Tải FREE sách C++ Và Lập Trình Hướng Đối Tượng PDF

Mục lục

Lưu ý quan trọng

Bên dưới đây mình có spoil 1 phần nội dung trong tài liệu để bạn tham khảo trước về nội dung tài liệu / Sách. Để xem được full nội dung thì bạn hãy nhấn vào nút “Link tải PDF” ở trên để tải bản đầy đủ về nhé

Tải FREE sách C++ Và Lập Trình Hướng Đối Tượng PDF - Phạm Văn Ất

Tổng Quan về Tác phẩm và Bối cảnh Lịch sử

Cuốn sách “C++ & Lập trình hướng đối tượng” của tác giả Phạm Văn Ất, xuất bản lần đầu vào năm 1999¹, là một tài liệu chuyên khảo có ý nghĩa quan trọng trong việc giới thiệu và hệ thống hóa các khái niệm của Lập trình Hướng đối tượng (Object-Oriented Programming – OOP) thông qua ngôn ngữ C++ tại Việt Nam.

Tác giả mở đầu bằng việc đặt ngôn ngữ C++ vào bối cảnh phát triển của lập trình². Ngôn ngữ C ra đời năm 1973 với mục đích ban đầu là viết hệ điều hành Unix³. Đến năm 1980, B. Stroustrup đã phát triển một ngôn ngữ C mới với tên gọi ban đầu là “C có lớp”, sau đó đổi thành C++ vào năm 1983⁴. C++ được định vị là một ngôn ngữ “lai” (hybrid), cho phép tổ chức chương trình theo cả mô hình hàm truyền thống của lập trình cấu trúc và mô hình lớp của lập trình hướng đối tượng⁵. Sự ra đời của C++ đã thúc đẩy ngôn ngữ C đi vào thế giới lập trình hướng đối tượng và trở thành một ngôn ngữ nổi bật trong thập niên 90⁶.

Mục tiêu chính của cuốn sách là trình bày một cách hệ thống các khái niệm cốt lõi của OOP được cài đặt trong C++, cùng với các khả năng mới mẻ về hàm mà C++ mang lại so với C, như đối tham chiếu, đối mặc định, hàm trùng tên, và hàm toán tử⁷. Cuốn sách được cấu trúc thành 10 chương chính và 6 phụ lục, tập trung cung cấp các khái niệm, phương pháp và kinh nghiệm lập trình hướng đối tượng trên C++ với gần 100 chương trình minh họa⁸.

1. So sánh Lập trình Cấu trúc và Lập trình Hướng đối tượng (Chương 1)

Chương 1 của sách đã dành một phần quan trọng để làm rõ sự khác biệt căn bản giữa hai phương pháp lập trình chủ đạo: Lập trình Cấu trúc (Structured Programming – SP) và Lập trình Hướng đối tượng (Object-Oriented Programming – OOP)⁹. Đây là một bước đi hợp lý, giúp người đọc từ nền tảng C hoặc Pascal dễ dàng tiếp cận tư tưởng mới.

1.1. Phương pháp Lập trình Cấu trúc

Lập trình cấu trúc dựa trên việc tổ chức, phân chia chương trình thành các hàm hoặc thủ tục, tập trung vào các công việc cần thực hiện (thuật toán)¹⁰¹⁰¹⁰¹⁰¹⁰¹⁰. Trong các ngôn ngữ như Pascal, C hay Foxpro, các hàm này được dùng để xử lý dữ liệu nhưng lại tách rời các cấu trúc dữ liệu¹¹¹¹¹¹¹¹. Dữ liệu thường được trao đổi giữa các hàm thông qua đối hoặc biến toàn cục (biến toàn bộ)¹²¹²¹².

Tác giả minh họa nhược điểm của phương pháp này qua bài toán tìm cặp điểm cách xa nhau nhất¹³. Với SP (sử dụng ngôn ngữ C), người lập trình phải:

Sử dụng hai mảng thực toàn cục x và y để chứa tọa độ¹⁴.
Xây dựng các hàm riêng biệt như nhapsl (nhập số liệu) và do_dai (tính độ dài)¹⁵.

