Chương 3 thảo luận rất nhiều kiểu dữ liệu cơ bản của ngôn ngữ C#, như int, long and char. Tuy nhiên trái tim và linh hồn của C# là khả năng tạo ra những kiểu dữ liệu mới, phức tạp. Người lập trình tạo ra các kiểu dữ liệu mới bằng cách xây dựng các lớp đối tượng và đó cũng chính là các vấn đề chúng ta cần thảo luận trong chương này.

Đây là khả năng để tạo ra những kiểu dữ liệu mới, một đặc tính quan trọng của ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng. Chúng ta có thể xây dựng những kiểu dữ liệu mới trong ngôn ngữ C# bằng cách khai báo và định nghĩa những lớp. Ngoài ra ta cũng có thể định nghĩa các kiểu dữ liệu với những giao diện (interface) sẽ được bàn trong Chương 8 sau. Thể hiện của một lớp được gọi là những đối tượng (object). Những đối tượng này được tạo trong bộ nhớ khi chương trình được thực hiện.

Sự khác nhau giữa một lớp và một đối tượng cũng giống như sự khác nhau giữa khái niệm  giữa loài  mèo  và một  con mèo Mun  đang nằm  bên chân  của ta. Chúng ta không thể đụng chạm hay đùa giỡn với khái niệm mèo nhưng có thể thực hiện điều đó được với mèo Mun, nó là một thực thể sống động, chứ không trừu tượng như khái niệm họ loài mèo.

Một họ mèo mô tả những con mèo có các đặc tính: có trọng lượng, có chiều cao, màu mắt, màu lông,…chúng cũng có hành động như là ăn ngủ, leo trèo,…một con mèo, ví dụ như mèo Mun chẳng hạn, nó cũng có trọng lượng xác định là 5 kg, chiều cao 15 cm, màu mắt đen, lông đen…Nó cũng có những khả năng như ăn ngủ leo trèo,..

Lợi ích to lớn của những lớp trong ngôn ngữ lập trình là khả năng đóng gói các thuộc tính và tính chất của một thực thể trong một khối đơn, tự có nghĩa, tự khả năng duy trì . Ví dụ khi chúng ta muốn sắp nội dung những thể hiện hay đối tượng của lớp điều khiển ListBox trên Windows, chỉ cần gọi các đối tượng này thì chúng sẽ tự sắp xếp, còn việc chúng làm ra sao thì ta không quan tâm, và cũng chỉ cần biết bấy nhiêu đó thôi.

Đóng gói cùng với đa hình (polymorphism) và kế thừa (inheritance) là các thuộc tính chính yếu của bất kỳ một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng nào.

Chương 4 này sẽ trình bày các đặc tính của ngôn ngữ lập trình C# để xây dựng các lớp đối tượng. Thành phần của một lớp, các hành vi và các thuộc tính, được xem như là thành viên  của  lớp  (class  member).  Tiếp  theo  chương  cũng  trình  này khái  niệm  về  phương  thức (method) được dùng để định nghĩa hành vi của một lớp, và trạng thái của các biến thành viên hoạt động trong một lớp. Một đặc tính mới mà ngôn ngữ C# đưa ra để xây dựng lớp là khái niệm thuộc tính (property), thành phần thuộc tính này hoạt động giống như cách phương thức để tạo một lớp, nhưng bản chất của phương thức này là tạo một lớp giao diện cho bên ngoài tương tác với biến thành viên một cách gián tiếp, ta sẽ bàn sâu vấn đề này trong chương.

