Person:

Bước 6 – Đặc tả đối tượng Department – Thuộc tính.

Trước tiên chúng ta đặc tả đối tượng Department với những thuộc tính sau:

Bước 7 – Đặc tả đối tượng Department – Phương thức.

Tiếp theo chúng ta đặc tả những phương thức của đối tượng Department:

Những kỹ thuật lập trình đáng chú ý:

  • Chúng ta định nghĩa những annotation @XmlElementWrapper(name = "roles") và @XmlElement(name = "role") vào phía trên của phương thức getRoles().
  • Chúng ta định nghĩa những annotation @XmlElementWrapper(name = "persons") và @XmlElement(name = "person") vào phía trên của phương thức getPersons().
  • Thứ nhất, điều này giúp cho JAXB biết được rằng thuộc tính roles và persons sẽ là 02 thuộc tính nội tại của thẻ <department> được định nghĩa thành thẻ riêng <roles> và <persons> trong định dạng XML.
  • Thứ hai, điều này giúp cho JAXB biết được rằng là thẻ <roles> sẽ bao quanh một danh sách những thẻ <role> bên trong.
  • Tương tự nhu vậy, điều này giúp cho JAXB biết được rằng là thẻ <persons> sẽ bao quanh một danh sách những thẻ <person> bên trong.

Bước 8 – Đặc tả đối tượng XMLModel

Đây là đối tượng được đặc tả tương ứng với những thẻ ngoài cùng của sample.xml.

Chúng ta đặc tả đối tượng XMLModel như sau:

Đặc tả xử lý

Bước 1 – Tạo mới các lớp xử lý

Chúng ta tạo ra package service để lưu trữ các lớp xử lý.

Chúng ta tạo ra các class xử lý sau:

Bước 2 – Đặc tả lớp xử lý XMLService – Định nghĩa phương thức

Chúng ta đặc tả lớp xử lý XMLService với những phương thức như sau:

  • Phương thức getObjectFromXmlFile() thực hiện tác vụ trích xuất dữ liệu từ một file XML và chuyển đổi thành một đối tượng Java.
  • Phương thức getObjectFromXMLString() thực hiện tác vụ trích xuất dữ liệu từ một chuỗi định dạng XML và chuyển đổi thành một đối tượng Java.
  • Phương thức parseObjectToXml() thực hiện tác vụ chuyển đổi dữ liệu được lưu trữ trong một đối tượng Java thành định dạng XML và lưu thành file.

Bước 3 – Đặc tả lớp xử lý XMLService – Hiện thực getObjectFromXmlFile().

Chúng ta hiện thực phương thức getObjectFromXmlFile() như sau:

Bước 4 – Đặc tả lớp xử lý XMLService – Hiện thực getObjectFromXMLString().

Chúng ta hiện thực phương thức getObjectFromXMLString() như sau:

Bước 5 – Đặc tả lớp xử lý XMLService – Hiện thực parseObjectToXml().

Chúng ta hiện thực phương thức parseObjectToXml() như sau:

Bước 6 – Đặc tả lớp xử lý JsonService – Định nghĩa phương thức.

Chúng ta đặc tả lớp xử lý JsonService với những phương thức như sau:

  • Phương thức getDataFromJsonFile() thực hiện tác vụ trích xuất dữ liệu từ một file Json.
  • Phương thức writeDataToJsonFile() thực hiện chuyển đổi dữ liệu thành định dạng Json và ghi ra thành file.

Bước 7 – Đặc tả lớp xử lý JsonService – Hiện thực getDataFromJsonFile().

Chúng ta hiện thực phương thức getDataFromJsonFile() như sau:

Tiếp tục với phần nội dung bên trong đoạn mã:

else if (nameRole.equals("persons")) {}

Bước 8 – Đặc tả lớp xử lý JsonService – Hiện thực writeDataToJsonFile().

Chúng ta hiện thực phương thức writeDataToJsonFile() như sau:

Bước 9 – Đặc tả lớp xử lý XmlToJsonService – Định nghĩa phương thức.

Chúng ta đặc tả lớp xử lý XmlToJsonService với những phương thức như sau:

  • Phương thức transformXmlToJson() thực hiện tác vụ trích xuất dữ liệu từ một file XML và chuyển đổi thành định dạng Json và ghi thành file.
  • Phương thức transformJsonToXml() thực hiện tác vụ trích xuất dữ liệu từ một file Json và chuyển đổi thành định dạng XML và ghi thành file.

Bước 10 – Đặc tả lớp xử lý XmlToJsonService – Hiện thực transformXmlToJson().

Chúng ta hiện thực phương thức transformXmlToJson() như sau:

Bước 11 – Đặc tả lớp xử lý XmlToJsonService – Hiện thực transformJsonToXml().

Chúng ta hiện thực phương thức transformJsonToXml() như sau:

Thực thi chương trình.

Chúng ta thực thi chương trình như sau:

Kết luận

Trong nội dung bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu những công nghệ:

  • Đọc và ghi dữ liệu theo định dạng XML với bộ thư viện JAXB.
  • Đọc và ghi dữ liệu theo định dạng Json với bộ thư viện Gson.

Trong những bài tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu những bộ thư viện khác để có nhiều sự chọn lựa hơn khi xử lý 02 định dạng này.

Phương pháp sinh – Java

Giới thiệu

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu một số bài toán cơ bản về phương pháp sinh.

Phương pháp sinh có thể áp dụng để giải bài toán liệt kê tổ hợp.

Hai điều kiện để có thể áp dụng phương pháp sinh:

  • Xác định được một thứ tự trên tập các cấu hình tổ hợp. Từ đó suy ra cấu hình đầu tiên và cấu hình cuối cùng.
  • Xây dựng được thuật toán từ một cấu hình trung gian. Từ đó sinh ra cấu hình kế tiếp.

Những bài toán được tìm hiểu trong bài này:

  • Sinh các dãy nhị phân độ dài n.
  • Liệt kê các tập con k phần tử của tập {1, 2, …, n} theo thứ tự từ điển.
  • Liệt kê các hoán vị của {1, 2, …, n} theo thứ tự từ điển.

Thiết kế chương trình

Bước 1.

Chúng ta tạo một Java Project trong Eclipse IDE và đặt tên là JavaAlgorithmGenerationMethod.

Chúng ta tiếp tục tạo package main và class Main.java cùng phương thức main() mặc định.

Bước 2.

Chúng ta tạo package algorithm và class GenerationAlgorithm.java.

Chúng ta cũng định nghĩa những phương thức chính để thực hiện các bài toán đặt ra.

Phương thức generateBinarySequences()

Phương thức generateBinarySequences() được đặc tả để sinh một dãy nhị phân độ dài n.

Một dãy nhị phân độ dài n là một dãy x[1…n] trong đó x[i] ∈ {0, 1} (∀i : 1 ≤ i ≤ n).

Ví dụ: Khi n = 3, chúng ta có 8 dãy nhị phân độ dài 3 được liệt kê lần lượt như sau:

{000; 001; 010; 011; 100; 101; 110; 111}

Như vậy dãy đầu tiên sẽ là 00…0 và dãy cuối cùng sẽ là 11…1.

Ý tưởng giải thuật:

  • Xét từ cuối dãy về đầu (xét từ hàng đơn vị lên), tìm số 0 gặp đầu tiên.
  • Nếu thấy thì thay số 0 đó bằng số 1 và đặt tất cả các phần tử phía sau vị trí đó bằng 0.
  • Nếu không thấy thì thì toàn dãy là số 1, đây là cấu hình cuối cùng.

Bước 1.

Chúng ta định nghĩa một mảng gồm n phần tử.

Bước 2.

Chúng ta gán giá trị 0 cho từng phần tử trong mảng.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện thuật toán sinh trong vòng lặp while() {}.

Nội dung chính của thuật toán bao gồm các bước từ 3.1 đến 3.4.

Bước 3.1.

Tại từng bước lặp, chúng ta nhận được một dãy nhị phân.

Chúng ta thêm dãy nhị phân này vào danh sách sequences.

Bước 3.2.

Chúng ta duyệt các phần tử từ cuối dãy trở lại.

Bước 3.3.

Chúng ta thực hiện điều chỉnh giá trị của x[i] và những phần tử đứng sau trên dãy.

Bước 3.4.

Thuật toán sinh dừng lại khi đã sinh ra dãy 11…1.

Thử nghiệm

Chúng ta thử nghiệm phương thức generateBinarySequences() trong class Main.java.

Phương thức generateSubSets()

Phương thức generateSubSets() được đặc tả để liệt kê các tập con k phần tử của tập {1, 2, …, n} theo thứ tự từ điển.

Ví dụ: với n = 5, k = 3, chúng ta ta phải liệt kê đủ 10 tập con:

1.{1, 2, 3} 2.{1, 2, 4} 3.{1, 2, 5} 4.{1, 3, 4} 5.{1, 3, 5} 6.{1, 4, 5} 7.{2, 3, 4} 8.{2, 3, 5} 9.{2, 4, 5} 10.{3, 4, 5}

Như vậy tập con đầu tiên là {1, 2, …, k}.

Tập con kết thúc là {n - k + 1, n - k + 2, …, n}.

Ý tưởng giải thuật:

  • Tìm từ cuối dãy lên đầu cho tới khi gặp một phần tử x[i] chưa đạt giới hạn trên n - k + i.
  • Nếu tìm thấy: (i) Tăng x[i] đó lên 1; (ii) Gán tất cả các phần tử sau x[i] bằng giới hạn dưới x[i-1] + 1.
  • Nếu không tìm thấy tức là mọi phần tử đã đạt giới hạn trên, đây là tập con cuối cùng.