Mô hình này làm cho dữ liệu (x, y) trở nên chung (toàn cục), dễ bị thay đổi bởi bất kỳ hàm nào trong chương trình, làm giảm khả năng kiểm soát và bảo trì¹⁶. Khi cần thay đổi cấu trúc dữ liệu, hầu như tất cả các hàm liên quan đều phải thay đổi theo, tạo ra rào cản lớn trong việc phát triển và mở rộng phần mềm¹⁷.

1.2. Phương pháp Lập trình Hướng đối tượng

Ngược lại, Lập trình Hướng đối tượng đặt khái niệm trung tâm là lớp (class)¹⁸¹⁸¹⁸¹⁸. Lớp là một đơn vị tổ chức bao gồm cả dữ liệu (thành phần dữ liệu) và các phương thức (hàm thành viên) xử lý dữ liệu đó, tạo nên sự đóng gói (encapsulation)¹⁹¹⁹¹⁹¹⁹¹⁹¹⁹. Phương pháp này giúp mô tả các thực thể một cách chân thực và đầy đủ hơn²⁰.

Trong ví dụ bài toán tìm cặp điểm, khi áp dụng OOP (sử dụng C++), tác giả định nghĩa một lớp daydiem²¹.

Thành phần dữ liệu: int n, float *x, float *y (dữ liệu của thực thể)²².
Phương thức: nhapsl và do_dai (các hành vi của thực thể)²³²³²³²³.

Khi sử dụng, ta tạo một đối tượng (object) p thuộc lớp daydiem²⁴. Dữ liệu chỉ được truy cập thông qua các phương thức của chính đối tượng đó (ví dụ: p.nhapsl(), p.do_dai(i, j)), đảm bảo dữ liệu được bảo vệ và không bị các hàm bên ngoài truy nhập tùy tiện²⁵²⁵²⁵²⁵²⁵²⁵²⁵²⁵.

Ưu điểm chính của OOP là:

Tập trung vào đối tượng (thực thể): Việc thiết kế xuất phát từ các nội dung, vấn đề của bài toán, tập trung vào các thực thể độc lập²⁶²⁶²⁶²⁶.
Giấu thông tin và Độc lập: Mọi thay đổi về trạng thái hoặc chức năng của một đối tượng chỉ xảy ra bên trong đối tượng đó, không ảnh hưởng đến các đối tượng khác²⁷²⁷²⁷²⁷.
Khả năng Kế thừa: Loại bỏ được các đoạn mã lặp lại, mở rộng khả năng sử dụng các lớp đã xây dựng²⁸.

2. Các Mở rộng quan trọng của C++ và Khả năng mới của Hàm

Cuốn sách tiếp tục đi sâu vào các tính năng nổi bật của C++, từ những mở rộng đơn giản nhưng tiện lợi cho đến những khả năng mạnh mẽ của hàm.

2.1. Một số Mở rộng Đơn giản (Chương 1)

C++ giới thiệu nhiều cải tiến nhỏ nhưng tăng cường đáng kể tính linh hoạt và dễ đọc của mã nguồn²⁹.

Ghi chú (Comments): Ngoài cách dùng /* ... */ của C, C++ cho phép dùng // để ghi chú trên một dòng, rất tiện lợi cho các ghi chú ngắn³⁰.
Khai báo linh hoạt: Khắc phục nhược điểm của C (khai báo phải ở đầu khối), C++ cho phép khai báo biến, mảng ở bất kỳ đâu trong chương trình, miễn là trước khi chúng được sử dụng. Điều này giúp vị trí khai báo và sử dụng gần nhau, dễ kiểm soát chương trình hơn³¹.
Toán tử ép kiểu (Cast operator): Ngoài cú pháp ép kiểu (Kiểu) biểu thức của C, C++ cho phép viết dưới dạng Kiểu(biểu thức), giúp mã nguồn trực quan hơn³²³²³²³². Ví dụ: s += float(i+1)/float(i)³³.
Hằng có kiểu (Typed Constant): Sử dụng từ khóa const để tạo hằng có kiểu, có thể gán giá trị bằng các hàm (ví dụ: getmaxx(), getmaxy())³⁴. Mọi câu lệnh nhằm thay đổi giá trị hằng này sẽ bị báo lỗi khi biên dịch³⁵.
Vào/Ra trong C++: C++ giới thiệu khái niệm dòng tin (Stream) và các toán tử xuất (cout <<) và nhập (cin >>), cùng với các phương thức như cin.get()³⁶³⁶³⁶³⁶. Việc tổ chức vào ra theo dòng tin rất khoa học và có tính độc lập thiết bị³⁷³⁷.

