Strategy

Trong chương này, chúng ta sẽ đi qua các nội dung sau:

• Mở rộng việc lập trình hướng đối tượng
• Làm quen với các khái niệm trừu tượng, đóng gói, đa hình và kế thừa
• Chuyển đổi qua lại giữa 2 khái niệm “is-a” và “has-a”
• Xử lý công việc bằng các thuận toán
• Áp dụng mẫu Strategy vào thực tế

Là một chuyên gia thiết kế mẫu, bạn đi vào phòng họp của công ty MegaGigaCo, giám đốc điều hành và các thành viên ban quản trị đang ăn mừng một hợp đồng mới về thiết kế xe hơi, mọi người vỗ tay và hò reo ăn mừng quanh phòng.

“Hợp đồng này sẽ đem đến doanh số lớn cho chúng ta”, giám điều hành nói, cùng với tiếng vang bốp bốp của rượu champagne và sự phấn khích của giám đốc. “Việc của chúng ta là phải chắc chắn có được một quy trình thiết kế đúng”. Ông nhấn nút lên chiếc đèn chiếu và hình ảnh các biểu đồ hiện lên tường. Ông nói tiếp: “Đây là ý kiến của tôi…”

“Sai”, bạn nói

Giám đốc thoáng một chút giật mình và nói tiếp, “Nhưng nếu chúng ta…”

“Không,” bạn lắc đầu nói.

“Xin thứ lỗi”, bạn nói với Giám đốc và ban điều hành, “Rõ ràng là chúng ta đang mạo hiểm với hợp đồng này vì đã đi sai hướng. Tôi có thể thấy cả tá vấn đề khi nhìn vào các biểu đồ này”

Ban giám đốc thì thầm với vẻ tập trung và Giám đốc hỏi. “Theo ý kiến anh thì sao…”

“Tôi là chuyên gia thiết kế mẫu, người sẽ giải quyết các vấn đề về liên quan về thiết kế,” Bạn nói. “Dĩ nhiên là cho những hợp đồng lớn”

Giám đốc viết ra một con số dự đoán cho chi phí, một con số khá lớn, tuy nhiên hình như vẫn chưa đủ lớn đối với bạn.

“Lại sai”, bạn nói

Vị giám đốc nhìn bạn nhíu mày.

“Mẫu thiết kế”, bạn giải thích. “Các giải pháp chung để giải quyết cho các vấn đề lập trình thường gặp. Không chỉ vậy, nó còn giúp việc lập trình tốt hơn, bảo dưỡng, và công việc nâng cấp dễ dàng hơn . Ông thấy đó, việc thuê một chuyên gia như tôi có nhiều ý nghĩa, khi tôi thấy một vấn đề trong việc lập trình mà có thể giải quyết theo một mẫu thiết kế nào đó, tôi có thể nói chi tiết về nó cho ông biết.

“Tốt”, các lập trình viên trong công ty nói một cách miễn cưỡng, “ý kiến của anh về mẫu thiết kế nghe cũng hay đấy. Nhưng chúng ta đã sử dụng phương pháp lập trình hướng đối tượng, điều đó chưa giải quyết được vấn đề à?”

“Không” bạn nói. Thực tế thì nội dung chính của mẫu thiết kế là chúng mở rộng khái niệm lập trình hướng đối tượng.

MỞ RỘNG KHÁI NIỆM LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG?

Chúng ta nhắc lại cuốn sách của Gang Of Four (GOF: Bộ tứ tác giả), tựa đề  “Mẫu thiết kế: Sử dụng lại các thành phần trong việc lập trình hướng đối tượng” do nhà xuất bản Addison Wesley, 1995 xuất bản. “Sử dụng lại” là một khía cạnh quan trọng khi làm việc với các mẫu thiết kế, và vì thế nó cũng giải quyết được các vấn đề của lập trình hướng đối tượng(OOP). Tôi sẽ thảo luận trước về OOP trong chương này, và sau đó sẽ cho bạn thấy mối tương quan giữa OOP và mẫu “Strategy” hay còn gọi là mẫu chiến lược

