Tải FREE Bài Giảng Tóm Tắt 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 Bài Giảng Tóm Tắt Lập Trình Hướng Đối Tượng PDF - Đại Học Đà Lạt

Tổng Quan về Tài liệu và Bối cảnh

Giáo trình này ra đời trong thời kỳ công nghệ .NET của Microsoft đang phát triển mạnh mẽ, và C# đang dần khẳng định vị thế là ngôn ngữ hàng đầu cho cả ứng dụng desktop, web (ASP.NET) và sau này là di động. Việc lựa chọn C# giúp người học không chỉ tiếp cận được tư duy OOP thuần túy mà còn làm quen với hệ sinh thái phát triển ứng dụng rộng lớn của Microsoft. Tài liệu được cấu trúc chặt chẽ, đi từ việc giới thiệu khái niệm, phân tích sự khác biệt với lập trình cấu trúc, đến việc đi sâu vào từng trụ cột của OOP, và kết thúc bằng các kỹ thuật lập trình nâng cao như xử lý ngoại lệ.

1. Sự Chuyển đổi từ Lập trình Cấu trúc sang Hướng đối tượng

Trước khi đi vào các đặc trưng cụ thể, bài giảng bắt đầu bằng việc đặt phương pháp lập trình hướng đối tượng (OOP) vào bối cảnh lịch sử và so sánh nó với phương pháp lập trình phổ biến trước đó: Lập trình Cấu trúc (Structured Programming – SP).

Lập trình Cấu trúc, dựa trên các ngôn ngữ như C, Pascal, tập trung vào việc tổ chức chương trình thành các hàm và thủ tục. Trong SP, dữ liệu và các hàm xử lý dữ liệu được tách rời. Sự tách rời này, mặc dù giúp phân chia chương trình thành các module chức năng, nhưng lại dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng khi quy mô dự án tăng lên, đặc biệt là trong việc kiểm soát dữ liệu. Dữ liệu (thường là biến toàn cục hoặc các cấu trúc dữ liệu lớn) có thể bị thay đổi bởi bất kỳ hàm nào, dẫn đến khó khăn trong việc gỡ lỗi, bảo trì và mở rộng hệ thống.

OOP, xuất hiện từ những năm 1990 và được các ngôn ngữ như C++, Java, và C# hỗ trợ, khắc phục nhược điểm này bằng cách giới thiệu khái niệm Lớp (Class) và Đối tượng (Object).

Lớp được xem là một bản thiết kế, nơi dữ liệu (thuộc tính) và các hành vi (phương thức) được nhóm lại thành một đơn vị duy nhất.
Đối tượng là thể hiện cụ thể (instance) của Lớp đó.

Sự chuyển đổi tư duy này có ý nghĩa triết học sâu sắc: thay vì tập trung vào “công việc cần làm” (các hàm), OOP tập trung vào “thực thể” (các đối tượng) và mối quan hệ giữa chúng. Điều này giúp mô hình hóa thế giới thực vào chương trình máy tính một cách tự nhiên và logic hơn. Ví dụ, thay vì có một mảng dữ liệu Diem và một hàm TinhKhoangCach(Diem d1, Diem d2), trong OOP, ta có lớp Diem với các thuộc tính và các phương thức nội tại, giúp dữ liệu luôn được kiểm soát và bảo vệ bởi chính đối tượng của nó.

2. Các Trụ cột Cốt lõi của Lập trình Hướng đối tượng (OOP)

Bài giảng của Phạm Quang Huy chắc chắn đã đề cập đến bốn trụ cột chính tạo nên nền tảng của phương pháp OOP. Bốn trụ cột này là kim chỉ nam cho việc thiết kế phần mềm linh hoạt, dễ bảo trì và mở rộng.

