Object Oriented Programming (OOP) – Dart Tour

Chào mừng bạn đến với Fx Studio. Hành trình với ngôn ngữ Dart cũng gần tới giai đoạn cuối rồi. Chủ đề của phần này là Object-oriented programming, hay tên dân gian là Hướng đối tượng, hay còn gọi đơn giản hơn là OOP. Bạn đã tìm hiểu một ít OOP tại phần Classes & Objects của Dart rồi. Bây giờ, chúng ta bắt tay tìm hiểu kĩ hơn trong Dart thì OOP sẽ như thế nào.

Nếu mọi việc đã ổn rồi, thì …

Bắt đầu thôi!

Chuẩn bị

Về mặt công cụ editor thì khá đơn giản:

• TextEditor
• Visual Studio Code (nên dùng)

Hoặc bạn vào trang https://dartpad.dev/ để tiến hành code luôn. Khá là giống với Playground của Swift.

Về mặt lý thuyết, nếu bạn chưa biết gì về Dart, thì có thể theo dõi lại các bài viết trong series Dart Tour nhóe.

Object-oriented programming

OOP (viết tắt của Object Oriented Programming) – lập trình hướng đối tượng là một phương pháp lập trình dựa trên khái niệm về lớp và đối tượng. OOP tập trung vào các đối tượng thao tác hơn là logic để thao tác chúng, giúp code dễ quản lý, tái sử dụng được và dễ bảo trì.

Bất kỳ developer nào muốn đi trên con đường lập trình cũng đều phải biết về OOP. Và trên mạng cũng có rất nhiều khái niệm về OOP rồi, bạn có thể tìm và đọc sau nhoé. Còn với Dart thì chúng ta sẽ đi tìm hiểu về những kĩ thuật được sử dụng cho OOP mà thôi.

Chúng ta sẽ quan tâm nhiều tới việc mở rộng lớp (extending classes) và kế thừa (inheritance). Bạn sẽ xây dựng các lớp cha (super classes) & lớp con (subclasses) … Từ đó, chúng ta sẽ có những đặc tính và kĩ thuật được sử dụng để giải quyết các bài toán đặt ra.

Creating your first subclass

Bạn đã tìm hiểu về cách khai báo một lớp trong Dart là như thế nào rồi. Nên phần này mình sẽ đi nhanh thôi.

Dành cho bạn nào quên, thì có thể xem lại ở đây nhóe.

First class

Đầu tiên, chúng ta có các lớp đầu tiên như sau:

enum Grade { A, B, C, D, F }

class Human {
  Human(this.firstName, this.lastName);

  String firstName;
  String lastName;
  String get fullName => '$firstName $lastName';

  @override
  String toString() => fullName;
}

class Student {
  Student(this.firstName, this.lastName);

  String firstName;
  String lastName;
  var grades = <Grade>[];
  String get fullName => '$firstName $lastName';

  @override
  String toString() => fullName;
}

Trong đó:

• Grade là lớp mà bạn sinh viên có thể tham gia vào.
• Lớp Human là đại diện chung cho các đối tượng là người
• Lớp Student là đại diện cho sinh viên

Khai báo các thuộc tính của các lớp dựa trên đặc trưng của ngôn ngữ Dart nhoé!

Bạn sẽ thấy một điều khá bất ổn là các thuộc tính của Student và Human đã có sự trùng lặp với nha. Như vậy, chúng ta khá dư thừa code. Mà cái gì dư thừa, thì ta sẽ đi tối ưu nó thôi. Chúng ta qua tiếp phần tiếp theo nào!

Subclass

Để loại bỏ đi các code trùng lặp giữa 2 lớp, ta sẽ xác định quan hệ kế thừa cho chúng. Trong ví dụ thì:

• Lớp cha là Human
• Lớp con là Student

Để Student kế thừa Human, chúng ta sẽ thay đổi lại khai báo lớp Student một ít. Quan trọng là sử dụng từ khoá extends. Ta sẽ có code ví dụ như sau:

class Student extends Human {
  Student(String firstName, String lastName) : super(firstName, lastName);

  var grades = <Grade>[];
}

Cảm nhận đầu tiên, lớp Student thu gọn lại nhiều quá. Trong đó:

• Các thuộc tính & phương thức có trong lớp con mà cũng có trong lớp cha, thì sẽ lượt bỏ hết trong lớp con.
• Từ khoá super ám chỉ tới đối tượng lớp cha.
• Từ khoá this sẽ ám chỉ tới đối tượng lớp con.
• Hàm khởi tạo sẽ vẫn giữ nguyên là Student, tuy nhiên các thuộc tính firstName & lastName ở lớp cha rồi. Nên ta không thể sử dụng kiểu hàm khởi tạo rút gọn.
• Ta sẽ sử dụng dùng hàm khởi tạo chuyển (forwarding constructor), với 2 tham số cho lớp cha khởi tạo.

