Tag: 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.

Lập trình hướng đối tượng – Phần 2 – Tính chất kế thừa – Java

Giới thiệu

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng nhau tìm hiểu tính chất kế thừa trong tư duy Lập trình hướng đối tượng.

Chúng ta sẽ thử nghiệm tính chất này qua một ví dụ đơn giản về hình chữ nhật và hình vuông.

Nhắc lại đặc điểm của tính chất kế thừa như sau:

  • Đặc tính này cho phép một đối tượng có thể có sẵn các đặc tính mà đối tượng khác đã có thông qua kế thừa.
  • Điều này cho phép các đối tượng chia sẻ hay mở rộng các đặc tính sẵn có mà không phải tiến hành định nghĩa lại.

Xây dựng lớp đối tượng HinhChuNhat

Bước 1.

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

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

Bước 2.

Chúng ta tạo package object và class HinhChuNhat.java.

Bước 3.

Chúng ta định nghĩa 02 thuộc tính cơ bản của một hình chữ nhật:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Như đã trình bày ở phần Giới thiệu về Tính chất kế thừa, một lớp đối tượng có thể được kế thừa và mở rộng những thuộc tính và phương thức nào đó của lớp cơ sở.
  • Trong ví dụ ở đây, chúng ta đều biết rằng mỗi hình vuông đều là một hình chữ nhật và đều có 02 thuộc tính là chiều dài và chiều rộng. Do vậy chúng ta định nghĩa 02 thuộc tính của class HinhChuNhat theo cách mà có thể được kế thừa.
  • Chúng ta sử dụng từ khóa protected được Java cung cấp. Thuộc tính này quy định một thuộc tính hoặc một phương thức là ẩn, cho phép kế thừa và chỉ được truy xuất bên trong một lớp và những lớp con của nó.

Bước 4.

Chúng ta định nghĩa các constructor cho lớp đối tượng:

Bước 5.

Chúng ta định nghĩa các phương thức truy xuất và điều chỉnh dữ liệu, được gọi là các getter và setter:

Bước 6.

Chúng ta định nghĩa các phương thức tính chu vi, diện tích và đường chéo hình chữ nhật:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Có lẽ cũng cần nhắc lại một chút về công thức tính đường chéo ở đây: (đường_chéo)^2 = (chiều_dài)^2 + (chiều_rộng)^2.
  • Kết quả của công thức tính đường chéo là một số thực có phần thập phân. Do vậy chúng ta sử dụng kiểu dữ liệu float hoặc double do Java cung cấp để đặc tả kết quả trả về này.

Xây dựng lớp đối tượng HinhVuong

Bước 1.

Chúng ta tạo class HinhVuong.java.

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Trong ví dụ ở đây, chúng ta sử dụng từ khóa extends do Java cung cấp để đặc tả sự kế thừa.
  • Như đã mô tả ở trên về định nghĩa 02 thuộc tính chieuDai và chieuRong. Chúng ta không cần định nghĩa lại 02 thuộc tính này trong class HinhVuong mà kế thừa từ HinhChuNhat.
  • Nếu phân tích theo một hướng khác, chúng ta có thể định nghĩa thuộc tính canh cho class HinhVuong. Như vậy thì nên thiết lập lại phạm vi là private cho 02 thuộc tính của class HinhChuNhat để không cho kế thừa.

Bước 2.

Chúng ta định nghĩa các constructor cho lớp đối tượng:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Chúng ta định nghĩa 02 constructor cho class HinhVuong tương ứng với 02 constructor cho class HinhChuNhat.
  • Trong từng constructor cho class HinhVuong, chúng ta có thể thực thi các tác vụ khởi tạo giá trị mặc định nào đó cho riêng class HinhVuong.
  • Nếu chúng ta muốn gọi constructor của lớp cơ sở để thực thi, ví dụ ở đây là class HinhChuNhat, chúng ta sử dụng phương thức super() và truyền tham số tương ứng với từng constructor cho class HinhChuNhat.

Bước 3.

Chúng ta thực hiện kế thừa và điều chỉnh phương thức setter:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Thuật ngữ để kế thừa, điều chỉnh và mở rộng một phương thức của lớp cơ sở được gọi là nạp chồng hàm (override). Java cung cấp một kiểu chú thích (annotation) là @Override để đặc tả một phương thức như vậy trong lớp dẫn xuất.
  • Trong ví dụ ở đây, chúng ta cần điều chỉnh phương thức setter vì trong hình vuông thì chiều dài và chiều rộng là bằng nhau (nên được gọi chung là cạnh).

Bước 4.