Bước 1.

Chúng ta định nghĩa một mảng gồm k phần tử.

Bước 2.

Chúng ta gán giá trị là chỉ số vị trí tương ứng cho từng phần tử trong mảng.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện thuật toán sinh trong vòng lặp while() {}.

Nội dung chính của thuật toán bao gồm các bước từ 3.1 đến 3.4.

Bước 3.1.

Tại từng bước lặp, chúng ta nhận được một tập con.

Chúng ta thêm tập con này vào danh sách sequences.

Bước 3.2.

Chúng ta duyệt các phần tử từ cuối dãy trở lại.

Bước 3.3.

Chúng ta thực hiện điều chỉnh giá trị của x[i] và những phần tử đứng sau trên dãy.

Bước 3.4.

Thuật toán sinh dừng lại khi tất cả các phần tử đã đạt giới hạn trên.

Thử nghiệm

Chúng ta thử nghiệm phương thức generateSubSets() trong class Main.java.

Phương thức generatePermutation()

Phương thức generatePermutation() được đặc tả để liệt kê các hoán vị của tập {1, 2, …, n} theo thứ tự từ điển.

Ví dụ với n = 4, ta phải liệt kê đủ 24 hoán vị:

1.1234 2.1243 3.1324 4.1342 5.1423 6.1432 7.2134 8.2143 9.2314 10.2341 11.2413 12.2431 13.3124 14.3142 15.3214 16.3241 17.3412 18.3421 19.4123 20.4132 21.4213 22.4231 23.4312 24.4321

Như vậy hoán vị đầu tiên sẽ là 〈1, 2, …, n〉.

Hoán vị cuối cùng là 〈n, n-1, …, 1〉.

Ý tưởng giải thuật:

  • Xác định đoạn cuối giảm dần dài nhất
  • Xác định chỉ số i của phần tử x[i] đứng liền trước đoạn cuối đó.
  • Nếu tìm thấy chỉ số i như trên: (i) tìm phần tử x[k] nhỏ nhất thoả mãn điều kiện x[k] > x[i]; (ii) Đảo giá trị x[k] và x[i]; (iii) Lật ngược thứ tự đoạn cuối giảm dần (từ x[i+1] đến x[k]) trở thành tăng dần.
  • Nếu không tìm thấy tức là toàn dãy đã sắp giảm dần, đây là cấu hình cuối cùng

Bước 1.

Chúng ta định nghĩa một mảng gồm n phần tử.

Bước 2.

Chúng ta gán giá trị là chỉ số vị trí tương ứng cho từng phần tử trong mảng.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện thuật toán sinh trong vòng lặp while() {}.

Nội dung chính của thuật toán bao gồm các bước từ 3.1 đến 3.4.

Bước 3.1.

Tại từng bước lặp, chúng ta nhận được một hoán vị.

Chúng ta thêm hoán vị này vào danh sách sequences.

Bước 3.2.

Chúng ta duyệt các phần tử từ cuối dãy trở lại.

Bước 3.3.

Chúng ta thực hiện xem xét nếu chưa gặp phải hoán vị cuối.

Việc kiểm tra được thực hiện từ Bước 3.3.1 đến 3.3.3.

Bước 3.3.1.

Chúng ta duyệt các phần tử từ cuối dãy trở lại.

Bước 3.3.2.

Chúng ta lùi dần k.

Bước 3.3.3.

Chúng ta thực hiện đổi chỗ x[k] và x[i].

Bước 3.3.4.

Chúng ta điều chỉnh những phần tử sau x[i].

Bước 3.4.

Thuật toán sinh dừng lại khi toàn bộ dãy giảm dần.

Thử nghiệm

Chúng ta thử nghiệm phương thức generatePermutation() trong class Main.java.

Kết luận

Trong nội dung bài này, chúng ta đã cùng tìm hiểu một số bài toán con đối với thuật toán sinh để liệt kê một danh sách theo yêu cầu cho trước.

Hi vọng chúng ta có thể hiểu thêm về tư duy thuật toán cũng như một số các kỹ thuật lập trình Java để áp dụng cho các bài khác.

Thiết kế mô hình 3 lớp kết hợp Kết nối và truy vấn Cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement – Nội dung 3 – Kỹ thuật lập trình – Phần 2 – Tầng 2 – Java

Giới thiệu

Trong nhóm bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu việc thiết kế một kiến trúc để lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp.

Những nội dung chính sẽ được trình bày trong nhóm bài:

  • Thiết lập một cơ sở dữ liệu cơ bản trong PostgreSQL để áp dụng trong toàn bộ nhóm bài. Chúng ta có thể tham khảo để tự thực hiện đối với những hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác như: MySQL / MariaDB; SQLServer; Oracle; …
  • Thiết kế kiến trúc lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp. Chúng ta cũng sẽ áp dụng một chút kiến thức về lập trình hướng đối tượng ở đây.
  • Kỹ thuật kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement. Đây là phương pháp được ưu tiên khuyến khích hơn phương pháp thông thường.
  • Những kỹ thuật lập trình cụ thể sẽ được trình bày lần lượt với các ngôn ngữ: Java / C# / Python / PHP.

Nội dung chính của bài này là trình bày phần thứ hai và tập trung vào Tầng 2 trong nội dung về kỹ thuật lập trình với ngôn ngữ Java:

  • Phần 1. Xây dựng kiến trúc tổng quan của mô hình 3 lớp.
  • Phần 2. Kỹ thuật lập trình cụ thể cho từng tầng trong kiến trúc mô hình 3 lớp.

Class BaseService

Bước 1.

Chúng ta thiết kế lớp cơ sở BaseService như sau:

Bước 2.

Chúng ta đặc tả phương thức createConnection() đối với tác vụ kết nối đến PostgreSQL:

Bước 3.

Chúng ta đặc tả các phương thức chính trong class BaseService:

Class CategoryService

Chúng ta thiết kế lớp dẫn xuất CategoryService như sau:

Class ProductService

Chúng ta thiết kế lớp dẫn xuất ProductService như sau:

Thử nghiệm chương trình

Bước 1.

Chúng ta thực hiện tác vụ thêm dữ liệu vào bảng category:

Bước 2.

Chúng ta thực hiện tác vụ truy vấn dữ liệu từ bảng category:

Bước 3.

Chúng ta thực hiện tác vụ truy vấn dữ liệu từ bảng product:

Kết luận

Trong bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu việc thực hiện kỹ thuật lập trình cho phần thứ hai và tập trung vào Tầng 2.

Chúng ta có thể áp dụng những kiến thức trong nhóm bài để thực hiện một số bài tập:

  • Thêm / xóa / sửa / truy vấn dữ liệu trong bảng category và product theo những yêu cầu thực tế khác nhau.
  • Thay đổi cơ sở dữ liệu PostgreSQL bởi các cơ sở dữ liệu khác: MySQL / MariaDB; Oracle; …

Nhóm bài này sẽ trở thành một trong những kiến thức nền để thực hiện các dạng phần mềm: Desktop / Web Application.

Thiết kế mô hình 3 lớp kết hợp Kết nối và truy vấn Cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement – Nội dung 3 – Kỹ thuật lập trình – Phần 2 – Tầng 3 – Java

Giới thiệu

Trong nhóm bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu việc thiết kế một kiến trúc để lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp.

Những nội dung chính sẽ được trình bày trong nhóm bài:

  • Thiết lập một cơ sở dữ liệu cơ bản trong PostgreSQL để áp dụng trong toàn bộ nhóm bài. Chúng ta có thể tham khảo để tự thực hiện đối với những hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác như: MySQL / MariaDB; SQLServer; Oracle; …
  • Thiết kế kiến trúc lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp. Chúng ta cũng sẽ áp dụng một chút kiến thức về lập trình hướng đối tượng ở đây.
  • Kỹ thuật kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement. Đây là phương pháp được ưu tiên khuyến khích hơn phương pháp thông thường.
  • Những kỹ thuật lập trình cụ thể sẽ được trình bày lần lượt với các ngôn ngữ: Java / C# / Python / PHP.

Nội dung chính của bài này là trình bày phần thứ hai và tập trung vào Tầng 3 trong nội dung về kỹ thuật lập trình với ngôn ngữ Java:

  • Phần 1. Xây dựng kiến trúc tổng quan của mô hình 3 lớp.
  • Phần 2. Kỹ thuật lập trình cụ thể cho từng tầng trong kiến trúc mô hình 3 lớp.

Class BaseDAO – Kiến trúc tổng quan

Bước 1.

Chúng ta thiết kế lớp cơ sở BaseDAO thành abstract class như sau:

Bước 2.

Chúng ta định nghĩa các thuộc tính trong class BaseDAO:

Bước 3.

Chúng ta định nghĩa phương thức khởi tạo không có tham số của class BaseDAO:

Bước 4.

Chúng ta định nghĩa các phương thức chính trong class BaseDAO:

Class BaseDAO – Phương thức getConnection()

Chúng ta đặc tả phương thức getConnection() đối với tác vụ kết nối đến PostgreSQL:

Class BaseDAO – Phương thức selectDataFromOneTable()

Bước 1.