2.2. Khả năng mới của Hàm (Chương 2)

Chương 2 đi sâu vào các tính năng nâng cao của hàm, thể hiện tính “lai” mạnh mẽ của C++³⁸.

Biến tham chiếu (Reference variable) và Truyền tham chiếu: Giới thiệu biến tham chiếu, một khái niệm mới cho phép một biến đại diện cho một biến khác (đồng nghĩa với biến gốc). Việc truyền đối số cho hàm bằng tham chiếu (thay vì con trỏ) giúp chương trình dễ đọc, dễ dùng hơn mà vẫn giữ được hiệu quả của việc truyền địa chỉ³⁹³⁹.
Đối có giá trị mặc định (Default argument): Cho phép gán giá trị mặc định cho một số đối trong định nghĩa hàm⁴⁰⁴⁰⁴⁰. Khi gọi hàm, nếu bỏ qua đối số tương ứng, giá trị mặc định sẽ được sử dụng, giúp đơn giản hóa lời gọi hàm và giảm số lượng hàm cần phải viết cho các trường hợp tương tự.
Hàm trùng tên (Function Overloading): C++ cho phép nhiều hàm có cùng tên nhưng khác nhau về kiểu hoặc số lượng đối số (signature)⁴¹. Điều này cho phép xử lý các thao tác tương tự nhau (ví dụ: tính tổng) trên các kiểu dữ liệu khác nhau (số nguyên, số thực) bằng cùng một tên hàm, tăng tính trực quan.
Hàm toán tử (Operator Overloading): Đây là một khả năng cực kỳ mạnh mẽ, cho phép định nghĩa lại ý nghĩa của các toán tử chuẩn (+, -, *, /…) khi chúng được áp dụng cho các đối tượng kiểu lớp (class type)⁴². Tính năng này giúp viết mã nguồn tự nhiên, gần gũi với ngôn ngữ toán học hơn khi làm việc với các đối tượng phức tạp (ví dụ: cộng hai vector, nhân ma trận với vector)⁴³.
Hàm trực tuyến (inline): Giúp tăng hiệu suất bằng cách yêu cầu trình biên dịch chèn mã lệnh của hàm vào vị trí gọi, loại bỏ chi phí gọi hàm, thường dùng cho các hàm ngắn⁴⁴.

3. Các Trụ cột Cơ bản của Lập trình Hướng đối tượng (Chương 3, 4, 5, 6)

Các chương từ 3 đến 6 tập trung vào bốn trụ cột chính của OOP (Abstraction, Encapsulation, Inheritance, Polymorphism) được cài đặt trong C++.

3.1. Lớp và Đối tượng (Chương 3 & 4)

Lớp (Class): Là một khái niệm trung tâm, bao gồm Định nghĩa lớp, khai báo các thành phần dữ liệu và các phương thức (method)⁴⁵. Chương 3 đề cập đến phạm vi truy xuất (public, private, protected), sử dụng con trỏ this trong phương thức, và phương thức toán tử (member operator methods)⁴⁶.
Quản lý Đối tượng: Chương 4 trình bày các vấn đề tạo dựng, sao chép và hủy bỏ các đối tượng, một khía cạnh quan trọng để quản lý bộ nhớ và tài nguyên một cách hiệu quả⁴⁷.
- Hàm tạo (Constructor): Hàm tự động được gọi khi một đối tượng được tạo, dùng để khởi tạo dữ liệu cho đối tượng.
- Hàm tạo sao chép (Copy Constructor): Được dùng để tạo một đối tượng mới là bản sao của một đối tượng đã tồn tại.
- Hàm hủy (Destructor): Hàm tự động được gọi khi đối tượng bị hủy (kết thúc phạm vi), dùng để giải phóng bộ nhớ hoặc tài nguyên đã cấp phát.
- Hàm bạn/Lớp bạn (Friend Function/Friend Class): Cung cấp cơ chế cho phép các hàm hoặc lớp không phải là thành viên vẫn có thể truy cập các thành phần private hoặc protected của lớp, thường được dùng để cài đặt toán tử nhập/xuất hoặc các hàm tiện ích cần quyền truy cập đặc biệt⁴⁸.