Tính Trừu tượng (Abstraction): Đây là khả năng đơn giản hóa vấn đề bằng cách chỉ hiển thị những thông tin cần thiết và ẩn đi những chi tiết phức tạp, không liên quan. Trừu tượng hóa cho phép người lập trình nhìn nhận đối tượng ở cấp độ cao hơn. Ví dụ, khi lái một chiếc ô tô, người lái chỉ quan tâm đến các thao tác cơ bản như ga, thắng, vô lăng, mà không cần hiểu chi tiết về cơ chế hoạt động của động cơ, hệ thống truyền động. Lớp (Class) chính là công cụ mạnh mẽ nhất để thực hiện tính trừu tượng trong lập trình.
Tính Đóng gói (Encapsulation): Là quá trình gói (bundle) dữ liệu (thuộc tính) và mã (phương thức) thao tác trên dữ liệu đó thành một đơn vị duy nhất (lớp). Tính đóng gói đảm bảo rằng dữ liệu của đối tượng chỉ có thể được truy cập và thay đổi thông qua các phương thức được định nghĩa sẵn trong lớp đó. Điều này bảo vệ tính toàn vẹn của dữ liệu và là nền tảng cho việc kiểm soát truy cập thông tin.
Tính Kế thừa (Inheritance): Cho phép một lớp mới (lớp con, lớp dẫn xuất) kế thừa các thuộc tính và phương thức của một lớp đã tồn tại (lớp cha, lớp cơ sở). Kế thừa là cơ chế mạnh mẽ để tái sử dụng mã nguồn (code reuse) và thiết lập mối quan hệ “là một” (is-a) giữa các lớp (ví dụ: Lớp XeDap là một PhuongTien). Tính kế thừa giúp giảm sự trùng lặp, tiết kiệm thời gian và công sức phát triển.
Tính Đa hình (Polymorphism): Nghĩa đen là “nhiều hình thức”. Đa hình cho phép một giao diện chung có thể được sử dụng cho nhiều hành động khác nhau. Trong C#, điều này có nghĩa là các đối tượng thuộc các lớp khác nhau (cùng kế thừa từ một lớp cha) có thể phản ứng khác nhau với cùng một thông điệp (lời gọi phương thức). Đa hình là yếu tố then chốt giúp xây dựng các hệ thống linh hoạt và mở rộng.

3. Nguyên lý Đóng gói và Quản lý Truy cập

Trong C#, tính đóng gói không chỉ là việc nhóm dữ liệu và phương thức. Nó được thực hiện triệt để thông qua các bộ chỉ định truy cập (access modifiers) và một khái niệm đặc trưng của C# là Property.

Bộ chỉ định Truy cập (Access Modifiers):
- public: Thành viên có thể được truy cập từ bất cứ đâu, cả bên trong và bên ngoài lớp.
- private: Thành viên chỉ có thể được truy cập từ bên trong cùng một lớp. Đây là bộ chỉ định cơ bản để bảo vệ dữ liệu.
- protected: Thành viên có thể được truy cập từ bên trong lớp đó và từ các lớp dẫn xuất.
- internal: Thành viên có thể được truy cập từ bất cứ đâu trong cùng một assembly (tập hợp các tệp được biên dịch thành một đơn vị).
- protected internal: Kết hợp của protected và internal.

Theo nguyên tắc đóng gói, các thành phần dữ liệu (Field) nên được khai báo là private. Điều này đảm bảo tính bí mật của dữ liệu (Information Hiding). Các thành phần dữ liệu chỉ được tương tác thông qua các phương thức công khai (public method) hoặc Properties.

Property (Thuộc tính): Property là một cấu trúc độc đáo của C# và các ngôn ngữ .NET, cung cấp một cách kiểm soát truy cập an toàn hơn so với việc cho phép truy cập trực tiếp vào Field. Property được xem như một Field công khai, nhưng bên trong nó chứa logic của hai phương thức truy cập:
- get (Accessor): Được gọi khi giá trị của Property được đọc.
- set (Mutator): Được gọi khi giá trị của Property được gán.
Bằng cách sử dụng Property, người lập trình có thể:
- Kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu trước khi gán (trong phương thức set).
- Tính toán động giá trị trả về (trong phương thức get).
- Chỉ cho phép đọc (Read-Only Property) bằng cách bỏ đi phương thức set.

Việc sử dụng Property giúp tách biệt giao diện truy cập dữ liệu (Property) với cách thức cài đặt dữ liệu bên trong (Field private), đảm bảo sự linh hoạt cao hơn trong bảo trì và phát triển.

4. Tính Kế thừa và Tái sử dụng Mã nguồn

Kế thừa (Inheritance) là một cơ chế thiết yếu để xây dựng hệ thống phần mềm một cách hiệu quả.

4.1. Cơ chế Kế thừa trong C#

Trong C#, một lớp được định nghĩa là kế thừa từ lớp khác bằng cách sử dụng dấu hai chấm (:). C# chỉ cho phép đơn kế thừa (Single Inheritance) đối với lớp, nghĩa là một lớp con chỉ có thể kế thừa trực tiếp từ một lớp cha. Tuy nhiên, C# hỗ trợ đa kế thừa giao diện (Multiple Interface Inheritance), cho phép một lớp triển khai nhiều Interface.