Chúng ta đặc tả phương thức selectDataFromOneTable() đối với tác vụ truy xuất dữ liệu từ một bảng trong PostgreSQL.

Chúng ta thực hiện kỹ thuật bắt lỗi kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu:

Bước 2.

Mã nguồn SQL tổng quan để thực hiện truy vấn dữ liệu:

SELECT column_i, …, column_j FROM table [WHERE column_k = value_k AND … AND column_l = value_l]

Chúng ta đặc tả phần thứ nhất của chuỗi SQL như sau:

Bước 3.

Chúng ta đặc tả phần thứ hai của chuỗi SQL như sau:

Kỹ thuật lập trình cần chú ý ở đây:

  • Giá trị của từng trường điều kiện được thể hiện bằng dấu “?”.
  • Chúng ta sẽ thay thế từng dấu “?” bằng giá trị tương ứng trong dataSet ở các bước sau.
  • Đây là bước đầu tiên của kỹ thuật Prepared Statement. Kỹ thuật này giúp truy xuất dữ liệu thuận tiện hơn, độc lập cơ sở dữ liệu và phần nào chống được kỹ thuật tấn công SQL Injection.

Bước 4.

Chúng ta gọi phương thức getConnection() để thực hiện kỹ thuật kết nối cơ sở dữ liệu:

Bước 5.

Chúng ta định nghĩa một thực thể của class PreparedStatement:

Đây là bước thứ hai của kỹ thuật Prepared Statement giúp chuẩn bị thay thế từng dấu “?” trong chuỗi SQL bởi giá trị tương ứng.

Bước 6.

Chúng ta gọi phương thức appendData() để thực hiện bước thứ ba của kỹ thuật Prepared Statement là thay thế từng dấu “?” trong chuỗi SQL bởi giá trị tương ứng:

Kỹ thuật lập trình cần chú ý ở đây:

  • Chúng ta định nghĩa phương thức appendData() là abstract trong class BaseDAO.
  • Chúng ta đặc tả cụ thể các kỹ thuật lập trình của phương thức appendData() trong các lớp dẫn xuất là CategoryDAO và ProductDAO.

Bước 7.

Chúng ta thực hiện truy vấn dữ liệu và trả về kết quả là một thực thể của class ResultSet.

Chúng ta tiếp tục gọi phương thức mappingData() để thực hiện việc chuyển đổi dữ liệu trong thực thể này về dạng mong muốn và thêm vào results.

Kỹ thuật lập trình cần chú ý ở đây:

  • Chúng ta định nghĩa phương thức mappingData() là abstract trong class BaseDAO.
  • Chúng ta đặc tả cụ thể các kỹ thuật lập trình của phương thức mappingData() trong các lớp dẫn xuất là CategoryDAO và ProductDAO.

Bước 8.

Chúng ta thực hiện đóng kết nối đến cơ sở dữ liệu:

Class BaseDAO – Phương thức insertData()

Bước 1.

Chúng ta đặc tả phương thức insertData() đối với tác vụ thêm dữ liệu vào một bảng trong PostgreSQL.

Chúng ta thực hiện kỹ thuật bắt lỗi kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu:

Bước 2.

Mã nguồn SQL tổng quan để thực hiện thêm dữ liệu:

INSERT INTO table (column_i, …, column_j) VALUE (value_i, …, value_j)

Chúng ta đặc tả phần thứ nhất của chuỗi SQL như sau:

Bước 3.

Chúng ta đặc tả phần thứ hai của chuỗi SQL như sau:

Bước 4.

Chúng ta gọi phương thức getConnection() để thực hiện kỹ thuật kết nối cơ sở dữ liệu:

Bước 5.

Chúng ta định nghĩa một thực thể của class PreparedStatement:

Bước 6.

Chúng ta gọi phương thức appendData() để thực hiện bước thứ ba của kỹ thuật Prepared Statement là thay thế từng dấu “?” trong chuỗi SQL bởi giá trị tương ứng:

Bước 7.

Chúng ta thực hiện thêm dữ liệu:

Bước 8.

Chúng ta thực hiện đóng kết nối đến cơ sở dữ liệu:

Class BaseDAO – Phương thức updateData()

Bước 1.

Chúng ta đặc tả phương thức updateData() đối với tác vụ cập nhật dữ liệu trong một bảng trong PostgreSQL.

Chúng ta thực hiện kỹ thuật bắt lỗi kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu:

Bước 2.

Mã nguồn SQL tổng quan để thực hiện cập nhật dữ liệu:

UPDATE table SET (column_i = value_i, …, column_j = value_j) [WHERE column_k = value_k AND … AND column_l = value_l]

Chúng ta đặc tả phần thứ nhất của chuỗi SQL như sau:

Bước 3.

Chúng ta đặc tả phần thứ hai của chuỗi SQL như sau:

Bước 4.

Chúng ta gọi phương thức getConnection() để thực hiện kỹ thuật kết nối cơ sở dữ liệu:

Bước 5.

Chúng ta định nghĩa một thực thể của class PreparedStatement:

Bước 6.

Chúng ta gọi phương thức appendData() để thực hiện bước thứ ba của kỹ thuật Prepared Statement là thay thế từng dấu “?” trong chuỗi SQL bởi giá trị tương ứng:

Bước 7.

Chúng ta thực hiện cập nhật dữ liệu:

Bước 8.

Chúng ta thực hiện đóng kết nối đến cơ sở dữ liệu:

Class BaseDAO – Phương thức deleteData()

Bước 1.

Chúng ta đặc tả phương thức deleteData() đối với tác vụ xóa dữ liệu trong một bảng trong PostgreSQL.

Chúng ta thực hiện kỹ thuật bắt lỗi kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu:

Bước 2.

Mã nguồn SQL tổng quan để thực hiện xóa dữ liệu:

DELETE FROM table WHERE column_k = value_k AND … AND column_l = value_l

Chúng ta đặc tả chuỗi SQL như sau:

Bước 3.

Chúng ta gọi phương thức getConnection() để thực hiện kỹ thuật kết nối cơ sở dữ liệu:

Bước 4.

Chúng ta định nghĩa một thực thể của class PreparedStatement:

Bước 5.

Chúng ta gọi phương thức appendData() để thực hiện bước thứ ba của kỹ thuật Prepared Statement là thay thế từng dấu “?” trong chuỗi SQL bởi giá trị tương ứng:

Bước 6.

Chúng ta thực hiện xóa dữ liệu:

Bước 7.

Chúng ta thực hiện đóng kết nối đến cơ sở dữ liệu:

Class CategoryDAO

Bước 1.

Chúng ta thiết kế lớp dẫn xuất CategoryDAO như sau:

Bước 2.

Chúng ta đặc tả kỹ thuật lập trình cho phương thức appendData() như sau:

Kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Mỗi trường trong bảng category có định dạng khác nhau. Tương ứng là từng phần tử trong danh sách data cũng có định dạng khác nhau.
  • Theo quy định về kiểu dữ liệu List trong Java thì mọi phần tử đều phải có cùng một định dạng.
  • Như vậy chúng ta định nghĩa kiểu dữ liệu cho từng phần tử trong data là Object: List<Object> data. Đây là một class nguyên thủy và là cha của mọi class được định nghĩa.

Bước 3.

Chúng ta đặc tả kỹ thuật lập trình cho phương thức mappingData() như sau:

Class ProductDAO

Bước 1.

Chúng ta thiết kế lớp dẫn xuất ProductDAO như sau:

Bước 2.

Chúng ta đặc tả kỹ thuật lập trình cho phương thức appendData() như sau:

Bước 3.

Chúng ta đặc tả kỹ thuật lập trình cho phương thức mappingData() như sau:

Kết luận

Trong bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu việc thực hiện kỹ thuật lập trình cho phần thứ hai và tập trung vào Tầng 3.

Trong bài tiếp theo, chúng ta cùng tìm hiểu việc thực hiện kỹ thuật lập trình cho Tầng 2.

Thiết kế mô hình 3 lớp kết hợp Kết nối và truy vấn Cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement – Nội dung 3 – Kỹ thuật lập trình – Phần 1 – Xây dựng kiến trúc tổng quan – Java

Giới thiệu

Trong nhóm bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu việc thiết kế một kiến trúc để lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp.

Những nội dung chính sẽ được trình bày trong nhóm bài:

  • Thiết lập một cơ sở dữ liệu cơ bản trong PostgreSQL để áp dụng trong toàn bộ nhóm bài. Chúng ta có thể tham khảo để tự thực hiện đối với những hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác như: MySQL / MariaDB; SQLServer; Oracle; …
  • Thiết kế kiến trúc lập trình phần mềm theo mô hình 3 lớp. Chúng ta cũng sẽ áp dụng một chút kiến thức về lập trình hướng đối tượng ở đây.
  • Kỹ thuật kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu theo phương pháp Prepared Statement. Đây là phương pháp được ưu tiên khuyến khích hơn phương pháp thông thường.
  • Những kỹ thuật lập trình cụ thể sẽ được trình bày lần lượt với các ngôn ngữ: Java / C# / Python / PHP.

Nội dung chính của bài này là trình bày phần thứ nhất trong nội dung về kỹ thuật lập trình với ngôn ngữ Java:

  • Phần 1. Xây dựng kiến trúc tổng quan của mô hình 3 lớp.
  • Phần 2. Kỹ thuật lập trình cụ thể cho từng tầng trong kiến trúc mô hình 3 lớp.

Xây dựng kiến trúc tổng quan của mô hình 3 lớp

Bước 1.