Định nghĩa lớp

Để định nghĩa một kiểu dữ liệu mới hay một lớp đầu tiên phải khai báo rồi sau đó mới định nghĩa các thuộc tính và phương thức của kiểu dữ liệu đó. Khai báo một lớp bằng cách sử dụng từ khoá class. Cú pháp đầy đủ của khai báo một lớp như sau:

[Thuộc tính] [Bổ sung truy cập] class <Định danh lớp> [: Lớp cơ sở]

_{

<Phần thân của lớp: bao gồm định nghĩa các thuộc tính và

phương thức hành động >

_}

Thành phần thuộc tính của đối tượng sẽ được trình bày chi tiết trong chương sau, còn thành phần bổ sung truy cập cũng sẽ được trình bày tiếp ngay mục dưới. Định danh lớp chính là tên của lớp do người xây dựng chương trình tạo ra. Lớp cơ sở là lớp mà đối tượng sẽ kế thừa để phát triển ta sẽ bàn sau. Tất cả các thành viên của lớp được định nghĩa bên trong thân của lớp, phần thân này sẽ được bao bọc bởi hai dấu ({}).

Ghi chú: Trong ngôn ngữ C# phần kết thúc của lớp không có đấu chấm phẩy giống như khai báo lớp trong ngôn ngữ C/C++. Tuy nhiên nếu người lập trình thêm vào thì trình biên dịch C# vẫn chấp nhận mà không đưa ra cảnh báo lỗi.

Trong C#, mọi chuyện đều xảy ra trong một lớp. Như các ví dụ mà chúng ta đã tìm hiểu trong chương 3, các hàm điều được đưa vào trong một lớp, kể cả hàm đầu vào của chương trình (hàm Main()):

public class Tester

_{

public static int Main()

_{

//....

}

_}

Điều cần nói ở đây là chúng ta chưa tạo bất cứ thể hiện nào của lớp, tức là tạo đối tượng cho

lớp Tester. Điều gì khác nhau giữa một lớp và thể hiện của lớp? để trả lới cho câu hỏi này chúng ta bắt đầu xem xét sự khác nhau giữa kiểu dữ liệu int và một biến kiểu int . Ta có viết như sau:

int var1 = 10;

tuy nhiên ta không thể viết được

int = 10;

Ta không thể gán giá trị cho một kiểu dữ liệu, thay vào đó ta chỉ được gán dữ liệu cho một đối tượng của kiểu dữ lịêu đó, trong trường hợp trên đối tượng là biến var1.

Khi chúng ta tạo một lớp mới, đó chính là việc định nghĩa các thuộc tính và hành vi của tất cả các đối tượng của lớp. Giả sử chúng ta đang lập trình để tạo các điều khiển trong các ứng dụng trên Windows, các điều khiển này giúp cho người dùng tương tác tốt với Windows, như là ListBox, TextBox, ComboBox,…Một trong những điều khiển thông dụng là ListBox, điều khiển này cung cấp một danh sách liệt kê các mục chọn và cho phép người dùng chọn các mục tin trong đó.

ListBox này cũng có các thuộc tính khác nhau nhu: chiều cao, bề dày, vị trí, và màu sắc thể hiện và các hành vi của chúng như: chúng có thể thêm bới mục tin, sắp xếp,…

Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng cho phép chúng ta tạo kiểu dữ liệu mới là lớp ListBox, lớp  này  bao  bọc  các  thuộc  tính  cũng  như  khả  năng  như:  các  thuộc  tính height,  width, location, color, các phương thức hay hành vi như Add(), Remove(), Sort(),…

Chúng ta không thể gán dữ liệu cho kiểu ListBox, thay vào đó đầu tiên ta phải tạo một đối tượng cho lớp đó:

ListBox myListBox;

Một khi chúng ta đã tạo một thể hiện của lớp ListBox thì ta có thể gán dữ liệu cho thể hiện đó. Tuy nhiên đoạn lệnh trên chưa thể tạo đối tượng trong bộ nhớ được, ta sẽ bàn tiếp. Bây giờ ta sẽ tìm hiểu cách tạo một lớp và tạo các thể hiện thông qua ví dụ minh họa 4.1. Ví dụ này tạo một lớp có chức năng hiểu thị thời gian trong một ngày. Lớp này có hành vi thể hiện ngày, tháng, năm, giờ, phút, giây hiện hành. Để làm được điều trên thì lớp này có 6 thuộc tính hay còn gọi là biến thành viên, cùng với một phương thức như sau:

Ví dụ 4.1: Tạo một lớp Thoigian đơn giản như sau.

