Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Lập trình hướng đối tượng – Đề 14

Trong thiết kế OOP tốt, chúng ta muốn đạt được 'coupling thấp' (low coupling) và 'cohesion cao' (high cohesion). 'Coupling thấp' nghĩa là các lớp ít phụ thuộc lẫn nhau, giúp giảm sự ảnh hưởng khi thay đổi một lớp. 'Cohesion cao' nghĩa là các thành phần bên trong một lớp (thuộc tính, phương thức) liên quan chặt chẽ với nhau, thực hiện một trách nhiệm rõ ràng.

Mẫu Singleton đảm bảo rằng một lớp chỉ có một thể hiện duy nhất trong suốt vòng đời ứng dụng và cung cấp một cách để truy cập thể hiện đó từ bất kỳ đâu trong chương trình. Nó hữu ích trong các tình huống cần kiểm soát việc tạo đối tượng, ví dụ như quản lý kết nối cơ sở dữ liệu, cấu hình ứng dụng, logger,...

Nguyên tắc phân tách giao diện (ISP) nói rằng không nên ép các lớp implement các interface mà chúng không sử dụng. Thay vào đó, nên tạo ra nhiều interface nhỏ, chuyên biệt cho từng nhóm hành vi liên quan. Điều này giúp giảm sự phụ thuộc không cần thiết giữa các lớp và tăng tính linh hoạt.

Nạp chồng phương thức (method overloading) cho phép định nghĩa nhiều phương thức trong cùng một lớp có cùng tên nhưng khác nhau về số lượng hoặc kiểu dữ liệu của tham số. Nó hữu ích khi cần cung cấp các phiên bản khác nhau của một thao tác, tùy thuộc vào dữ liệu đầu vào, giúp mã nguồn linh hoạt và dễ sử dụng hơn.

Đóng gói (Encapsulation) là nguyên tắc OOP cơ bản, kết hợp dữ liệu (thuộc tính) và phương thức (hành vi) liên quan thành một đơn vị, thường là một lớp, và kiểm soát quyền truy cập từ bên ngoài.

Smalltalk thường được coi là một ví dụ điển hình của ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng thuần túy. Trong Smalltalk, 'mọi thứ đều là đối tượng', kể cả các kiểu dữ liệu nguyên thủy và các lớp. Các ngôn ngữ khác như Java, C++, Python hỗ trợ OOP nhưng không phải là 'thuần túy' theo nghĩa Smalltalk, vì chúng vẫn có các kiểu dữ liệu nguyên thủy không phải đối tượng hoặc cho phép lập trình theo kiểu thủ tục bên cạnh OOP.

Nguyên tắc mở rộng - đóng (OCP) nói rằng các thực thể phần mềm (lớp, module, hàm,...) nên mở để mở rộng (có thể thêm chức năng mới) nhưng đóng để sửa đổi (không nên sửa đổi mã nguồn hiện có khi thêm chức năng mới). Điều này thường được thực hiện thông qua trừu tượng hóa và kế thừa, cho phép mở rộng hành vi mà không cần thay đổi mã nguồn đã được kiểm nghiệm.

Đa hình trong OOP cho phép các đối tượng thuộc các lớp khác nhau có thể phản ứng với cùng một thông điệp (gọi phương thức) theo những cách khác nhau. Cơ chế chính để hiện thực đa hình là nạp chồng phương thức (cùng tên phương thức nhưng khác tham số trong cùng một lớp) và ghi đè phương thức (lớp con định nghĩa lại phương thức đã có ở lớp cha).

Đóng gói bảo vệ tính toàn vẹn của dữ liệu bên trong đối tượng bằng cách hạn chế quyền truy cập trực tiếp từ bên ngoài. Thông thường, dữ liệu được đặt ở chế độ private, và việc truy cập hay sửa đổi dữ liệu phải thông qua các phương thức public được cung cấp bởi lớp (getter/setter).