Chúng ta tạo mới Java Project trong Eclipse IDE và đặt tên là JavaThreeTiersProject.

Chúng ta tạo class Main trong package main.

Chúng ta sẽ thực hiện các kỹ thuật lập trình về đặc tả giao diện Console ở Tầng 1.

Bước 2.

Chúng ta tạo class BaseService trong package service.

Đây là lớp cơ sở của Tầng 2 về xử lý các tác vụ trung gian.

Bước 3.

Chúng ta tạo class CategoryService và ProductService trong package service.

Đây là các lớp dẫn xuất của BaseService để thực thi cụ thể các tác vụ ở Tầng 2.

Bước 4.

Chúng ta tạo class BaseDAO trong package dao.

Đây là lớp cơ sở của Tầng 3 về xử lý các tác vụ kết nối và truy vấn cơ sở dữ liệu.

Bước 5.

Chúng ta tạo class CategoryDAO và ProductDAO trong package dao.

Đây là các lớp dẫn xuất của BaseDAO để thực thi cụ thể các tác vụ ở Tầng 3.

Thiết lập driver điều khiển để kết nối PostgreSQL

Chúng ta download và thiết lập thư viện postgresql-42.2.6.jar trong project.

Kết luận

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu việc xây dựng kiến trúc tổng quan của mô hình 3 lớp cho một Java Project.

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ cùng thực hiện các tác vụ cụ thể.

Kỹ thuật cơ bản để kết nối và truy xuất Cơ sở dữ liệu MySQL – Java

Giới thiệu

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu kỹ thuật cơ bản trong Java để kết nối và truy vấn Cơ sở dữ liệu MySQL.

Những nội dung chính được trình bày trong bài này:

  • Thiết kế một bảng cơ sở dữ liệu đơn giản gồm một số các trường cơ bản.
  • Cấu hình Hệ quản trị phpMyAdmin để thực hiện việc kết nối và truy xuất được thuận tiện.
  • Kỹ thuật cơ bản trong Java bao gồm việc thêm mới dữ liệu và truy xuất toàn bộ dữ liệu trong bảng.

Thiết kế Cơ sở dữ liệu đơn giản

Chúng ta thiết kế bảng users gồm các trường như sau:

Mã nguồn SQL để thực hiện tạo bảng users trong MySQL:

Chúng ta lưu thành file Create_MySQL.sql.

Cấu hình Hệ quản trị phpMyAdmin

Bước 1.

Chúng ta khởi động LAMP Stack Control Panel.

Chúng ta start service MySQL Database và Apache Web Server.

Bước 2.

Chúng ta mở giao diện phpMyAdmin trên trình duyệt với địa chỉ:

127.0.0.1:8080/phpmyadmin/

Chúng ta nhập username và password để đăng nhập vào phpMyAdmin.

Ví dụ ở đây là:

Username : root

Password : adminadmin

Bước 3.

Giao diện màn hình chính của phpMyAdmin hiện ra:

Chúng ta nhận thấy địa chỉ chính thức của MySQL: localhost:3306.

Bước 4.

Chúng ta mở tab Databases trong phpMyAdmin.

Chúng ta nhập thông tin tạo database mới trong mục Create database:

firstdb

utf8_unicode_ci

Chúng ta lựa chọn nút Create để tạo database firstdb.

Bước 5.

Giao diện của database firstdb hiện ra.

Bước 6.

Chúng ta mở tab Import trong giao diện của firstdb.

Chúng ta lựa chọn file Create_MySQL.sql đã được tạo ra bên trên.

Chúng ta lựa chọn nút Go để thực hiện Import.

Bước 7.

Giao diện firstdb sau khi đã thực hiện import và tạo mới bảng users:

Bước 8.

Chúng ta lựa chọn bảng users.

Chúng ta lựa chọn tab Structure trong giao diện này:

Bước 9.

Chúng ta thực hiện stop service MySQL Database.

Chúng ta lựa chọn nút Configure để cấu hình các thông số.

Bước 10.

Cửa sổ Configure MySQL Database hiện ra.

Chúng ta nhận thấy Port 3306 của MySQL.

Chúng ta có thể để nguyên hoặc điều chỉnh theo yêu cầu thực tiễn.

Chúng ta lựa chọn nút Open Conf File để mở file cấu hình my.cnf.

Bước 11.

Nội dung file my.cnf hiện ra.

Chúng ta loại bỏ dòng “skip-name-resolve …”.

Chúng ta lưu lại file này.

Bước 12.

Chúng ta thực hiện download MySQL Connector/J 8.0 tại địa chỉ như sau:

Bước 13.

Màn hình bắt đầu download mysql-connector-java-5.1.48.zip hiện ra.

Kỹ thuật cơ bản để kết nối và truy xuất Cơ sở dữ liệu MySQL

Bước 1.

Chúng ta tạo mới Java Project trong Eclipse IDE và đặt tên là JavaFirstDBProject.

Bước 2.

Chúng ta tạo mới class DBConnection trong package connection.

Bước 3.

Chúng ta nhấn chuột phải vào tên project và lựa chọn New → Folder.

Bước 4.

Cửa sổ New Folder hiện ra.

Chúng ta nhập thông tin như sau:

Chúng ta lựa chọn nút Finish để thực hiện.

Bước 5.

Chúng ta thực hiện chép file mysql-connector-java-5.1.48.jar vào thư mục lib vừa được tạo ra.

Bước 6.

Chúng ta nhấn chuột phải vào tên project và lựa chọn Properties.

Bước 7.

Cửa sổ Properties for JavaFirstDBProject hiện ra.

Chúng ta lựa chọn tab Java Build Path trong cửa sổ bên trái.

Chúng ta lựa chọn tab Libraries trong Java Build Path.

Chúng ta lựa chọn nút Add JARs…

Bước 8.

Cửa sổ JAR Selection hiện ra.

Chúng ta lựa chọn file mysql-connector-java-5.1.48.jar trong thư mục lib.

Chúng ta lựa chọn nút OK để thực hiện.

Bước 9.

Cửa sổ Properties for JavaFirstDBProject hiện ra.

Chúng ta lựa chọn nút Apply and Close để thực hiện.

Bước 10.

Màn hình chính của project hiện ra.

Chúng ta nhận thấy file mysql-connector-java-5.1.48.jar đã xuất hiện trong mục Referenced Libraries.

Bước 11.

Chúng ta định nghĩa các thuộc tính trong class DBConnection.

Ý nghĩa các thuộc tính như sau:

  • Thuộc tính dbType lưu trữ thông tin về loại cơ sở dữ liệu. Ở đây chúng ta sử dụng MySQL.
  • Thuộc tính dbHost và dbPort lưu trữ thông tin về địa chỉ và cổng của MySQL.
  • Thuộc tính dbName lưu trữ thông tin về tên của database. Ở đây chúng ta sử dụng database firstdb.
  • Thuộc tính username và password lưu trữ thông tin về tên đăng nhập và mật khẩu để vào được MySQL.
  • Thuộc tính driver lưu trữ thông tin về bộ phận điều khiển kết nối và truy xuất đến cơ sở dữ liệu.
  • Thuộc tính conn lưu trữ thông tin về kết nối và truy xuất đến cơ sở dữ liệu.

Bước 12.

Chúng ta định nghĩa phương thức khởi tạo trong class DBConnection.

Bước 13.

Chúng ta định nghĩa phương thức đặc tả kết nối đến cơ sở dữ liệu.

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Trước tiên chúng ta cần truy xuất đến driver của cơ sở dữ liệu tương ứng: Class.forName(driver).
  • Tiếp đến chúng ta thực hiện việc kết nối thử đến cơ sở dữ liệu: conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, username, password).
  • Chúng ta thực hiện bắt lỗi bằng kỹ thuật: try {} catch {}.

Bước 14.

Chúng ta định nghĩa phương thức truy xuất để lấy dữ liệu.

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Phương thức này có 02 tham số. Tham số sqlQuery lưu trữ câu truy vấn SQL “SELECT …”. Tham số results là một cấu trúc map dùng lưu trữ dữ liệu được trả về: (i) từ_khóa lưu trữ dữ liệu của trường khóa chính id trong bảng users; (ii) giá_trị là một danh sách có thứ tự trước sau lưu trữ dữ liệu của những trường còn lại trong bảng users.
  • Bước 1. Chúng ta thực hiện gọi phương thức kết nối: getConnection().
  • Bước 2. Chúng ta thực hiện tạo một phát biểu: Statement stat = conn.createStatement().
  • Bước 3. Chúng ta thực hiện truy xuất dữ liệu và trả về một resultSet: ResultSet rs = stat.executeQuery(sqlQuery).
  • Bước 4. Chúng ta lần lượt truy xuất từng bộ dữ liệu trong resultSet: while (rs.next()) {}.
  • Bước 5. Chúng ta thêm bộ dữ liệu hiện tại vào một phần tử trong results. Chú ý: vị trí tương ứng và kiểu dữ liệu của trường tương ứng trong cơ sở dữ liệu.
  • Bước 6. Chúng ta thực hiện đóng phát biểu và kết nối: stat.close(); conn.close().

Bước 15.

Chúng ta định nghĩa phương thức thêm mới / chỉnh sửa / xóa bộ dữ liệu.

Bước 16.

Chúng ta thực hiện import những thư viện phù hợp trong class DBConnection để thực hiện định nghĩa các phương thức trên:

Bước 17.