Quan trọng nhất là thể được được đặc tính đầu tiên của OOP là

Tính kế thừa

Những gì của cha có thì con sẽ được kế thừa lại hết.

Initializer list

Nếu bạn thắc mắt là “sẽ có thêm các thuộc tính riêng cho lớp con thì sao?”. Lúc này, chúng ta sẽ dùng tới initializer list, bạn sẽ gán dữ liệu từ tham số của hàm khởi tạo cho các thuộc tính của lớp con.

Xem ví dụ code nhoé!

class SomeChild extends SomeParent {
  SomeChild(double height)
      : assert(height != 0),  // assert
        _height = height,     // initializer
        super();              // super
  final double _height;
}

Trong đó, bạn thấy super() ở cuối cùng. Điều này có vẻ là dư thừa & không cần thiết. Vì Dart luôn gọi hàm tạo mặc định cho lớp cha, nếu không có đối số nào để truyền.

Lý do mà bạn hoặc Dart luôn cần thực hiện lệnh gọi super() là để đảm bảo rằng tất cả các giá trị của trường đã hoàn tất quá trình khởi tạo.

Using

Ta đi nhanh về ví dụ sử dụng các lớp được khai báo ở trên. Và nó cũng tương tự như với cách bạn tạo đối tượng từ một class trong bài trước. Xem ví dụ nhoé!

final fx = Human('Fx', 'Studio');
final nick = Student('Nick', 'Lee');

print(fx); //Fx Studio
print(nick); //Nick Lee

Tiếp theo, ta thêm giá trị cho thuộc tính của lớp con thì như sau:

final historyGrade = Grade.A;
nick.grades.add(historyGrade);

Cái này tuỳ thuộc vào logic & code của bạn nhoé! Trên chỉ là ví dụ cho bài viết thôi.

Overriding

Tiếp theo, bạn sẽ tìm hiểu về kĩ thuật trên OOP. Đó là ghi đè (Overridding). Tức là:

• Lớp con sẽ ghi đè lại các phương thức của lớp cha
• Từ khoá @override để thực hiện việc ghi đè

Bạn đã thực hiện việc này nhiều lần rồi, có thể bạn đã quên.

@override
String toString() => fullName;

Trong các ví dụ lớp, ta đã thực hiện việc ghi đè phương thức toString rất nhiều lần. Hoặc như lớp con Student của chúng ta muốn sáng tạo trong fullName thì có thể ghi đè lại cả phương thức getter cho fullName. Ví dụ như sau:

@override
String get fullName => '$firstName, $lastName';

Thay dấu cách ( ) bằng dấu phẩy ( ,) cho fullName. EZ phải không!

Call super

Điều chú ý trong kĩ thuật ghi đè là việc triệu hồi con trỏ lớp cha (supper) như thế nào là hợp lý. Bạn xem qua ví sau nhoé.

class SomeParent {
  void doSomeWork() {
    print('parent working');
  }
}
class SomeChild extends SomeParent {
  @override
  void doSomeWork() {
    super.doSomeWork();
    print('child doing some other work');
  }
}

Trong đó:

• Tại lớp con SomeChild, ta ghi đè lại phương thức doSomeWork() từ lớp cha SomeParent
• Bạn chú ý thứ tự của 2 dòng lệnh trong doSomeWork() trong lớp con nhoé.

Tạo đối tượng lớp con và thực thi xem kết quả nhoé.

final child = SomeChild();
child.doSomeWork();

Kết quả như sau:

parent working
child doing some other work

Như vậy, khi bạn muốn truy cập tới phương thức của lớp cha, thì dùng từ khoá super để gọi. Vì một khi đã ghi đè rồi thì đối tượng lớp con chỉ gọi tới phương thức của nó thôi.

Cuối cùng, chính là thứ tự việc gọi dòng lệnh super đó. Sẽ quyết định phương của lớp con hoạt động như thế nào.

Tốt nhất, bạn hãy gọi super đầu tiên trong các phương thức ghi đè (override) tại lớp con.