3.2. Sự Thừa kế (Inheritance) (Chương 5)

Thừa kế là một khái niệm quan trọng tạo nên khả năng mạnh mẽ của OOP trong việc phát triển và mở rộng phần mềm⁴⁹. Nó cho phép một lớp (lớp dẫn xuất – derived class) kế thừa các thuộc tính và hành vi (thành phần dữ liệu và phương thức) từ một lớp khác (lớp cơ sở – base class)⁵⁰.

Vai trò: Kế thừa giúp tái sử dụng mã nguồn, thiết lập mối quan hệ “là một” (is-a) giữa các lớp (ví dụ: Lớp XeHoi là một PhuongTien), và tạo ra một cấu trúc phân cấp lớp rõ ràng⁵¹. Cuốn sách giúp người đọc hiểu cách xây dựng các lớp cơ sở chung, từ đó tạo ra các lớp dẫn xuất đặc thù hơn, loại bỏ sự trùng lặp code⁵².

3.3. Tính Tương ứng bội (Polymorphism) và Phương thức ảo (Chương 6)

Tính Tương ứng bội (hay Đa hình) là trụ cột mạnh mẽ nhất, cho phép xử lý các vấn đề khác nhau, các thực thể khác nhau theo cùng một lược đồ thống nhất⁵³. Đây là khả năng thực hiện một hành động theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào đối tượng thực hiện hành động đó.

Phương thức ảo (Virtual Method): Trong C++, Đa hình được cài đặt chủ yếu thông qua các phương thức ảo và con trỏ hoặc tham chiếu đến lớp cơ sở. Khi một phương thức được khai báo là virtual trong lớp cơ sở, và được ghi đè (override) trong các lớp dẫn xuất, lời gọi đến phương thức này thông qua con trỏ lớp cơ sở sẽ được giải quyết tại thời điểm chạy (Runtime), dựa trên kiểu đối tượng thực sự được trỏ đến, chứ không phải kiểu của con trỏ⁵⁴.
Tác dụng: Công cụ này cho phép dễ dàng tổ chức chương trình quản lý nhiều dạng đối tượng khác nhau (ví dụ: một mảng các đối tượng HinhHoc có thể chứa HinhTron, HinhVuong, và gọi phương thức Ve() sẽ thực hiện đúng hành vi vẽ của từng hình)⁵⁵.

4. Các Công cụ và Ứng dụng Bổ sung (Chương 7, 8, 9, 10)

4.1. Tổ chức Vào/Ra (I/O) với Stream (Chương 7)

C++ giới thiệu khái niệm Dòng tin (Stream) để tổ chức việc vào/ra dữ liệu⁵⁶⁵⁶.

Ý tưởng: Các thao tác I/O thực hiện trao đổi dữ liệu giữa bộ nhớ với dòng tin. Việc nhập/xuất dữ liệu trên một thiết bị cụ thể (bàn phím, màn hình, tệp) chỉ cần gắn dòng nhập/xuất với thiết bị đó⁵⁷⁵⁷.
Ưu điểm: Cách tổ chức này rất khoa học, tiện lợi và có tính độc lập thiết bị⁵⁸⁵⁸. Chương này trình bày cách thao tác I/O trên console (sử dụng iostream.h), I/O trên tệp (file I/O), xử lý lỗi, nhập xuất nhị phân, và cách xây dựng toán tử nhập xuất đối tượng trên tệp⁵⁹⁵⁹.

4.2. Đồ họa và Truy nhập Bộ nhớ (Chương 8, 9)

Cuốn sách không chỉ dừng lại ở lập trình nền console mà còn mở rộng sang các lĩnh vực sâu hơn:

Đồ họa (Graphics): Chương 8 trình bày các hàm đồ họa sử dụng trong C và C++ (dùng thư viện graphics.h), bao gồm khởi động hệ đồ họa, xử lý lỗi, mầu và mẫu, vẽ và tô, cửa sổ (viewport), xử lý văn bản trên màn hình đồ họa, và tạo ảnh chuyển động⁶⁰⁶⁰⁶⁰⁶⁰. Việc này rất quan trọng trong bối cảnh lập trình DOS/Turbo C++ thời đó.
Truy nhập trực tiếp vào Bộ nhớ: Chương 9 giới thiệu các hàm truy xuất trực tiếp vào bộ nhớ của máy tính, bao gồm bộ nhớ màn hình. Kiến thức này giúp lập trình viên hiểu cách thức máy tính hoạt động ở mức độ thấp, đặc biệt hữu ích cho việc xây dựng các giao diện người dùng tùy chỉnh⁶¹.