Chúng ta thực hiện kế thừa và điều chỉnh phương thức tinhDuongCheo():

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Chúng ta không cần điều chỉnh các phương thức về tính chu vi và diện tích vì thực ra công thức là như nhau. Do vậy trong class HinhVuong chúng ta không đặc tả lại mà kế thừa hoàn toàn từ class HinhChuNhat đối với 02 phương thức tinhChuVi() và tinhDienTich().
  • Đối với tác vụ tính đường chéo, chúng ta có 03 lựa chọn. Lựa chọn thứ nhất. Tương tự như 02 phương thức tinhChuVi() và tinhDienTich(), chúng ta không đặc tả lại mà kế thừa hoàn toàn từ class HinhChuNhat. Lựa chọn thứ hai. Chúng ta thực hiện kế thừa lại bằng annotation @Override nhưng sẽ gọi phương thức của class HinhChuNhat để thực thi: super.tinhDuongCheo(). Lựa chọn thứ ba. Chúng ta thực thi theo công thức thu gọn dành riêng cho hình vuông: (đường_chéo) ^2 = 2 * (cạnh)^2.

Thử nghiệm chương trình

Bước 1.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm tạo mới 01 hình chữ nhật, 02 hình vuông và tính chu vi, diện tích, đường chéo:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Đối với việc khởi tạo một đối tượng hình vuông. Chúng ta có 02 sự lựa chọn: (i) HinhChuNhat hinhVuong = new HinhVuong(); (ii) HinhVuong hinhVuong = new HinhVuong(). Thực ra cả 02 sự lựa chọn này là như nhau vì class HinhVuong là lớp dẫn xuất của lớp cơ sở class HinhChuNhat.
  • Chúng ta được khuyến khích là áp dụng sự lựa chọn thứ nhất như trong ví dụ ở đây. Lý do chính là để hiểu rõ hơn về tính chất trừu tượng và đa hình của Lập trình hướng đối tượng mà sẽ được trao đổi kỹ hơn trong các bài tiếp theo.

Bước 2.

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 tính chất kế thừa trong Lập trình hướng đối tượng.

Chúng ta đã cùng nhau thực hiện một ví dụ nhỏ về tính chất kế thừa với ngôn ngữ Java.

Trong các bài tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu những kiến thức khác xung quanh lập trình hướng đối tượng.

Lập trình hướng đối tượng – Phần 1 – Cơ bản về lớp đối tượng – Java

Giới thiệu

Lập trình hướng đối tượng (tiếng Anh: Object-oriented programming, viết tắt: OOP) là một mô hình kiến trúc lập trình dựa trên khái niệm “công nghệ đối tượng”, mà trong đó, đối tượng chứa đựng các dữ liệu: (i) thuộc tính của đối tượng; (ii) phương thức để thực thi các hành động của đối tượng.

OOP được xem là giúp tăng năng suất, đơn giản hóa độ phức tạp khi bảo trì cũng như mở rộng phần mềm bằng cách cho phép lập trình viên tập trung vào các đối tượng phần mềm ở bậc cao hơn.

Một số khái niệm cơ bản

Khái niệm đầu tiên là “đối tượng”, được hiểu như là 1 thực thể: người, vật hoặc 1 bảng dữ liệu, . . .

Một đối tượng bao gồm 2 thông tin chính:

  • Thuộc tính. Là những thông tin, đặc điểm của đối tượng. Ví dụ: một hình chữ nhật sẽ có chiều dài, chiều rộng, . . .
  • Phương thức. Là những thao tác, hành động mà đối tượng đó có thể thực hiện. Ví dụ: một hình chữ nhật sẽ có thao tác tính chu vi, diện tích, . . .

Khái niệm thứ hai là “lớp”, được hiểu như là một khuôn mẫu mà từng đối tượng là một thể hiện cụ thể dựa trên khuôn mẫu đó.

Ví dụ một lớp hình chữ nhật sẽ định nghĩa: (i) các thuộc tính chiều dài / chiều rộng; (ii) các phương thức tính chu vi, tính diện tích. Còn từng đối tượng hình chữ nhật sẽ có số đo cụ thể cho từng thuộc tính cũng như chu vi và diện tích riêng.

Các tính chất của lập trình hướng đối tượng

Tính đóng gói (encapsulation) và che giấu thông tin (information hiding):

  • Tính chất này không cho phép tác nhân bên ngoài thay đổi trạng thái nội tại của một đối tượng.
  • Chỉ có các phương thức nội tại của đối tượng cho phép thay đổi trạng thái của nó.
  • Đây là tính chất đảm bảo sự toàn vẹn của đối tượng.

Tính trừu tượng (abstraction):

  • Là phương pháp trừu tượng hóa định nghĩa lên những hành động, tính chất của loại đối tượng nào đó cần phải có.
  • Mỗi đối tượng có thể hoàn tất các công việc một cách nội bộ, báo cáo, thay đổi trạng thái của nó và liên lạc với các đối tượng khác mà không cần cho biết làm cách nào đối tượng tiến hành được các thao tác.
  • Tính chất này thường được gọi là sự trừu tượng của dữ liệu.