Quan hệ 'là một' (is-a) thể hiện rằng một lớp con là một loại đặc biệt của lớp cha. Ví dụ, 'Chim cánh cụt là một loài chim'. Trong OOP, mối quan hệ này thường được hiện thực hóa bằng kế thừa, lớp con kế thừa từ lớp cha và mở rộng hoặc chuyên biệt hóa chức năng của lớp cha.

Lớp trừu tượng định nghĩa một giao diện chung cho các lớp con. Nó có thể chứa các phương thức trừu tượng (không có phần thân) mà lớp con phải hiện thực. Lớp trừu tượng không thể tạo đối tượng trực tiếp, mà chỉ đóng vai trò là lớp cha để các lớp con kế thừa và cụ thể hóa.

OOP mang lại nhiều ưu điểm trong việc quản lý độ phức tạp của phần mềm, đặc biệt là các dự án lớn. Các nguyên tắc như đóng gói, kế thừa, đa hình, trừu tượng hóa giúp mã nguồn có cấu trúc rõ ràng, dễ hiểu, dễ bảo trì, dễ mở rộng và tái sử dụng. OOP cũng cung cấp cách tiếp cận tự nhiên hơn để mô hình hóa các đối tượng và mối quan hệ trong thế giới thực.

Lạm dụng kế thừa có thể dẫn đến hệ thống phân cấp lớp sâu và phức tạp, gọi là 'fragile base class problem'. Khi lớp cha (base class) thay đổi, nó có thể gây ra những ảnh hưởng không mong muốn đến các lớp con (derived classes), đặc biệt nếu hệ thống kế thừa quá sâu và các lớp con phụ thuộc chặt chẽ vào lớp cha. Trong một số trường hợp, 'composition' có thể là lựa chọn tốt hơn để tái sử dụng mã nguồn và giảm sự phụ thuộc.

Điểm khác biệt lớn nhất là tính đa kế thừa. Trong nhiều ngôn ngữ OOP (như Java, C#), một lớp chỉ có thể kế thừa từ một lớp cha duy nhất (bao gồm abstract class), nhưng có thể implement nhiều interface. Interface định nghĩa một hợp đồng (tập hợp các phương thức trừu tượng) mà các lớp implement interface phải tuân theo.

Lớp là một bản thiết kế, một khuôn mẫu định nghĩa các thuộc tính và hành vi chung cho một tập hợp các đối tượng. Đối tượng là một thể hiện cụ thể, một instance của lớp, có các giá trị cụ thể cho các thuộc tính được định nghĩa trong lớp.

Nguyên tắc thay thế Liskov (LSP) nhấn mạnh rằng các lớp con phải có khả năng thay thế lớp cha của chúng mà không gây ra lỗi hoặc hành vi không mong muốn trong chương trình. Nói cách khác, lớp con phải tuân thủ 'hợp đồng' (contract) mà lớp cha đã định nghĩa, đảm bảo tính nhất quán và khả năng tái sử dụng.

Chỉ thị truy cập (visibility modifiers) là một phần quan trọng của tính đóng gói trong OOP. Chúng xác định mức độ truy cập đến các thành viên của lớp. 'Public' cho phép truy cập từ bất kỳ đâu. 'Private' giới hạn truy cập chỉ trong phạm vi lớp. 'Protected' cho phép truy cập từ lớp hiện tại và các lớp con.

Kế thừa cho phép một lớp (lớp con) kế thừa các thuộc tính và phương thức từ một lớp khác (lớp cha), giúp tái sử dụng mã nguồn đã có, giảm công sức viết lại mã tương tự và tăng tính nhất quán.

Composition là một dạng quan hệ 'có một' (has-a), nhưng mạnh mẽ hơn aggregation. Trong composition, lớp chứa (container class) sở hữu và quản lý vòng đời của lớp được chứa (contained class). Nếu lớp chứa bị hủy, các đối tượng của lớp được chứa cũng sẽ bị hủy theo. Ví dụ, một 'Xe hơi' được tạo thành từ các 'Bánh xe' và 'Động cơ', và khi 'Xe hơi' không còn tồn tại, 'Bánh xe' và 'Động cơ' cũng thường không còn ý nghĩa trong ngữ cảnh đó.