Chúng ta thực hiện tạo thực thể của DBConnection trong phương thức main() của class Main.

Bước 18.

Chúng thực hiện thử nghiệm thêm mới bộ dữ liệu.

Bước 19.

Chúng ta kiểm tra trong phpMyAdmin xem bộ dữ liệu mới đã được thêm thành công hay chưa.

Bước 20.

Chúng thực hiện thử nghiệm truy xuất toàn bộ dữ liệu.

Bước 21.

Chúng ta thực thi project để kiểm tra kết quả.

Tổng kết

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu một số kỹ thuật cơ bản để kết nối và truy xuất đến Cơ sở dữ liệu MySQL thực hiện bằng ngôn ngữ Java.

Hy vọng rằng chúng ta có thể áp dụng phù hợp những kỹ thuật và chức năng này cho những bài tiếp theo.

Ước số / bội số – Java

Giới thiệu

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu một số bài toán cơ bản về ước số và bội số:

  • Tìm ước số chung lớn nhất của hai số tự nhiên.
  • Tìm bộ số chung nhỏ nhất của hai số tự nhiên.
  • Phân tích một số tự nhiên thành các thừa số nguyên tố.
  • Tính số lượng các ước số của một số tự nhiên.
  • Tính tổng các ước số của một số tự nhiên.

Ước số chung lớn nhất của hai số

Ý tưởng giải thuật

Ước số chung lớn nhất (USCLN) của 2 số được tính theo thuật toán Euclid:

UCLN (a, b) = UCLN (b, (a mod b))

Bước 1

Chúng ta tạo một Java Project trong Eclipse IDE và đặt tên là JavaAlgorithmSecondProject.

Chúng ta tiếp tục tạo package main và class Main.java cùng phương thức main() mặc định.

Bước 2.

Chúng ta tạo package algorithm và class UocBoi.java.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện giải thuật bằng ngôn ngữ Java như sau:

Bội số chung nhỏ nhất của hai số

Ý tưởng giải thuật

Bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) của hai số được tính theo công thức:

Bước 1.

Chúng ta thực hiện giải thuật bằng ngôn ngữ Java như sau:

Bước 2.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm phương thức tinhUCLN() và tinhBCNN() trong class Main.java như sau:

Bước 3.

Chúng ta thực thi toàn bộ project để kiểm tra kết quả thử nghiệm:

Phân tích thừa số nguyên tố

Ý tưởng giải thuật

Chúng ta thực hiện chia số N cho các số nguyên tố trong đoạn [2; N].

  • Với mỗi số nguyên tố đó, đếm số lần mà số N chia hết.
  • Sau mỗi lần chia cho số i, số N của chúng ta sẽ giảm đi i lần.
  • Chúng ta dừng quá trình chia khi số chia lớn hơn N.

Bước 1.

Chúng ta thực hiện giải thuật bằng ngôn ngữ Java như sau:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Chúng ta sử dụng kiểu dữ liệu Map của Java để lưu trữ tập hợp không giới hạn các phần tử theo từng cặp <từ_khóa, giá_trị> . Mỗi phần tử là một cặp: từ_khóa là thừa số nguyên tố; giá_trị là số mũ tương ứng với thừa số nguyên tố này.
  • Do thừa số nguyên tố và số mũ đều là số nguyên, chúng ta định nghĩa kiểu dữ liệu tập hợp là Map<Integer, Integer>.

Bước 2.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm phương thức phanTichTSNT() trong class Main.java như sau:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Chúng ta sử dụng lớp thư viện StringBuilder để xử lý một số tác vụ liên quan đến chuỗi.
  • Phương thức append() của StringBuilder thực hiện nối một chuỗi mới vào chuỗi hiện có.
  • Phương thức keySet() của Map<> trả về một danh sách kiểu Set<> của Java, lưu trữ các phần tử là từ khóa trong Map.
  • Phương thức get() của Map có đặc điểm: tham số là từ khóa; trả về kết quả là giá trị tương ứng.

Bước 3.

Chúng ta thực thi toàn bộ project để kiểm tra kết quả thử nghiệm:

Số các ước số của một số

Ý tưởng giải thuật

Giả sử N được phân tích thành thừa số nguyên tố như sau:

Số các ước số của N là

Bước 1.

Chúng ta thực hiện giải thuật bằng ngôn ngữ Java như sau:

Tổng các ước số của một số

Ý tưởng giải thuật

Tổng các ước của N là

Bước 1.

Chúng ta thực hiện giải thuật bằng ngôn ngữ Java như sau:

Bước 2.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm phương thức tinhSoUocSo() và tinhTongUocSo() trong class Main.java như sau:

Bước 3.

Chúng ta thực thi toàn bộ project để kiểm tra kết quả thử nghiệm:

Tổng kết

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu một số giải thuật cơ bản xung quanh ước số và bội số của một số tự nhiên và thực hiện bằng ngôn ngữ Java.

Hy vọng rằng chúng ta có thể áp dụng phù hợp những kỹ thuật và chức năng này cho những bài tiếp theo.

Lập trình hướng đối tượng – Phần 3 – Tính chất đa hình (polymorphism), lớp trừu tượng (abstract class) và giao diện (interface) – Java

Giới thiệu

Trong nội dung bài viết này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu cách thức mà Java hỗ trợ việc thực hiện những thuật ngữ về Lập trình hướng đối tượng: (i) tính chất trừu tượng – abstraction; (ii) tính chất đa hình – polymorphism; (iii) lớp trừu tượng – abstract class; (iv) giao diện – interface.

Chúng ta thiết kế một chương trình nhỏ bao gồm các lớp và giao diện như sau:

  • Lớp trừu tượng: PhuongTienGiaoThong.
  • Các lớp đối tượng ở tầng dưới thứ hai: PhuongTienDuongBo; PhuongTienDuongThuy; PhuongTienDuongKhong.
  • Các lớp đối tượng ở tầng dưới cùng: Oto; XeMay; XeDap; TauThuy; Thuyen; MayBay; KhinhKhiCau; ThuyPhiCo.
  • Giao diện ở cấp cao nhất: HoatDong.
  • Giao diện ở tầng dưới: CoTheChay; CoTheBay; CoTheBoi.

Thiết kế Lớp trừu tượng

Bước 1.

Chúng ta thực hiện tạo Java Project trong Eclipse IDE và đặt tên là JavaOOPThirdProject.

Chúng ta thực hiện tạo package main và class Main.java với phương thức main() mặc định.

Bước 2.

Chúng ta thực hiện tạo package object.

Chúng ta thực hiện tạo class PhuongTienGiaoThong.

Những điểm cần chú ý:

  • Đây là một lớp trừu tượng, nên chúng ta sử dụng từ khóa abstract phía trước định nghĩa tên của class.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện tạo class PhuongTienDuongBo là một dẫn xuất của class PhuongTienGiaoThong.

Bước 4.

Chúng ta thực hiện tạo class PhuongTienDuongThuy là một dẫn xuất của class PhuongTienGiaoThong.

Bước 5.

Chúng ta thực hiện tạo class PhuongTienDuongKhong là một dẫn xuất của class PhuongTienGiaoThong.

Thiết kế Lớp đối tượng

Bước 1.

Chúng ta thực hiện tạo class Oto là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongBo.

Bước 2.

Chúng ta thực hiện tạo class XeMay là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongBo.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện tạo class XeDap là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongBo.

Bước 4.

Chúng ta thực hiện tạo class Thuyen là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongThuy.

Bước 5.

Chúng ta thực hiện tạo class TauThuy là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongThuy.

Bước 6.

Chúng ta thực hiện tạo class MayBay là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongKhong.

Bước 7.

Chúng ta thực hiện tạo class KhinhKhiCau là một dẫn xuất của class PhuongTienDuongKhong.

Bước 8.

Chúng ta thực hiện tạo class ThuyPhiCo là một dẫn xuất của class PhuongTienGiaoThong.

Thiết kế Giao diện

Bước 1.

Chúng ta thực hiện tạo package action.

Chúng ta thực hiện tạo interface CoTheChay.

Những điểm cần chú ý:

  • Chúng ta sử dụng từ khóa interface đứng trước định nghĩa tên của giao diện.

Bước 2.

Chúng ta thực hiện tạo interface CoTheBoi.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện tạo interface CoTheBay.

Bước 4.

Chúng ta thực hiện tạo interface HoatDong là giao diện cơ sở của các giao diện: CoTheChay; CoTheBay; CoTheBoi.

Thiết kế Tính đa hình thứ nhất

Bước 1.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của abstract class PhuongTienGiaoThong:

  • Thuộc tính: soLuongBanhXe; soLuongChoNgoi.
  • Những phương thức get / set.
  • Phương thức trừu tượng: gioiThieu().

Chú ý rằng những đặc trưng này sẽ được kế thừa lại hoàn toàn từ những lớp dẫn xuất của PhuongTienGiaoThong trên cây gia phả.

Bước 2.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class PhuongTienDuongBo:

  • Thuộc tính. Đầu tiên là kế thừa những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa thêm 01 thuộc tính riêng biệt: loaiDongCo.
  • Phương thức. Đầu tiên là kế thừa trọn vẹn những phương thức get / set đối với những thuộc tính được đặc tả ở lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa các phương thức get / set đối với thuộc tính loaiDongCo.
  • Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Chú ý rằng những đặc trưng này sẽ được kế thừa lại hoàn toàn từ những lớp dẫn xuất của PhuongTienDuongBo trên cây gia phả.