OOP ban đầu được phát triển như là một phương pháp lập trình cho các vấn đề lớn và phức tạp. Ý tưởng chính là đóng gói tất cả chức năng vào trong đối tượng. Nói cách khác, đây là phương pháp chia để trị. Trước khi OOP ra đời, bạn lập trình theo phương pháp thủ tục, bạn có thể chia các tính năng của chương trình thành các thủ tục khác nhau, nhưng điều đó càng ngày càng phức tạp khi kích cỡ chương trình lớn thêm. Khi đó chúng ta cần phải có một phương pháp mới để quản lý các thủ tục một cách dễ dàng, và đó là nguyên nhân ra đời của một phương pháp mới, phương pháp quản lý trên đối tượng.

Ví dụ, bạn hãy nhìn vào nhà bếp và cách hoạt động của nó, thật là cơ man các sự phức tạp. Tủ lạnh phải có các bơm làm mát, bộ phận cảm biến nhiệt, quạt và vân vân. Bếp lò  có thể bao gồm nhiều thiết bị như bộ phận nhiệt độ, bộ định thời gian, đèn..Theo cách nhìn nhận này, khi ta xem xét nhà bếp với mọi bộ phận cùng một lúc, ta thấy nhà bếp quá phức tạp.

Nhưng nếu bạn bao bọc từng thành phần, thành các đối tượng, tình hình đã có thể dễ dàng xử lý hơn rất nhiều. Đây là cái tủ lạnh. Đây là cái bếp lò. Đó là cái máy rửa chén và vân vân. Không vấn đề gì lớn cả. Các chi tiết nhỏ làm việc cùng nhau được ta đóng gói thành một đối tượng.

Đó cũng chính là các đối tượng trong lập trình hướng đối tượng. Bạn gộp các chức năng vào trong một đối tượng và chúng dễ dàng được nhận biết, nào là cái tủ lạnh, bếp lò hay máy rửa chén…Và phương pháp lập trình dựa trên các đối tượng được gọi là lập trình hướng đối tượng (Tất nhiên bạn chẳng nghe ai nói tới lập trình hướng tủ lạnh, hay lập trình hướng bếp lò… )

Ví dụ, trong chương trình của bạn, bạn có một đối tượng tên là “Màn hình”, nó bao gồm các chức năng để hiển thị dữ liệu mà bạn mong muốn. Một đối tượng khác tên “Cơ sở dữ liệu” sẽ làm nhiệm vụ giao tiếp với máy chủ cơ sở dữ liệu và vân vân…Có thể có nhiều phức tạp bên trong từng đối tượng, nhưng khi bạn đóng gói mọi thứ vào đối tượng, mọi thứ đã trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Bạn có thể làm việc với khái niệm đối tượng “Màn hình” và một số chức năng đơn giản của nó như ThiếtLậpHệSốQuét, CanhChỉnhMànHình, ThíêtLậpBộĐệmVideo… và hàng tá chức năng khác. Nó làm cho lập trình trở nên dễ dàng hơn, và đó là lý do tại sao lập trình hướng đối tượng đã trở thành phương pháp mạnh mẽ và phổ biến hơn bao giờ hết.

BỐN KHÁI NIỆM CHÍNH CỦA OOP

OOP bao gồm bốn khái niệm chính là trừu tượng, đóng gói, đa hình và kế thừa. Tôi sẽ thảo luận chúng trong phần sau đây:

Trừu tượng là gì?

Khi bạn làm việc với mẫu thiết kế, bạn sẽ thấy phần lớn đều liên quan đến khái niệm trừu tượng. Trừu tượng là cách thức bạn nghĩ ra để xem xét việc giải quyết một vấn đề nào đó. Trừu tượng không phải là một kỹ thuật lập trình. Thực chất, nó chỉ có nghĩa là bạn phải nhận thức được vấn đề trước khi áp dụng kỹ thuật hướng đối tượng.