Multi-level hierarchy

Bạn sẽ thử suy nghĩ như thế nào nên chúng ta tiếp tục kế thừa lại 1 lơp con. Ta hãy tử lấy ví dụ qua 2 lớp con của lớp Student nhoé.

class MathStudent extends Student {
  MathStudent(String firstName, String lastName) 
      : super(firstName, lastName);

  bool get isEligible => grades.every((grade) => grade != Grade.F);
}

class SchoolBandMember extends Student {
  SchoolBandMember(String givenName, String surname)
      : super(givenName, surname);

  static const minimumPracticeTime = 2;
}

Trong đó:

• MathStudent & SchoolBandMember là 2 lớp con của lớp Student
• Chúng mang đầy đủ các thuộc tính và phương thức mà Student có.
• Ngoài ra, chúng có thêm các thuộc tính hay phương thức của riêng chúng

Ta xem qua lại cấu trúc của cây thừa kế thì như sau:

[Object]
   |-----[Human]
             |-----[Student]
                        |-----[MathStudent]
                        |-----[ShoolBandStudent]

Đâu đó, chúng ta có Human là ông nội của MathStudent & SchoolBandMember. Tuy nhiên, điều này ý nghĩa sẽ là

Một super-class thì có thể có nhiều sub-class.

Kiểu dữ liệu

Đầu tiên, ta hãy xem ví dụ tạo các đối tượng của các lớp con Student trước. Bạn sẽ có ví dụ như sau:

final tom = SchoolBandMember('Tom', 'Jones');
final jerry = MathStudent('Jerry', 'McFly');

Khá đơn giản, chúng ta sang tiếp ví dụ nữa:

final students = [nick, tom, jerry];

Ta biết cả 3 đối tượng đó là 3 kiểu dữ liệu khác nhau. Nhưng chúng có môi quan hệ kế thừa với nhau. Do đó, khi bạn cố gắng nhóm chúng nó lại vào 1 tập hợp (như List). Thì sẽ tự động chọn kiểu dữ liệu phù hợp nhất, các lớp cha, hay lớp ông nội, hay có thể tổ tiên xa như Object. Trong ví dụ này thì kiểu của List sẽ là <Student>.

Chúng ta có thể kiểm tra được kiểu dữ liệu lúc run-time của các đối tượng là như thế nào. Xem ví dụ code nhoé.

print(jerry is Object);
print(jerry is Human);
print(jerry is Student);
print(jerry is SchoolBandMember);
print(jerry is! MathStudent);

Thực thi ví dụ này, bạn sẽ được tổ tiên của đối tượng là ai. Ahihi!

Lưu ý

Với Dart hay các ngôn ngữ lập trình khác thì cũng không khuyến khích bạn tạo 1 cây thừa kế quá nhiều cấp. Điều này dẫn tới việc khó khăn trong xử lý. Cũng giống như sự ảnh hưởng của nhiều kiểu dữ liệu khác nhau tác động lên cùng 1 đối tượng.

Ví dụ: một bạn sinh viên là đối tượng MathStudent, nhưng bạn đó vẫn có thể tham gia thêm ban nhạc nữa. Có nghĩa bạn đó sẽ cũng là đối tượng của SchoolBandStudent. Và với thiết kế thừa kế trên thì chỉ 1 chữ thôi.

TOANG!

Do đó khi làm việc với OOP, bạn cần có sự thiết kế phù hợp hơn khi muốn có nhiều lớp con với nhiều mục đích sử dụng. Và để giải quyết bài toán ví dụ TOANG đó, ta cũng có nhiều cách xử lý. Bạn sẽ theo dõi sau nhoé.

Abstract classes

Nếu bạn là một dev iOS và đang chuyển nghề sang Flutter, có lẽ khái niệm lớp trừu tượng (Abstract classes) khá là trừu tượng với bạn.

Trong ngôn ngữ lập trình, kiểu trừu tượng (tiếng Anh: abstract type) là một kiểu trong hệ thống kiểu danh định mà không thể được khởi tạo trực tiếp; một kiểu mà không trừu tượng – nghĩa là có thể được khởi tạo – được gọi là kiểu cụ thể (concrete type). Mỗi thực thể của kiểu trừu tượng là một thực thể của vài kiểu con cụ thể. Kiểu trừu tượng còn được gọi là kiểu tồn tại (existential type).

(theo wikipedia)

Chúng ta sẽ bỏ qua mấy cái khái niệm mệt mỏi này nhé. Vào thẳng việc tạo một lớp trừu tượng trong Dart luôn nhoé.