Tính kế thừa (inheritance):

  • Đặc tính này cho phép một đối tượng có thể có sẵn các đặc tính mà đối tượng khác đã có thông qua kế thừa.
  • Điều này cho phép các đối tượng chia sẻ hay mở rộng các đặc tính sẵn có mà không phải tiến hành định nghĩa lại.

Tính đa hình (polymorphism):

  • Thể hiện thông qua việc gửi các thông điệp (message).
  • Việc gửi các thông điệp này có thể so sánh như việc gọi các phương thức bên trong của một đối tượng.
  • Các phương thức dùng trả lời cho một thông điệp sẽ tùy theo đối tượng mà thông điệp đó được gửi tới sẽ có phản ứng khác nhau.

Xây dựng lớp đối tượng độc lập

Trong nội dung bài này, chúng ta cùng tìm hiểu cách xây dựng một lớp đối tượng độc lập cùng với tính chất đóng gói (encapsulation) bằng ngôn ngữ Java.

Bước 1.

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

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

Bước 2.

Chúng ta tạo package object và class HinhChuNhat.java.

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Như đã trình bày ở phần Giới thiệu về Tính đóng gói (encapsulation) và che giấu thông tin (information hiding). Mỗi package có thể được xem như là một hình thức để gom nhóm các lớp đối tượng có cùng chung những đặc điểm nào đó.
  • Là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng hoàn toàn, Java yêu cầu tất cả các lớp được định nghĩa phải thuộc một package nào đó.
  • Trong ví dụ hiện tại, chúng ta có thể đặt tên package là object (nghĩa là đối tượng nói chung) hoặc shape (nghĩa là hình vẽ nói chung).

Bước 3.

Chúng ta định nghĩa 02 thuộc tính cơ bản của một hình chữ nhật:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Như đã trình bày ở phần Giới thiệu về đặc trưng của một lớp đối tượng. Các thuộc tính nội tại của một đối tượng thì chỉ có thể được trông thấy và điều chỉnh bởi các phương thức nội tại của chính đối tượng đó.
  • Chúng ta sử dụng từ khóa private được Java cung cấp. Từ khóa này quy định một thuộc tính hoặc một phương thức là ẩn bên trong một lớp.

Bước 4.

Chúng ta định nghĩa các constructor cho lớp đối tượng:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Constructor là một dạng đặc biệt của phương thức, được sử dụng để khởi tạo các đối tượng.
  • Constructor được gọi tại thời điểm tạo đối tượng. Nó khởi tạo các giá trị để cung cấp dữ liệu cho các đối tượng, đó là lý do tại sao nó được gọi là constructor.
  • Chú ý trong Java: (i) tên của constructor phải trùng với tên của lớp; (ii) constructor không có kiểu trả về.
  • Có 02 kiểu constructor: (i) kiểu mặc định không có tham số truyền vào; (ii) kiểu có tham số.
  • Từ khóa this giúp chúng ta liên hệ đến thuộc tính hoặc phương thức nội tại của lớp đối tượng. Chúng ta sử dụng từ khóa này để phân biệt khi muốn định nghĩa các biến có cùng tên với các thuộc tính hoặc phương thức nội tại của lớp.

Bước 5.

Chúng ta định nghĩa các phương thức truy xuất và điều chỉnh dữ liệu, được gọi là các getter và setter:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Đây chính là những phương thức nội tại được dành riêng để truy xuất và điều chỉnh thông tin cho các thuộc tính nội tại.
  • Theo quy tắc chung, tên của các phương thức này nên để get và set đứng trước tên của thuộc tính.
  • Mỗi thuộc tính nên được theo kèm bởi một cặp get / set.

Bước 6.

Chúng ta định nghĩa các phương thức tính chu vi và diện tích hình chữ nhật:

Bước 7.

Chúng ta thực hiện thử nghiệm tạo mới 02 hình chữ nhật và tính chu vi, diện tích:

Những kỹ thuật lập trình cần chú ý:

  • Để truy xuất đến một lớp đối tượng ở một package khác, chúng ta sử dụng từ khóa import. Ví dụ ở đây là import object.HinhChuNhat.
  • Chúng ta khởi tạo một đối tượng thực bằng cách gọi constructor của lớp đối tượng với toán tử new. Với constructor được gọi thì thuộc tính nội tại sẽ được khởi tạo với giá trị mặc định của nó.
  • Ví dụ ở đây. Đối tượng hcnA được khởi tạo với constructor mặc định không có tham số. Đối tượng hcnB được khởi tạo với constructor có tham số.

Bước 8.

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 những kiến thức cơ bản về lớp đối tượng cũng như những tính chất về lập trình hướng đối tượng.

Chúng ta đã cùng nhau thực hiện một ví dụ nhỏ về lớp đối tượng với ngôn ngữ Java.

Trong các bài tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu những kiến thức khác xung quanh lập trình hướng đối tượng.