4.3. Chương trình Hướng đối tượng Minh họa (Chương 10)

Chương cuối cùng, Chương 10, giới thiệu 5 chương trình tương đối hoàn chỉnh nhằm minh họa thêm khả năng và kỹ thuật lập trình hướng đối tượng trên C++⁶².

Các lớp tiêu biểu: Bao gồm lớp cửa sổ, lớp menu, lớp hình học, các lớp ngăn xếp (stack) và hàng đợi (queue), và các lớp sắp xếp⁶³. Việc xây dựng các lớp này là ứng dụng trực tiếp các khái niệm về lớp, đối tượng, thừa kế, và đa hình đã học, đặc biệt là sử dụng các hàm truy nhập bộ nhớ để xây dựng các lớp giao diện như menu và cửa sổ⁶⁴.

5. Các Phụ lục và Khái niệm Nền tảng

Cuốn sách còn cung cấp 6 phụ lục giá trị, tổng hợp các kiến thức nền tảng và nâng cao:

Thứ tự ưu tiên của các phép toán⁶⁵.
Danh sách các từ khóa của C++⁶⁶.
Bảng mã ASCII và mã quét của các ký tự⁶⁷.
Hàm với số đối không cố định (Varargs): Một vấn đề ít được nói đến, sử dụng con trỏ void để xây dựng các hàm với số đối không cố định, tương tự như printf và scanf của C⁶⁸⁶⁸.
Tóm tắt hơn 200 hàm chuẩn của C⁶⁹⁶⁹.
Phương pháp phân tích, thiết kế và lập trình hướng đối tượng trên bình diện chung⁷⁰.

Cảm Nhận Cá Nhân về Cuốn Sách

Cuốn “C++ & Lập trình hướng đối tượng” của Phạm Văn Ất là một tài liệu học thuật có giá trị vượt thời gian, dù bối cảnh xuất bản là cuối thập niên 90. Cảm nhận về tác phẩm này được thể hiện rõ nét qua các khía cạnh về phương pháp luận, tính hệ thống và sự ứng dụng thực tiễn của nó.

1. Phương pháp Trình bày Khoa học và Hệ thống

Điểm mạnh nổi bật nhất của cuốn sách là tính hệ thống và phương pháp tiếp cận sư phạm hợp lý.

Tiếp cận từ nền tảng: Tác giả không đi thẳng vào OOP mà bắt đầu bằng việc so sánh Lập trình Cấu trúc và Lập trình Hướng đối tượng⁷¹. Việc minh họa cùng một bài toán (tìm cặp điểm xa nhất) bằng cả hai phương pháp (Cấu trúc và Hướng đối tượng) ⁷²⁷²⁷²⁷²là một cách tiếp cận trực quan, giúp người đọc thấy rõ sự khác biệt về tư duy: từ việc tập trung vào “công việc” (hàm) chuyển sang tập trung vào “thực thể” (lớp/đối tượng)⁷³⁷³⁷³. Điều này giải quyết hiệu quả vấn đề tồn tại của SP là dữ liệu chung và sự phụ thuộc giữa các hàm⁷⁴.
Hệ thống hóa Khái niệm cốt lõi: Các khái niệm trừu tượng nhất của OOP (Kế thừa và Đa hình/Tương ứng bội) được trình bày một cách tuần tự và chi tiết ở Chương 5 và 6⁷⁵. Việc tách bạch rõ ràng vai trò của Đa hình là “cho phép xử lý các vấn đề khác nhau, các thực thể khác nhau, các thuật toán khác nhau theo cùng một lược đồ thống nhất” ⁷⁶ thể hiện sự am hiểu sâu sắc và khả năng truyền đạt rõ ràng của tác giả.