Bước 3.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class PhuongTienDuongKhong:

  • Thuộc tính. Đầu tiên là kế thừa những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa thêm 02 thuộc tính riêng biệt: soLuongCanh; soLuongQuat.
  • Phương thức. Đầu tiên là kế thừa trọn vẹn những phương thức get / set đối với những thuộc tính được đặc tả ở lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa các phương thức get / set đối với thuộc tính soLuongCanh; soLuongQuat.
  • Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Chú ý rằng những đặc trưng này sẽ được kế thừa lại hoàn toàn từ những lớp dẫn xuất của PhuongTienDuongKhong trên cây gia phả.

Bước 4.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class PhuongTienDuongThuy:

  • Thuộc tính. Đầu tiên là kế thừa những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa thêm 0 thuộc tính riêng biệt: loaiBanhLai.
  • Phương thức. Đầu tiên là kế thừa trọn vẹn những phương thức get / set đối với những thuộc tính được đặc tả ở lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa các phương thức get / set đối với thuộc tính loaiBanhLai.
  • Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Chú ý rằng những đặc trưng này sẽ được kế thừa lại hoàn toàn từ những lớp dẫn xuất của PhuongTienDuongThuy trên cây gia phả.

Bước 5.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class Oto:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongBo.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 6.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class XeMay:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongBo.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 7.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class XeDap:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongBo.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 8.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class MayBay:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongKhong.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 9.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class KhinhKhiCau:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongKhong.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 10.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class TauThuy:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongThuy.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 11.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class Thuyen:

  • Thuộc tính. Kế thừa trọn vẹn những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienDuongThuy.
  • Phương thức. Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 12.

Chúng ta đặc tả những đặc trưng của class ThuyPhiCo:

  • Thuộc tính. Đầu tiên là kế thừa những thuộc tính từ lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa thêm 02 thuộc tính riêng biệt: loaiBanhLai; soLuongCanh.
  • Phương thức. Đầu tiên là kế thừa trọn vẹn những phương thức get / set đối với những thuộc tính được đặc tả ở lớp cơ sở PhuongTienGiaoThong. Tiếp đến là định nghĩa các phương thức get / set đối với thuộc tính loaiBanhLai; soLuongCanh.
  • Kế thừa và đặc tả lại phương thức gioiThieu(). Đây là một phương thức được sử dụng trong ví dụ về tính chất đa hình.

Bước 13.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm tính đa hình như bên dưới.

Chúng ta có thể nhận thấy những điểm rất rõ ở đây là:

  • Thực thể của đối tượng nào thì sẽ tự biết mình là ai.
  • Và như vậy sẽ tự thực hiện một cách chính xác phương thức gioiThieu() cũng như các phương thức get / set của các thuộc tính được đặc tả trong lớp trừu tượng PhuongTienGiaoThong.

Bước 14.

Kết quả thực hiện thử nghiệm đa hình thứ nhất như sau:

Thiết kế Tính đa hình thứ hai

Bước 1.

Chúng ta định nghĩa phương thức trừu tượng thongBao() trong interface cơ sở HoatDong.

Bước 2.

Chúng ta định nghĩa interface CoTheChay kế thừa từ interface HoatDong:

  • Kế thừa việc định nghĩa các phương thức trừu tượng từ interface HoatDong.
  • Định nghĩa phương thức trừu tượng riêng biệt: chay().

Bước 3.

Chúng ta định nghĩa interface CoTheBoi kế thừa từ interface HoatDong:

  • Kế thừa việc định nghĩa các phương thức trừu tượng từ interface HoatDong.
  • Định nghĩa phương thức trừu tượng riêng biệt: boi().

Bước 4.

Chúng ta định nghĩa interface CoTheBay kế thừa từ interface HoatDong:

  • Kế thừa việc định nghĩa các phương thức trừu tượng từ interface HoatDong.
  • Định nghĩa phương thức trừu tượng riêng biệt: bay().

Bước 5.

Chúng ta điều chỉnh class PhuongTienDuongBo để thuộc phạm vi ảnh hưởng của interface CoTheChay:

  • Chúng ta sử dụng từ khóa implements, có nghĩa là thực thi một interface nào đó.
  • Kế thừa và đặc tả lại toàn bộ các phương thức trừu tượng được định nghĩa trong interface HoatDong cũng như CoTheChay.

Bước 6.

Chúng ta điều chỉnh class PhuongTienDuongThuy để thuộc phạm vi ảnh hưởng của interface CoTheBoi:

  • Chúng ta sử dụng từ khóa implements, có nghĩa là thực thi một interface nào đó.
  • Kế thừa và đặc tả lại toàn bộ các phương thức trừu tượng được định nghĩa trong interface HoatDong cũng như CoTheBoi.

Bước 7.

Chúng ta điều chỉnh class PhuongTienDuongKhong để thuộc phạm vi ảnh hưởng của interface CoTheBay:

  • Chúng ta sử dụng từ khóa implements, có nghĩa là thực thi một interface nào đó.
  • Kế thừa và đặc tả lại toàn bộ các phương thức trừu tượng được định nghĩa trong interface HoatDong cũng như CoTheBay.

Bước 8.

Chúng ta điều chỉnh class ThuyPhiCo để thuộc phạm vi ảnh hưởng của interface CoTheChay và CoTheBoi.

  • Chúng ta sử dụng từ khóa implements, có nghĩa là thực thi một interface nào đó.
  • Có thể thực thi cùng lúc nhiều interface. Có nghĩa rằng 1 lớp đối tượng có thể cùng lúc chịu ảnh hưởng của nhiều bộ quy tắc khác nhau.
  • Kế thừa và đặc tả lại toàn bộ các phương thức trừu tượng được định nghĩa trong interface HoatDong cũng như CoTheChay, CoTheBoi.

Bước 9.

Chúng ta điều chỉnh lại ví dụ về tính đa hình như bên dưới.

Những điểm cần chú ý:

  • Những đối tượng thuộc phạm vi ảnh hưởng của những interface khác nhau sẽ thực thi những phương thức đặc trưng riêng của từng interface.
  • Chúng ta cần kiểm tra một chút để biết thực thể của đối tượng nào bằng cách sử dụng từ khóa instanceof.

Tổng kết

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu sự hỗ trợ của Java trong việc thực hiện tính chất đa hình trong Lập trình hướng đối tượng.

Hi vọng với bài này thì chúng ta đã có cái nhìn tổng quát hơn về cả 04 tính chất đặc trưng nhất của Lập trình hướng đối tượng.

Học kỹ thuật lập trình Java cơ bản qua các ví dụ – Phần 2 – Xây dựng phương thức và Debug trong Eclipse IDE

Giới thiệu

Tiếp theo nội dung của bài trước, trong bài này chúng ta cùng nhau tìm hiểu một số kỹ thuật lập trình cơ bản trong Java đồng thời tìm hiểu một số chức năng cần thiết trong Eclipse IDE.

Chúng ta thực hiện tiếp Yêu cầu 2 và Yêu cầu 3 của bài toán cơ bản thông qua những kỹ thuật về lập trình:

  • Kỹ thuật vòng lặp for kiểu mới.
  • Câu lệnh điều khiển và rẽ nhánh.
  • Các toán tử cơ bản.
  • Định nghĩa và thực thi các phương thức.

Chúng ta cũng tìm hiểu phương pháp debug trong Eclipse IDE để kiểm tra từng câu lệnh cũng như bắt lỗi.

Những kỹ thuật được trình bày sẽ mang tính phổ quát và độc lập ngôn ngữ lập trình. Điều đó có nghĩa rằng chúng ta có thể áp dụng ý tưởng từ các kỹ thuật này khi tìm hiểu các ngôn ngữ khác như PHP / C# / Python.

Xây dựng phương thức trong Java

Một phương thức trong Java là một khối các câu lệnh có tên và có thể được thực thi bằng cách gọi từ một nơi khác trong chương trình.

Chú ý rằng một phương thức phải được định nghĩa bên trong một class. Điều này sẽ được thảo luận kỹ hơn trong các bài tiếp theo về lập trình hướng đối tượng.

Cấu trúc cú pháp của một phương thức như sau:

phạm_vi_truy_cập [static] kiểu_dữ_liệu_trả_về tên_phương_thức (danh_sách_tham_số) {
  // Thực hiện công việc
}

Chúng ta có hai dạng phương thức chính:

  • Dạng phương thức không trả về kết quả.
  • Dạng phương thức có trả về kết quả.

Xây dựng phương thức không trả về kết quả

Bước 1.

Chúng ta thực hiện việc tạo một Java Project mới trong Eclipse IDE.

Chúng ta tiếp tục thực hiện việc tạo package main và class Main.java.

Màn hình giao diện Eclipse IDE hiển thị nội dung của class Main.java hiện ra.

Chúng ta chú ý lựa chọn việc tạo sẵn phương thức main(String[] args) trong class Main.java.

Bước 2.

Chúng ta thực hiện việc tạo package baitap và class BaiCoBan.java.

Nội dung về package và class sẽ được thảo luận sâu hơn trong các bài tiếp theo về lập trình hướng đối tượng.

Ở đây chúng ta chỉ cần chú ý tạo theo hướng dẫn, trong đó tên của package và class có thể đặt theo mục đích riêng.