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

using System;

public class ThoiGian

_{

public void ThoiGianHienHanh()

_{

Console.WriteLine(“Hien thi thoi gian hien hanh”);

_}

// Các biến thành viên int Nam;

int Thang; int Ngay; int Gio;

int Phut;

int Giay;

}

public class Tester

_{

static void Main()

_{

ThoiGian t = new ThoiGian();

t.ThoiGianHienHanh();

}

}

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Kết quả:

Hien thi thoi gian hien hanh

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Lớp  ThoiGian chỉ  có  một  phương  thức  chính  là  hàm ThoiGianHienHanh(),  phần  thân  của phương thức này được định nghĩa bên trong của lớp ThoiGian. Điều này khác với ngôn ngữ C++, C# không đòi hỏi phải khai báo trước khi định nghĩa một phương thức, và cũng không hỗ trợ việc khai báo phương thức trong một tập tin và sau đó định nghĩa ở một tập tin khác.

C# không có các tập tin tiêu đề, do vậy tất cả các phương thức được định nghĩa hoàn toàn bên trong  của  lớp.  Phần  cuối  của  định  nghĩa  lớp  là  phần  khai  báo  các  biến  thành  viên: Nam, Thang, Ngay, Gio, Phut, va Giay.

Sau khi định nghĩa xong lớp ThoiGian, thì tiếp theo là phần định nghĩa lớp Tester, lớp này có chứa một hàm khá thân thiện với chúng ta là hàm Main(). Bên trong hàm Main có một thể hiện của lớp ThoiGian được tạo ra và gán giá trị cho đối tượng t. Bởi vì t là thể hiện của đối tượng ThoiGian, nên hàm Main() có thể sử dụng phương thức của t:

t.ThoiGianHienHanh();

Thuộc tính truy cập

Thuộc tính truy cập quyết định khả năng các phương thức của lớp bao gồm việc các phương thức của lớp khác có thể nhìn thấy và sử dụng các biến thành viên hay những phương thức bên trong lớp. Bảng 4.1 tóm tắt các thuộc tính truy cập của một lớp trong C#.

Bảng 4.1: Thuộc tính truy cập.

Mong muốn chung là thiết kế các biến thành viên của lớp ở thuộc tính private. Khi đó chỉ có phương thức thành viên của lớp truy cập được giá trị của biến. C# xem thuộc tính private là mặc định nên trong ví dụ 4.1 ta không khai báo thuộc tính truy cập cho 6 biến nên mặc định chúng là private:

// Các biến thành viên private int Nam;

int Thang; int Ngay; int Gio;

int Phut;

int Giay;

Do  lớp Tester và  phương thức  thành  viên ThoiGianHienHanh của lớp  ThoiGian được  khai báo là public nên bất kỳ lớp nào cũng có thể truy cập được.

Ghi chú: Thói quen lập trình tốt là khai báo tường minh các thuộc tính truy cập của biến thành  viên  hay các phương thức  trong  một  lớp.  Mặc dù  chúng ta biết  chắc  chắn  rằng  các thành viên của lớp là được khai báo private mặc định. Việc khai báo tường minh này sẽ làm cho chương trình dễ hiểu, rõ ràng và tự nhiên hơn.

Tham số của phương thức

Trong các ngôn ngữ lập trình thì tham số và đối mục được xem là như nhau, cũng tương

tự khi đang nói về ngôn ngữ hướng đối tượng thì ta gọi một hàm là một  phương thức hay hành vi. Tất cả các tên này điều tương đồng với nhau.

Một phương thức có thể lấy bất kỳ số lượng tham số nào, Các tham số này theo sau bởi

tên của phương thức và được bao bọc bên trong dấu ngoặc tròn (). Mỗi tham số phải khai báo kèm với kiểu dữ liệu. ví dụ ta có một khai báo định nghĩa một phương thức có tên là Method, phương thức không trả về giá trị nào cả (khai báo giá trị trả về là void), và có hai tham số là một kiểu int và button:

void  Method( int param1, button param2)

_{

//…

_}

Bên trong thân của phương thức, các tham số này được xem như những biến cục bộ, giống như là ta khai báo biến bên trong phương thức và khởi tạo giá trị bằng giá trị của tham số truyền vào. Ví dụ 4.2 minh họa việc truyền tham số vào một phương thức, trong trường hợp này thì hai tham số của kiểu là int và float.