2. Tính Thực tiễn và Đa dạng Ứng dụng

Minh họa bằng Mã nguồn: Với gần 100 chương trình minh họa ⁷⁷, cuốn sách biến các khái niệm lý thuyết (như Hàm tạo, Hàm hủy, Hàm bạn, Thừa kế) thành các ví dụ mã nguồn thực tế, giúp người học dễ dàng thực hành trên môi trường $TC++3.0$⁷⁸. Sự hiện diện của các chương trình minh họa là yếu tố then chốt để củng cố kiến thức lập trình.
Ứng dụng thực tế cao: Việc dành toàn bộ Chương 7 cho I/O Stream và Chương 10 cho các ứng dụng hoàn chỉnh như xây dựng lớp Menu và Cửa sổ ⁷⁹⁷⁹⁷⁹ cho thấy tác giả không chỉ dừng lại ở lý thuyết hàn lâm. Đặc biệt, việc sử dụng các hàm truy nhập trực tiếp bộ nhớ (Chương 9) để xây dựng lớp giao diện (Chương 10) là một kỹ thuật lập trình cấp thấp tinh vi, rất cần thiết cho các lập trình viên hệ thống thời kỳ DOS/Windows đầu tiên⁸⁰. Nó cho thấy sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa kiến thức lập trình cấu trúc (truy cập bộ nhớ, đồ họa) với phương pháp lập trình hướng đối tượng.

3. Giá trị Lịch sử và Tính Kế thừa

Cuốn sách đóng vai trò là cầu nối quan trọng giữa lập trình cấu trúc và lập trình hướng đối tượng. Với tư cách là một ngôn ngữ “lai” ⁸¹, C++ cho phép tận dụng các công cụ của cả hai phương pháp⁸². Tác giả đã tận dụng triệt để đặc tính này.

Tôn trọng nền tảng C: Cuốn sách không phủ nhận mà còn tích hợp các kiến thức của C (như hàm chuẩn, cấu trúc lệnh, con trỏ, các hàm trong phụ lục 5)⁸³⁸³⁸³⁸³. Điều này giúp những người đã thành thạo C có thể dễ dàng chuyển đổi sang C++ mà không cảm thấy mất đi kiến thức nền tảng.
Dự báo xu hướng: Tại thời điểm xuất bản (1999), tư tưởng lập trình hướng đối tượng đang được áp dụng cho hầu hết các ngôn ngữ mới chạy trên môi trường Windows (Microsoft Access, Visual Basic, Visual C)⁸⁴. Việc nghiên cứu phương pháp này được tác giả nhận định là “rất cần thiết”⁸⁵. Cảm nhận là cuốn sách đã đi trước đón đầu xu hướng, trang bị cho thế hệ lập trình viên Việt Nam tư duy mới, góp phần giải quyết được những vấn đề tồn tại trong công nghệ phần mềm và tạo ra được những sản phẩm có chất lượng cao hơn, nhất là giảm chi phí bảo trì hệ thống⁸⁶.

4. Kết luận Cảm nhận

Cuốn sách “C++ & Lập trình hướng đối tượng” là một tác phẩm kinh điển trong lĩnh vực giáo dục lập trình. Nó không chỉ là một tài liệu học tập mà còn là một khóa đào tạo tư duy, chuyển đổi người học từ lập trình cấu trúc sang lập trình hướng đối tượng. Với cách giải thích tỉ mỉ ⁸⁷ và sự hệ thống hóa toàn diện (từ khái niệm cơ bản, đến bốn trụ cột OOP, I/O, đồ họa, và ứng dụng thực tế), cuốn sách xứng đáng là tài liệu nền tảng cho bất kỳ ai muốn nắm vững C++ và tư duy OOP, một kỹ năng cốt lõi không thể thiếu trong phát triển phần mềm hiện đại. Mặc dù công cụ $TC++3.0$ đã lỗi thời, tư tưởng và triết lý lập trình hướng đối tượng được trình bày trong sách vẫn giữ nguyên giá trị, là nền tảng vững chắc cho việc tiếp thu các ngôn ngữ hướng đối tượng hiện đại khác như Java, C#, hay Python.

Tải FREE sách C++ Và Lập Trình Hướng Đối Tượng PDF – Phạm Văn Ất