Chúng ta tiếp tục tạo phương thức:

public void tinhTong() {}

Có 02 từ khóa cần chú ý ở đây:

  • Từ khóa thứ nhất cho biết phạm vi được phép truy xuất đến phương thức này. Ở đây chúng ta sử dụng từ khóa public. Từ khóa này cho biết phạm vi được truy xuất đến phương thức này là trên toàn bộ project. Điều này sẽ được thảo luận kỹ hơn trong các bài tiếp theo về lập trình hướng đối tượng.
  • Từ khóa thứ hai cho biết kiểu dữ liệu của kết quả được trả về sau khi thực thi phương thức. Ở đây chúng ta sử dụng từ khóa void. Từ khóa này cho biết phương thức này không trả về kết quả mà chỉ thực hiện các tác vụ bên trong.

Bước 3.

Nội dung đầu tiên bên trong phương thức tinhTong() như sau:

Bước 4.

Nội dung thứ hai bên trong phương thức tinhTong() như sau:

Bước 5.

Nội dung thứ ba bên trong phương thức tinhTong() như sau:

Ở đây chúng ta có một số điểm cần chú ý:

  1. Thứ nhất, kỹ thuật lặp for mới.

Cú pháp cho kỹ thuật lặp for mới như sau:

for (kiểu_dữ_liệu biến : danh_sách) {
  // Thực hiện công việc
}

Ý nghĩa của cú pháp trên: hệ thống tự động truy xuất lần lượt từng phần tử trong danh_sách và gán giá trị cho biến với kiểu_dữ_liệu phù hợp.

  1. Thứ hai, câu lệnh điều kiện và rẽ nhánh.

Câu lệnh điều kiện thứ nhất là if có cấu trúc cú pháp như sau:

if (điều_kiện_1) {
  // Thực thi công việc nếu điều_kiện_1 là đúng
} else if (điều_kiện_2) {
  // Thực thi công việc nếu điều_kiện_2 là đúng
} else {
  // Thực thi công việc nếu cả điều_kiện_1 và điều_kiện_2 đều sai
}

Chú ý rằng tùy trường hợp chúng ta mới cần đến rẽ nhánh else if hoặc else.

Câu lệnh điều khiển thứ hai là switch có cấu trúc cú pháp như sau:

switch(biểu_thức) {
  case giá_trị_1:
    // thực thi công việc nếu giá trị của biểu_thức trùng với giá_trị_1
    break;
  case giá_trị_2:
    // thực thi công việc nếu giá trị của biểu_thức trùng với giá_trị_2
    break;
  default:
    // thực thi công việc nếu giá trị của biểu_thức khác với các giá trị bên trên
}

Chúng ta có một số chú ý ở đây:

  • Từ khóa break thực hiện thoát khỏi một đoạn chương trình bên trong cặp {} hoặc một vòng lặp.
  • Từ khóa default được sử dụng tùy trường hợp cần thiết.
  1. Thứ ba, một số toán tử cơ bản.

Chúng ta có thể tham khảo một số toán tử cơ bản trong Java như sau:

  • Toán tử +. Thực hiện phép cộng: x + y.
  • Toán tử –. Thực hiện phép trừ: x – y.
  • Toán tử *. Thực hiện phép nhân: x * y.
  • Toán tử /. Thực hiện phép chia: x / y.
  • Toán tử %. Thực hiện phép chia lấy số dư: x % y.
  • Toán tử ++. Thực hiện phép cộng thêm 1 vào số: x ++.
  • Toán tử --. Thực hiện phép trừ đi 1 vào số: x --.

Bước 6.

Nội dung thứ tư bên trong phương thức tinhTong() như sau:

Bước 7.

Chúng ta thực thi phương thức tinhTong() trong class Main.java như sau:

Xây dựng phương thức có trả về kết quả

Bước 1.

Đối với phương thức tinhTong() có trả về kết quả, chúng ta có một số chú ý như sau:

  • Chúng ta thay thế từ khóa void bằng kiểu dữ liệu của kết quả được trả về. Ở đây do chúng ta thực hiện tính tổng các số tự nhiên nên kiểu dữ liệu của kết quả được trả về là int.
  • Chúng ta có thể cung cấp tham số cho phương thức này. Ở đây chúng ta cung cấp tham số là mảng int[] tapHop để thực hiện việc tính tổng các số tự nhiên.
  • Do là có trả về kết quả nên ở câu lệnh cuối chúng ta sử dụng từ khóa return. Ở đây chúng ta thực hiện return tong.

Bước 2.

Trong phương thức main() của class Main.java, chúng ta thực hiện một số nội dung trước khi thực thi phương thức tinhTong().

Chúng ta chú ý rằng nên định nghĩa một biến để lưu giá trị được trả về của phương thức tinhTong().

Bước 3.

Chúng ta thực thi toàn bộ project để thử nghiệm những đoạn mã nguồn Java được xây dựng bên trên:

Thực hiện Debug để kiểm tra các dòng lệnh và bắt lỗi trong Eclipse IDE

Bước 1.

Chúng ta nhấn đôi chuột trái vào cột bên trái của dòng lệnh muốn bắt đầu thực hiện debug.

Một chấm nhỏ màu xanh sẽ xuất hiện ngay vị trí dòng lệnh này:

Bước 2.

Chúng ta chú ý đến nút hình con bọ trên thanh Toolbars và nút mũi tên ngay bên phải.

Bước 3.

Chúng ta lựa chọn thực hiện chức năng debug project khi nhấn vào nút mũi tên.

Bước 4.

Màn hình thông báo về việc lựa chọn chuyển sang giao diện debug hiện ra.

Chúng ta lựa chọn nút Switch để chuyển sang giao diện debug.

Bước 5.

Giao diện debug Java của Eclipse IDE hiện ra.

Chúng ta nhận thấy dòng lệnh đầu tiên có đánh dấu chấm nhỏ màu xanh đã được tô đậm màu xanh lá cây.

Các chức năng của project cũng được thực thi và dừng lại tại dòng lệnh này.

Chúng ta có thể nhận thấy các kết quả thực thi trước dòng lệnh này trong phần màn hình Console ở góc bên dưới.

Trong phần màn hình ở góc bên phải, giá trị của các biến được định nghĩa bên trong phương thức đang được debug sẽ được hiển thị. Chú ý rằng chỉ những biến được định nghĩa trước dòng lệnh đang được debug mới được hiển thị.

Bước 6.

Chúng ta có thể nhấn menu Run trên thanh Toolbars để tham khảo các chức năng cơ bản cho tác vụ debug:

  • Chức năng Terminate với cặp phím Ctrl + F2. Chấm dứt tác vụ debug tại thời điểm hiện tại.
  • Chức năng Step Into với phím F5. Thực hiện lần lượt chuyển đến phương thức gặp phải tại dòng lệnh đang được debug.
  • Chức năng Step Over với phím F6. Thực thi dòng lệnh hiện tại và chuyển tiếp đến dòng lệnh tiếp theo bên dưới.
  • Chức năng Run to Line với cặp phím Ctrl + R. Thực thi các dòng lệnh liên tiếp và chuyển đến dòng lệnh đang đặt con trỏ chuột.

Bước 7.

Chúng ta thực hiện chức năng Step Over với phím F6 tại một số dòng lệnh liên tiếp.

Chúng ta thử dừng lại tại dòng lệnh:

System.out.println(phanTu + “ ”);

Chúng ta chú ý phần màn hình Variables ở góc bên phải.

Giá trị của các biến được định nghĩa trước dòng lệnh hiện tại đã được hiển thị chi tiết.

Bước 8.

Chúng ta thử thực hiện chức năng Terminate với cặp phím Ctrl + F2.

Chúng ta nhận thấy tác vụ debug được dừng lại và chỉ còn phần màn hình Console ở góc bên dưới là hiển thị các thông tin cho đến dòng lệnh hiện tại.

Tổng kết

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu một số kỹ thuật lập trình cơ bản trong Java đồng thời tìm hiểu một số chức năng cần thiết trong Eclipse IDE.

Hy vọng rằng chúng ta có thể áp dụng phù hợp những kỹ thuật và chức năng này cho những bài tiếp theo.

Học kỹ thuật lập trình Java cơ bản qua các ví dụ – Phần 1

Giới thiệu

Trong chuỗi các bài học về kỹ thuật lập trình Java cơ bản qua các ví dụ, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu những kỹ thuật lập trình cơ bản nhất mà có thể áp dụng ngay để xây dựng các chương trình ứng dụng thực tế.

Những kỹ thuật được trình bày sẽ mang tính phổ quát và độc lập ngôn ngữ lập trình. Điều đó có nghĩa rằng chúng ta có thể áp dụng các kỹ thuật này đối với các ngôn ngữ khác như PHP / C# / Python.

Đề bài

Yêu cầu 1: Thiết lập một tập hợp gồm một số lượng nhất định các số tự nhiên ngẫu nhiên.

Yêu cầu 2: Tính tổng các số chẵn trong tập hợp này.

Yêu cầu 3: Hiển thị các số này và tổng ra màn hình Console.

Phân tích và lập trình Yêu cầu 1

Phân tích

Để thực hiện Yêu cầu 1, chúng ta xem xét một số tác vụ nhỏ sau:

  • Tác vụ 1. Xác định một số lượng cố định.
  • Tác vụ 2. Thiết lập một tập hợp với số lượng phần tử được xác định bên trên.
  • Tác vụ 3. Xác định giá trị số tự nhiên cho từng phần tử.