Ví dụ 4.2: Truyền tham số cho phương thức.

_{—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—}

using System;

public class Class1

_{

public void SomeMethod(int p1, float p2)

_{

Console.WriteLine(“Ham nhan duoc hai tham so: {0} va {1}”, p1,p2);

}

_}

public class Tester

_{

static void Main()

_{

int var1 = 5;

float var2 = 10.5f;

Class1 c = new Class1();

c.SomeMethod( var1, var2 );

}

_}

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Kết quả:

Ham nhan duoc hai tham so: 5 va 10.5

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Phương thức SomeMethod sẽ lấy hai tham số int và float rồi hiển thị chúng ta màn hình bằng việc dùng hàm Console.WriteLine(). Những tham số này có tên là p1 và p2 được xem như là biến cục bộ bên trong của phương thức.

Trong phương thức gọi Main, có hai biến cục bộ được tạo ra là var1 và var2. Khi hai biến này được truyền cho phương thức SomeMethod thì chúng được ánh xạ thành hai tham số p1 và

p2 theo thứ tự danh sách biến đưa vào.

Tạo đối tượng

Trong Chương 3 có đề cập đến sự khác nhau giữa kiểu dữ liệu giá trị và kiểu dữ liệu tham chiếu. Những kiểu dữ liệu chuẩn của C# như int, char, float,… là những kiểu dữ liệu giá trị,

và các biến được tạo ra từ các kiểu dữ liệu này được lưu trên stack. Tuy nhiên, với các đối tượng kiểu dữ liệu tham chiếu thì được tạo ra trên heap, sử dụng từ khóa new để tạo một đối tượng:

ThoiGian t = new ThoiGian();

t thật sự không chứa giá trị của đối tượng ThoiGian, nó chỉ chứa địa chỉ của đối tượng được tạo ra trên heap, do vậy t chỉ chứa tham chiếu đến một đối tượng mà thôi.

Bộ khởi dựng

Thử xem lại ví dụ minh họa 4.1, câu lệnh tạo một đối tượng cho lớp ThoiGian tương tự như việc gọi thực hiện một phương thức:

ThoiGian t = new ThoiGian();

Đúng  như  vậy,  một  phương  thức  sẽ  được  gọi  thực  hiện  khi  chúng  ta  tạo  một  đối  tượng. Phương  thức này được gọi là bộ  khởi  dựng (constructor).  Các phương  thức này được định nghĩa khi xây dựng lớp, nếu ta không tạo ra thì CLR sẽ thay mặt chúng ta mà tạo phương thức khởi dựng một cách mặc định. Chức năng của bộ khởi dựng là tạo ra đối tượng được xác định bởi một lớp và đặt trạng thái này hợp lệ. Trước khi bộ khởi dựng được thực hiện thì đối tượng chưa được cấp phát trong bộ nhớ. Sau khi bộ khởi dựng thực hiện hoàn thành thì bộ nhớ sẽ

lưu giữ một thể hiện hợp lệ của lớp vừa khai báo.

Lớp ThoiGian trong ví dụ 4.1 không định nghĩa bộ khởi dựng. Do không định nghĩa nên trình biên dịch sẽ cung cấp một bộ khởi dựng cho chúng ta. Phương thức khởi dựng mặc định được tạo ra cho một đối tượng sẽ không thực hiện bất cứ hành động nào, tức là bên trong thân của phương thức rỗng. Các biến thành viên được khởi tạo các giá trị tầm thường như  thuộc tính nguyên có giá trị là 0 và chuỗi thì khởi tạo rỗng,..Bảng 4.2 sau tóm tắt các giá trị mặc định

được gán cho các kiểu dữ liệu cơ bản.

Bảng 4.2: Giá trị mặc định của kiểu dữ liệu cơ bản.