Lớp Cơ sở (Base Class) và Lớp Dẫn xuất (Derived Class): Lớp cơ sở cung cấp các thuộc tính và phương thức chung. Lớp dẫn xuất thừa hưởng tất cả các thành viên public và protected của lớp cơ sở.
Hàm tạo (Constructor) trong Kế thừa: Khi một đối tượng của lớp dẫn xuất được tạo, hàm tạo của lớp cơ sở phải được gọi trước. Từ khóa base được sử dụng trong hàm tạo của lớp dẫn xuất để gọi hàm tạo tương ứng của lớp cơ sở, đảm bảo rằng các thuộc tính của lớp cha được khởi tạo đúng cách.
Thành viên protected: Sự khác biệt giữa private và protected trở nên rõ ràng trong kế thừa. Thành viên private hoàn toàn bị ẩn khỏi lớp con, trong khi thành viên protected có thể được truy cập và sử dụng bởi các lớp con, nhưng vẫn được bảo vệ khỏi việc truy cập từ bên ngoài hệ thống phân cấp kế thừa.

4.2. Khái niệm `Sealed` và `Abstract`

Lớp Sealed: Khi một lớp được khai báo với từ khóa sealed, nó không thể được kế thừa bởi bất kỳ lớp nào khác. Việc này thường được sử dụng để ngăn chặn sự mở rộng không mong muốn hoặc để bảo vệ tính toàn vẹn của một lớp cơ sở, ví dụ như lớp String trong C#.
Lớp Abstract: Lớp trừu tượng là lớp không thể được khởi tạo thành đối tượng, mà chỉ được sử dụng làm lớp cơ sở cho các lớp dẫn xuất khác. Lớp trừu tượng có thể chứa các phương thức trừu tượng (abstract method) không có phần thân (chỉ có chữ ký). Các lớp con kế thừa từ lớp trừu tượng buộc phải cung cấp phần thân (triển khai) cho tất cả các phương thức trừu tượng đó. Lớp abstract là công cụ thiết yếu để thực hiện tính Trừu tượng và Đa hình.

5. Tính Đa hình và Phương thức Ảo

Đa hình là yếu tố giúp hệ thống trở nên linh hoạt và dễ mở rộng nhất. Bài giảng sẽ làm rõ hai hình thức của Đa hình trong C#:

5.1. Đa hình thời điểm Biên dịch (Compile-time Polymorphism)

Được thực hiện thông qua Nạp chồng phương thức (Method Overloading).

Nguyên tắc: Nhiều phương thức có thể có cùng tên trong cùng một lớp, miễn là chúng khác nhau về chữ ký phương thức (signature), tức là khác nhau về số lượng hoặc kiểu dữ liệu của các đối số truyền vào.
Cơ chế: Trình biên dịch (compiler) quyết định sẽ gọi phương thức nào dựa trên chữ ký của lời gọi hàm. Quá trình này diễn ra tại thời điểm biên dịch.

5.2. Đa hình thời điểm Chạy (Runtime Polymorphism)

Được thực hiện thông qua Ghi đè phương thức (Method Overriding), liên quan chặt chẽ đến Kế thừa.

Phương thức Ảo (virtual): Để một phương thức có thể được ghi đè, nó phải được khai báo bằng từ khóa virtual trong lớp cơ sở. Từ khóa này thông báo cho CLR rằng phương thức này có thể có các phiên bản triển khai khác nhau trong các lớp con.
Ghi đè (override): Trong lớp dẫn xuất, từ khóa override được sử dụng để cung cấp một triển khai mới cho phương thức ảo của lớp cơ sở.
Cơ chế: Khi một phương thức được gọi thông qua một con trỏ hoặc tham chiếu đến lớp cơ sở (ví dụ: BaseClass obj = new DerivedClass(); obj.Method();), hệ thống sẽ không quyết định phương thức nào được gọi tại thời điểm biên dịch. Thay vào đó, Common Language Runtime (CLR) sẽ kiểm tra kiểu thực tế của đối tượng tại thời điểm chạy và gọi phiên bản phương thức được triển khai bởi lớp dẫn xuất. Khả năng này, còn gọi là ràng buộc trễ (Late Binding), là nền tảng cho việc xây dựng các framework linh hoạt, nơi các module mới có thể được thêm vào mà không cần thay đổi code hiện tại.