Creating abstract classes

Trong Dart, bạn tạo ra một lớp trừu tượng bằng từ khoá abstract. Nó sẽ được đặt ở trước khai báo một class. Xem ví dụ với lớp động vật sau đây nhé.

abstract class Animal {
  bool isAlive = true;
  void eat();
  void move();
  
  @override
  String toString() {
    return "I'm a $runtimeType";
  }
}

Lớp abstract có gì đặc trưng:

• Lớp này không tạo được đối tượng của chính nó, bạn sẽ thấy vắng mặt đi các hàm khởi tạo
• Nó sẽ không kế thừa từ một lớp nào khác.
• Các phương thức trong lớp trừu tượng thì thiếu đi dấu {}. Và bạn không cần thiết phải triển khai một phương thức nào đó.
• Lớp trừu tượng thì không có nghĩa các thuộc tính & phương thức của nó không được triển khai. Vì chúng nó vẫn kế thừa từ Object (thuỷ tổ)

Nếu bạn muốn thử sức, thì hãy tạo một đối tượng của lớp trừu tượng Animal trên nhoé.

final animal = Animal();

Kết quả nhận được như sau:

final animal = Animal();

Kết quả nhận được như sau:

The value of the local variable 'animal' isn't used. Try removing the variable or using it.

class Dog extends Animal {
  
}

class Dog extends Animal {
  @override
  void eat() {
    // TODO: implement eat
  }

  @override
  void move() {
    // TODO: implement move
  }
}

class Dog extends Animal {
  @override
  void eat() {
    print("eat");
  }

  @override
  void move() {
    print("move");
  }

  void say() {
    print("Gâu Gâu");
  }
}

final dog = Dog();
print(dog.isAlive);
dog.eat();
dog.move();
dog.say();
print(dog);

Animal dog2 = Dog();
print(dog2.isAlive);
dog2.eat();
dog2.move();
print(dog2);

dog2.say(); // error

abstract class Bird extends Animal {
  @override
  void eat() {
    // TODO: implement eat
  }
}

abstract class DataRepository {
  double? fetchTemperature(String city);
}

class FakeWebServer implements DataRepository {
  @override
  double? fetchTemperature(String city) {
    return 42.0;
  }
}

class Husky implements Dog {
  @override
  bool isAlive;

  @override
  void eat() {
    // TODO: implement eat
  }

  @override
  void move() {
    // TODO: implement move
  }

  @override
  void say() {
    // TODO: implement say
  }
  
}

final DataRepository repository = FakeWebServer();
final temperature = repository.fetchTemperature('London');

abstract class DataRepository {
  factory DataRepository() => FakeWebServer();
  double? fetchTemperature(String city);
}

class MySubclass extends OneClass, AnotherClass {} // Not OK

class MyClass implements OneClass, AnotherClass {} // OK

class MySubclass extends OneClass implements AnotherClass {}

class SomeClass extends AnotherClass {}
class SomeClass implements AnotherClass {}

mixin Flyable {
  void fly();
}

mixin Swimmable {
  void swim();
}

class FlyingFish extends Animal with Flyable, Swimmable {
  @override
  void eat() {
    print("eat");
  }

  @override
  void move() {
    print("move");
  }

  @override
  void fly() {
    print("I am believe i can fly");
  }

  @override
  void swim() {
    print("I am believe i can swim");
  }
}

final flyingFish = FlyingFish();
flyingFish.fly();
flyingFish.swim();
print(flyingFish);

extension on SomeClass {
  // your custom code
}

extension YourExtensionName on ClassName {
  // your custom code
}

extension NumberParsing on String {
  int parseInt() {
    return int.parse(this);
  }
}

print('42'.parseInt());

extension on int {
  int addTen() => this + 10;
}

print(9.addTen());

enum Sex { male, female, other }

extension on Sex {
  int getRawValue() {
    switch (this) {
      case Sex.male:
        return 1;
      case Sex.female:
        return 0;
      case Sex.other:
        return -1;
    }
  }
}

extension on int {
  Sex toSex() {
    switch (this) {
      case 1:
        return Sex.male;
      case 0:
        return Sex.female;
      default:
        return Sex.other;
    }
  }
}

var sex = 1.toSex();

switch (sex) {
  case Sex.male:
    print('male');
    break;
  case Sex.female:
    print('female');
    break;
  case Sex.other:
    print('other');
    break;
}

Okay! Tới đây, mình xin kết thúc bài viết về Hướng đối tượng (OOP) trong series Dart Tour. Nếu có gì thắc mắc hay góp ý cho mình thì bạn có thể để lại bình luận hoặc gởi email theo trang Contact.

• Bạn có thể checkout code tại đây.
• Bài viết tiếp theo tại đây.

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này!

Written by chuotfx

Hãy ngồi xuống, uống miếng bánh và ăn miếng trà. Chúng ta cùng nhau đàm đạo về đời, về code nhóe!