Trừu tượng là cách bạn phân chia, cách giải quyết vấn đề thành những phân đoạn nhỏ hơn. Đây là cách thức bạn giải quyết vấn đề bằng cách chia chúng ra thành từng phần nhỏ có thể quản lý được. Nói cách khác, trừu tượng hóa một bài toán, đơn giản chỉ là cách giải quyết bài toán theo kiểu hướng đối tượng. Các dữ liệu cần thiết cho từng đối tượng sẽ trở thành thuộc tính của đối tượng đó, thuộc tính đó có thể là riêng tư cho đối tượng hoặc công cộng cho đối tượng khác sử dụng. Các hành vi mà đối tượng thể hiện trong thế giới thực cũng trở thành một hành động của chúng và được viết thành mã của chương trình.

Khi bạn chắc chắn đã tìm ra hướng giải quyết một bài toán đúng đắn, bạn mới có thể áp dụng các mẫu thiết kế. Thông thường, khi làm việc với mẫu thiết kế bạn sẽ tốn nhiều thời gian hơn cho việc trừu tượng hóa các khái niệm, hơn là làm việc với từng đối tượng cụ thể.

Đóng gói là gì?

Khi bạn đưa tất cả chức năng và dữ liệu vào trong một đối tượng, bạn đã “đóng gói” chúng. Đây là sức mạnh thực sự của việc lập trình hướng đối tượng. Bạn đã gỡ bỏ sự phức tạp của đối tượng khi đóng gói tất cả dữ liệu vào trong đối tượng đó. “Đóng gói” là cách bạn đã đưa hàng tá đường dây điện, ống, cảm biến nhiệt, đèn… vào trong một đối tượng là tủ lạnh.

Khi bạn đóng gói chức năng vào trong một đối tượng, bạn quyết định cách thức mà đối tượng giao tiếp với thế giới bên ngoài. Một cái tủ lạnh có thể một quản lý hàng tá thứ phức tạp bên trong, tuy nhiên người sử dụng chỉ quan tâm là nó có thể làm lạnh thức ăn hay không? Cùng cách thức đó, bạn cũng chỉ định đâu là chức năng, thuộc tính bên trong của tủ lạnh, đâu là chức năng thuộc tính nó giao tiếp với thế giới bên ngoài.

Có một ý tưởng đằng sau việc đóng gói – Bạn che giấu những thứ phức tạp bên trong đối tượng và tạo ra một giao diện đơn giản để đối tượng giao tiếp với phần mã còn lại của bạn.

Mẫu thíêt kế cũng là một trường hợp đặc biệt của sự đóng gói. Bạn phải đóng gói những gì bạn cho là dễ thay đổi nhất Một số mẫu thiết kế xoay quanh ý tưởng là trích ra những phần mã dễ thay đổi nhất hoặc phần cần phải bảo trì nhiều và đóng gói chúng vào một đối tượng riêng để dàng dàng xử lý hơn. Xuyên suốt cuốn sách này, bạn sẽ nhìn thấy nhiều về sự đóng gói và cách thức bất ngờ mà mẫu thiết kế giải quyết các vấn đề thường gặp.

Đa hình là gì?

Một nền tảng khác của lập trình hướng đối tượng là “tính đa hình”. Đó là khả năng khi chúng ta lập trình một chức năng, chức năng đó có thể làm việc với nhiều loại đối tượng khác nhau, tùy thuộc vào kiểu thực sự của đối tượng đó trong thực tế. Ví dụ, bạn có thế viết mã để xử lý tất cả các hình dạng khác nhau như hình tròn, hình chữ nhật, tam giác.. vân vân. Mặc dù chúng có hình dạng khác nhau, chúng có chung một số hành động, ví dụ như chúng có chung chức năng là ĐượcVẽRa.

Sử dụng tính đa hình, bạn có thể viết code để thực hiện nhiều hành động trên loại hình dáng mà bạn định làm việc và sau đó quyết định hình dạng thực tế nào sẽ được sử dụng khi chạy chương trình. Đa hình (nhiều hình thứ) có nghĩa là mã bạn viết ra có thể sử dụng được nhiều kiểu của đối tượng mà bạn không phải viết lại mã.

Sau đây là ví dụ. Bạn tạo ra một lớp (class) Shape với phương thức chung là draw