6. Xử lý Ngoại lệ và Quản lý Lỗi trong C#

Một chương trình hướng đối tượng chuyên nghiệp phải có khả năng xử lý các tình huống lỗi bất thường (Ngoại lệ – Exception) một cách thanh lịch và an toàn. Bài giảng của Phạm Quang Huy đã dành một phần quan trọng để trình bày về cơ chế xử lý ngoại lệ của C#, một tính năng vượt trội so với các ngôn ngữ không có cơ chế này.

6.1. Khái niệm và Phân loại Ngoại lệ

Ngoại lệ là các sự kiện xảy ra trong quá trình thực thi chương trình (runtime) làm gián đoạn luồng chạy bình thường của lệnh. Trong C#, tất cả các ngoại lệ đều là đối tượng, kế thừa từ lớp cơ sở System.Exception. Tài liệu minh họa các loại ngoại lệ phổ biến:

System.DivideByZeroException: Xảy ra khi cố gắng chia một số cho 0.
System.OverflowException: Xảy ra khi kết quả của một phép toán vượt quá giới hạn lưu trữ của kiểu dữ liệu (ví dụ: gán giá trị quá lớn cho biến kiểu byte).
System.ArithmeticException: Ngoại lệ tổng quát cho các lỗi số học.
System.NullReferenceException: Xảy ra khi cố gắng truy cập một thành viên thông qua một con trỏ null.

6.2. Cơ chế `try-catch-finally`

C# sử dụng cấu trúc try-catch-finally để xử lý ngoại lệ:

Khối try: Chứa đoạn mã có khả năng gây ra lỗi. Nếu lỗi xảy ra, việc thực thi khối try bị dừng lại ngay lập tức, và hệ thống chuyển đến khối catch phù hợp.
Khối catch: Chứa mã để xử lý ngoại lệ. Một khối try có thể đi kèm với nhiều khối catch khác nhau, mỗi khối bắt một loại ngoại lệ cụ thể. Theo nguyên tắc, nên bắt các ngoại lệ cụ thể trước, sau đó mới bắt ngoại lệ tổng quát (như Exception), như minh họa trong tài liệu:C#// Bat ngoai le cu the truoc catch (DivideByZeroException) { Console.WriteLine("Loi chia cho 0!"); } // Bat ngoai le tong quat sau; catch (ArithmeticException) { Console.WriteLine("Co loi so hoc gi gi do...hehe!"); } Việc bắt ngoại lệ cụ thể giúp lập trình viên xử lý lỗi chính xác và cung cấp thông báo rõ ràng hơn cho người dùng hoặc hệ thống.
Khối finally: Chứa mã luôn được thực thi, bất kể có ngoại lệ xảy ra hay không. Khối này thường được sử dụng để giải phóng tài nguyên (ví dụ: đóng kết nối CSDL, đóng tệp tin) để tránh rò rỉ bộ nhớ.

6.3. Tự ném Ngoại lệ (`throw`)

Bài giảng cũng giới thiệu cách lập trình viên có thể tự ném ngoại lệ bằng từ khóa throw khi phát hiện một điều kiện không hợp lệ dựa trên logic ứng dụng, ngay cả khi CLR chưa phát sinh lỗi. Ví dụ được minh họa rất rõ ràng:

if (b == 0) 
    throw new DivideByZeroException(); 
if (a*b<= 0) 
    throw new ArithmeticException();

Trong ví dụ này, tác giả đã chủ động kiểm tra điều kiện đầu vào (b == 0 hoặc a*b <= 0 cho một phép tính căn bậc hai) và ném một ngoại lệ phù hợp. Kỹ thuật này giúp các phương thức trở nên đáng tin cậy hơn, vì chúng có thể báo hiệu rõ ràng rằng các điều kiện tiên quyết đã không được thỏa mãn.

Cảm Nhận Chuyên sâu và Đánh giá Sư phạm

Bài giảng “Lập trình Hướng đối tượng” của Phạm Quang Huy, trong bối cảnh ra đời của nó, là một tài liệu có giá trị học thuật và thực tiễn rất cao, đóng góp quan trọng vào việc đào tạo tư duy lập trình hiện đại.