Thường thường, khi muốn định nghĩa một phương thức khởi dựng riêng ta phải cung cấp các tham số để hàm khởi dựng có thể khởi tạo các giá trị khác ngoài giá trị mặc định cho các đối tượng. Quay lại ví dụ 4.1 giả sử ta muốn truyền thời gian hiện hành: năm, tháng, ngày,…để đối tượng có ý nghĩa hơn.

Để định nghĩa một bộ khởi dựng riêng ta phải khai báo một phương thức có tên giống như tên

lớp đã khai báo. Phương thức khởi dựng không có giá trị trả về và được khai báo là public. Nếu phương thức khởi dựng này được truyền tham số thì phải khai báo danh sách tham số giống như khai báo với bất kỳ phương thức nào trong một lớp. Ví dụ 4.3 được viết lại từ ví dụ 4.1 và thêm một bộ khởi dựng riêng, phương phức khởi dựng này sẽ nhận một tham số là một đối tượng kiểu DateTime do C# cung cấp.

Ví dụ 4.3: Định nghĩa một bộ khởi dựng.

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

using System;

public class ThoiGian

_{

public void ThoiGianHienHanh()

_{

Console.WriteLine(“ Thoi gian hien hanh la : {0}/{1}/{2}

{3}:{4}:{5}”, Ngay, Thang, Nam, Gio, Phut, Giay);

_}

// Hàm khởi dựng

public ThoiGian( System.DateTime dt )

_{

Nam = dt.Year; Thang = dt.Month; Ngay = dt.Day;

Gio = dt.Hour; Phut = dt.Minute; Giay = dt.Second;

_}

// Biến thành viên private int Nam;

int Thang; int Ngay; int Gio;

int Phut;

int Giay;

_}

public class Tester

_{

static void Main()

_{

System.DateTime  currentTime = System.DateTime.Now; ThoiGian t = new ThoiGian( currentTime ); t.ThoiGianHienHanh();

}

_}

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Kết quả:

Thoi gian hien hanh la: 5/6/2002  9:10:20

—–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—-–—

Trong ví dụ trên phương thức khởi dựng lấy một đối tượng DateTime và khởi tạo tất cả các biến thành viên dựa trên giá trị của đối tượng này. Khi phương thức này thực hiện xong, một đối  tượng  ThoiGian được  tạo  ra  và  các  biến  của  đối  tượng  cũng  đã  được  khởi  tạo.  Hàm ThoiGianHienHanh được gọi trong hàm Main() sẽ hiển thị giá trị thời gian lúc đối tượng được tạo ra.

Chúng ta thử bỏ một số lệnh khởi tạo trong phương thức khởi dựng và cho thực hiện chương trình lại thì các biến không được khởi tạo sẽ có giá trị mặc định là 0, do là biến nguyên. Một biến thành viên kiểu nguyên sẽ được thiết lập giá trị là 0 nếu chúng ta không gán nó trong phương thức khởi dựng. Chú ý rằng kiểu dữ liệu giá trị không thể không được khởi tạo, nếu ta không khởi tạo thì trình biên dịch sẽ cung cấp các giá trị mặc định theo bảng 4.2.

Ngoài ra trong chương trình 4.3 trên có sử dụng đối tượng của lớp DateTime, lớp DateTime này được cung cấp bởi thư viện System, lớp này cũng cung cấp các biến thành viên public như: Year, Month, Day, Hour, Minute, và Second tương tự như lớp ThoiGian của chúng ta. Thêm vào đó là lớp này có đưa ra một phương thức thành viên tĩnh tên là Now, phương thức Now sẽ trả về một tham chiếu đến một thể hiện của một đối tượng DateTime được khởi tạo

với thời gian hiện hành. Theo như trên khi lệnh :

System.DataTime  currentTime = System.DateTime.Now();

được thực hiện thì phương thức tĩnh Now() sẽ tạo ra một đối tượng DateTime trên bộ nhớ heap và trả về một tham chiếu và tham chiếu này được gán cho biến đối tượng currentTime.