Như vậy chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những kỹ thuật lập trình sau để thực hiện lần lượt các tác vụ trên:

  • Kỹ thuật 1. Các kiểu dữ liệu số nguyên cơ bản trong Java.
  • Kỹ thuật 2. Khai báo biến và gán giá trị.
  • Kỹ thuật 3. Kiểu dữ liệu về tập hợp: mảng.
  • Kỹ thuật 4. Sử dụng thư viện toán học cơ bản trong Open JDK.
  • Kỹ thuật 5. Kỹ thuật thực hiện vòng lặp để duyệt các phần tử trong tập hợp.

Lập trình với ngôn ngữ Java

Thực hiện Tác vụ 1 – Xác định một số lượng cố định

Chúng ta có thể thực hiện Tác vụ 1 với chuỗi lệnh sau:

int n = 10;

Những điểm cơ bản cần chú ý với chuỗi lệnh trên:

  1. Thứ nhất, cú pháp cho việc định nghĩa một biến và gán giá trị.

Theo quy định trong Java, tất cả các biến phải được định nghĩa trước khi có thể được sử dụng.

Cú pháp cơ bản cho việc định nghĩa một biến như sau:

kiểu_dữ_liệu tên_biến [ = giá_trị ][, tên_biến [= giá_trị ] …];

  1. Thứ hai, kiểu dữ liệu.

Theo Yêu cầu 1, số lượng phần tử của một tập hợp phải là một số tự nhiên.

Java cung cấp cho chúng ta 04 kiểu dữ liệu số tự nhiên tương ứng với phạm vi khác nhau:

  • Kiểu dữ liệu byte. Đây là kiểu dữ liệu có dấu 8-bit có phạm vi số từ –128 đến 127.
  • Kiểu dữ liệu short. Đây là kiểu dữ liệu có dấu 16-bit có phạm vi số từ –32,768 đến 32,767.
  • Kiểu dữ liệu int. Đây là kiểu dữ liệu có dấu 32-bit có phạm vi số từ –2,147,483,648 đến 2,147,483,647.
  • Kiểu dữ liệu long. Đây là kiểu dữ liệu có dấu 64-bit có phạm vi số rất lớn so với kiểu int.
  1. Thứ ba, gán giá trị cho biến.

Chúng ta có thể gán giá trị cho biến ngay khi định nghĩa giống như chuỗi lệnh trên.

Chúng ta cũng có thể định nghĩa biến trước rồi gán giá trị sau:

int n;

n = 10;

Theo nguyên tắc chung, chúng ta nên đặt tên biến có một ý nghĩa cụ thể phù hợp mục tiêu sử dụng.

Tên của biến có thể bao gồm nhiều ký tự viết liền nhau và nên bắt đầu bằng một ký tự in thường.

Ví dụ với Yêu cầu 1 trong bài này, chúng ta có thể đặt tên biến là n hoặc soPhanTu.

  1. Thứ tư, xác định số lượng.

Theo Yêu cầu 1, chúng ta có thể xác định trước một số lượng phần tử.

Ví dụ ở đây là n = 10.

Chúng ta cũng có thể xác định một cách ngẫu nhiên một số lượng trong phạm vi nào đó.

Chúng ta thực hiện ý tưởng trên với các chuỗi lệnh sau:

Random rand = new Random();

int n = rand.nextInt(1000);

Chuỗi lệnh thứ nhất là định nghĩa một thực thể của lớp đối tượng Random. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn những kiến thức về lớp đối tượng trong các bài sau.

Chuỗi lệnh thứ hai là thực thi phương thức nextInt() để phát sinh ngẫu nhiên một số tự nhiên trong phạm vi từ 0 đến 999. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn những kiến thức về phương thức trong các bài sau.

Thực hiện Tác vụ 2 – Thiết lập một tập hợp với số lượng phần tử được xác định

Chúng ta có thể thực hiện Tác vụ 2 với chuỗi lệnh sau:

int tapHop[] = new int[n];

Những điểm cơ bản cần chú ý với chuỗi lệnh trên:

  1. Thứ nhất, cú pháp cho việc định nghĩa mảng một chiều và gán giá trị.

Java cung cấp cho chúng ta một kiểu dữ liệu cơ bản để lưu trữ một tập hợp các phần tử: mảng.

Tùy thuộc vào yêu cầu của chương trình ứng dụng, chúng ta có thể định nghĩa mảng một chiều hoặc mảng nhiều chiều.

Theo Yêu cầu 1, chúng ta định nghĩa mảng một chiều.

Cú pháp cơ bản cho việc định nghĩa một mảng một chiều như sau:

kiểu_dữ_liệu tên_mảng[ ] = new kiểu_dữ_liệu[số_lượng];

Chú ý rằng toán tử đặc biệt new giúp khởi tạo trong bộ nhớ một khoảng để lưu trữ mảng một chiều.

Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn những kiến thức về các toán tử trong các bài sau.

  1. Thứ hai, gán giá trị.

Chúng ta có thể gán giá trị cho mảng ngay khi định nghĩa giống như chuỗi lệnh trên.

Chúng ta cũng có thể định nghĩa mảng trước rồi gán giá trị sau:

int tapHop[];

tapHop = new int[số_lượng];

Thực hiện Tác vụ 3 – Xác định giá trị số tự nhiên cho từng phần tử

Những điểm cần chú ý khi thực hiện Tác vụ 3:

  1. Thứ nhất, truy xuất từng phần tử trong mảng.

Theo quy định trong Java, các phần tử trong mảng được bắt đầu từ vị trí 0 đến số_lượng – 1.

Như vậy, để truy xuất phần tử thứ i trong mảng, chúng ta sử dụng cú pháp:

tên_mảng[i-1]

  1. Thứ hai, gán giá trị cho từng phần tử trong mảng bằng phương pháp thủ công.

Chúng ta truy xuất từng phần tử trong mảng rồi gán giá trị.

Ví dụ với mảng tapHop[] gồm có 10 phần tử là các số tự nhiên. Chúng ta thực hiện gán giá trị như sau:

tapHop[0] = 1;
tapHop[1] = 8;
tapHop[2] = 15;
tapHop[3] = 19;
tapHop[4] = 24;
tapHop[5] = 35;
tapHop[6] = 12;
tapHop[7] = 64;
tapHop[8] = 24;
tapHop[9] = 88;

  1. Thứ ba, gán giá trị cho từng phần tử trong mảng bằng phương pháp tự động với kỹ thuật lặp for.

Cú pháp cơ bản cho việc truy xuất các phần tử trong một mảng một chiều với kỹ thuật lặp for như sau:

for (khởi_tạo_biến_truy_xuất; điều_kiện_lặp; bước_lặp) {
  // thực hiện công việc
}

Vòng lặp for hoạt động như sau.

  • Khi vòng lặp đầu tiên bắt đầu, phần khởi tạo của vòng lặp được thực thi. Nói chung, đây là một biểu thức đặt giá trị của biến điều khiển vòng lặp, hoạt động như một bộ đếm điều khiển vòng lặp. Điều quan trọng là phải hiểu rằng biểu thức khởi tạo chỉ được thực hiện một lần.
  • Tiếp theo, điều kiện được đánh giá. Đây phải là một biểu thức Boolean. Nó thường kiểm tra biến điều khiển vòng lặp dựa trên giá trị đích. Nếu biểu thức này là đúng, thì phần thân của vòng lặp được thực thi. Nếu nó sai, vòng lặp chấm dứt.
  • Tiếp theo, phần lặp của vòng lặp được thực thi. Đây thường là một biểu thức làm tăng hoặc giảm biến điều khiển vòng lặp. Vòng lặp sau đó lặp lại, đầu tiên đánh giá biểu thức điều kiện, sau đó thực hiện phần thân của vòng lặp và sau đó thực hiện biểu thức lặp với mỗi lần truyền. Quá trình này lặp lại cho đến khi biểu thức kiểm soát là sai.

Ví dụ với mảng tapHop[] gồm có 10 phần tử là các số tự nhiên. Chúng ta thực hiện gán giá trị như sau:

for (int i = 0; i < n; i++) {
  tapHop[i] = rand.nextInt(100);
}

  1. Thứ tư, gán giá trị cho từng phần tử trong mảng bằng phương pháp tự động với kỹ thuật lặp while.

Cú pháp cơ bản cho việc truy xuất các phần tử trong một mảng một chiều với kỹ thuật lặp while như sau:

while(điều_kiện_lặp) {
  // thực hiện công việc
}

Vòng lặp while là câu lệnh vòng lặp cơ bản nhất Java.

  • Nó lặp lại một câu lệnh hoặc khối trong khi biểu thức kiểm soát của nó là đúng. Điều kiện có thể là bất kỳ biểu thức Boolean nào.
  • Phần thân của vòng lặp sẽ được thực thi miễn là biểu thức điều kiện là đúng.
  • Khi điều kiện trở thành sai, điều khiển chuyển sang dòng mã tiếp theo ngay sau vòng lặp.

Ví dụ với mảng tapHop[] gồm có 10 phần tử là các số tự nhiên. Chúng ta thực hiện gán giá trị như sau:

int i = 0;
while (i < n) {
tapHop[i] = rand.nextInt(100);
i = i + 1;
}

Tổng kết

Trong bài này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu một số những kỹ thuật lập trình cơ bản đầu tiên trong ngôn ngữ Java.

Trong những bài tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu những kỹ thuật lập trình cơ bản khác để hoàn thành bài toán đặt ra ban đầu.