1. Phương pháp Trình bày và Tính Thực tiễn

Tầm nhìn Công nghệ Hợp lý: Việc chọn C# (một ngôn ngữ hướng đối tượng thuần túy) để minh họa, thay vì C++ (ngôn ngữ lai), giúp người học dễ dàng tiếp thu tư duy OOP một cách triệt để, không bị lạc vào các vấn đề phức tạp của quản lý bộ nhớ thủ công và các cấu trúc lập trình cấu trúc. C# với cơ chế Garbage Collection và Property giúp người học tập trung vào triết lý thiết kế đối tượng.
Nhấn mạnh vào Mô hình hóa: Tài liệu đã làm rõ vai trò của OOP không chỉ là cú pháp, mà là một phương pháp luận (methodology). Khái niệm về mô hình hóa các lớp đối tượng trong thế giới thực được nhấn mạnh ngay từ lời mở đầu, đây là chìa khóa để chuyển đổi người học từ người viết code thành người thiết kế phần mềm.
Trình bày Lôgic: Việc xây dựng kiến thức theo trình tự: Trừu tượng -> Đóng gói -> Kế thừa -> Đa hình là phương pháp sư phạm chuẩn mực, đảm bảo người học nắm vững từng nguyên lý trước khi chuyển sang nguyên lý tiếp theo.

2. Giá trị Học thuật và Độ sâu của Nội dung

Làm rõ các Khái niệm Cốt lõi: Tài liệu làm rõ sự khác biệt giữa các hình thức đa hình (overloading và overriding), cũng như vai trò của các từ khóa quan trọng như virtual, override, sealed, và abstract. Việc phân tích vai trò của Ràng buộc trễ (Late Binding) trong Đa hình thời điểm chạy là một điểm nhấn về mặt học thuật.
Chuyên sâu về Xử lý Ngoại lệ: Phần xử lý ngoại lệ được trình bày rất chi tiết, không chỉ là cú pháp try-catch, mà còn bao gồm các thực hành tốt nhất như bắt ngoại lệ cụ thể trước ngoại lệ tổng quát, và đặc biệt là cách tự ném ngoại lệ để kiểm soát luồng lỗi trong logic nghiệp vụ. Điều này trang bị cho sinh viên kỹ năng viết mã nguồn bền vững (robust code), một yêu cầu không thể thiếu đối với lập trình viên chuyên nghiệp.
Sử dụng Property của C#: Việc trình bày về Property là một điểm mạnh đặc trưng, nó cho thấy tác giả không chỉ dạy OOP chung chung mà còn tận dụng tối đa các công cụ ngôn ngữ C# để thực hiện nguyên lý Đóng gói một cách thanh lịch nhất.

3. Hạn chế theo thời gian và Tiềm năng Mở rộng

Là một tài liệu năm 2008, hạn chế lớn nhất là sự lỗi thời của công nghệ so với hiện tại. Tài liệu này được viết dựa trên C# 3.0 và .NET Framework 3.5. Sau đó, C# đã phát triển thêm nhiều tính năng quan trọng như LINQ (Language Integrated Query), lập trình bất đồng bộ (async/await), Generics mở rộng, và các Records/Pattern Matching trong các phiên bản mới.

Thiếu các Khái niệm Hiện đại: Các khái niệm lập trình chức năng (Functional Programming) được tích hợp mạnh mẽ vào C# hiện đại (như Lambda Expressions, LINQ) có thể chưa được đề cập.
Phạm vi Ứng dụng: Tài liệu chủ yếu tập trung vào logic OOP thuần túy. Để ứng dụng vào thực tế hiện đại, người học cần bổ sung các kiến thức về giao diện (như WPF, WinUI) và các mô hình thiết kế phức tạp hơn (như Dependency Injection, Design Patterns).

Tuy nhiên, những hạn chế này không làm giảm giá trị cốt lõi của bài giảng. Triết lý và các trụ cột của OOP được trình bày trong tài liệu vẫn là nền tảng bất biến. Bất kỳ ai muốn học Java, C++, Python, hay các phiên bản C# mới hơn đều phải nắm vững kiến thức từ giáo trình này.

4. Kết luận Chung về Cảm nhận

Bài giảng “Lập trình Hướng đối tượng” của Phạm Quang Huy là một tài liệu giáo khoa cơ bản nhưng đầy đủ, có giá trị chuyển đổi tư duy lập trình cho sinh viên. Nó không chỉ cung cấp kiến thức về cú pháp C# mà còn thấm nhuần triết lý thiết kế phần mềm, giúp người học hiểu được tầm quan trọng của việc xây dựng các lớp đối tượng có khả năng bảo vệ dữ liệu, tái sử dụng mã nguồn và linh hoạt trước sự thay đổi. Đây là một nền tảng vững chắc, một tài liệu không thể thiếu để hình thành nên đội ngũ lập trình viên có khả năng xây dựng các hệ thống phần mềm chuyên nghiệp và có tính bảo trì cao.

Tải FREE Bài Giảng Tóm Tắt Lập Trình Hướng Đối Tượng PDF – Đại Học Đà Lạt