Mẫu Factory cung cấp một interface để tạo đối tượng, nhưng cho phép các lớp con quyết định lớp nào sẽ được khởi tạo. Nó giúp tách biệt logic tạo đối tượng khỏi mã nguồn sử dụng đối tượng, giảm sự phụ thuộc và tăng tính linh hoạt. Factory thường được sử dụng khi cần tạo các đối tượng thuộc nhiều lớp con khác nhau dựa trên một số điều kiện hoặc cấu hình.

Nguyên tắc đơn trách nhiệm (SRP) nói rằng một lớp chỉ nên có một trách nhiệm duy nhất, và do đó, chỉ nên có một lý do để thay đổi. Điều này giúp lớp trở nên dễ hiểu, dễ bảo trì và giảm nguy cơ lỗi khi thay đổi một phần của hệ thống.

NullPointerException/NullReferenceException xảy ra khi bạn cố gắng truy cập hoặc thực hiện một thao tác trên một đối tượng tham chiếu đến null (không trỏ đến bất kỳ đối tượng thực sự nào trong bộ nhớ). Điều này thường xảy ra khi biến đối tượng chưa được gán giá trị (chưa khởi tạo đối tượng) hoặc đã bị gán giá trị null.

Association là một quan hệ 'có một' (has-a) giữa các lớp, nhưng là loại quan hệ yếu nhất. Các lớp trong quan hệ association biết về nhau, nhưng không có sự sở hữu hay kiểm soát vòng đời lẫn nhau. Vòng đời của các đối tượng liên quan là độc lập. Ví dụ, 'Sinh viên' và 'Khóa học' có thể có quan hệ association (Sinh viên tham gia Khóa học), nhưng Sinh viên và Khóa học tồn tại độc lập.

Ghi đè phương thức (method overriding) là một cơ chế của đa hình trong OOP. Nó xảy ra khi một lớp con định nghĩa lại một phương thức đã được định nghĩa trong lớp cha của nó, với cùng tên và danh sách tham số. Mục đích là để lớp con cung cấp một cách hiện thực cụ thể hoặc khác biệt cho phương thức đó so với lớp cha.

Phương thức khởi tạo là một phương thức đặc biệt được tự động gọi khi một đối tượng của lớp được tạo ra. Vai trò chính của nó là thiết lập trạng thái ban đầu cho đối tượng, thường là gán giá trị khởi tạo cho các thuộc tính.

Aggregation cũng là quan hệ 'có một' (has-a), nhưng yếu hơn composition. Trong aggregation, lớp được chứa có thể tồn tại độc lập và có thể được chia sẻ giữa nhiều lớp chứa. Vòng đời của lớp được chứa không phụ thuộc vào lớp chứa. Ví dụ, một 'Khoa' có nhiều 'Giảng viên', nhưng 'Giảng viên' có thể tồn tại và làm việc ở nhiều 'Khoa' khác nhau. Khi 'Khoa' bị giải thể, 'Giảng viên' vẫn tồn tại.

Truyền thông điệp (message passing) là cách các đối tượng tương tác với nhau trong OOP. Khi một đối tượng muốn yêu cầu đối tượng khác thực hiện một hành động hoặc truy cập dữ liệu, nó sẽ gửi một 'thông điệp' đến đối tượng đó, thường thông qua việc gọi một phương thức của đối tượng đích. Đối tượng đích sẽ phản hồi thông điệp bằng cách thực hiện phương thức được gọi.

Trừu tượng hóa cho phép người dùng tập trung vào giao diện bên ngoài và chức năng của đối tượng mà không cần quan tâm đến cách thức hoạt động bên trong. Nó giúp đơn giản hóa việc thiết kế và sử dụng các đối tượng phức tạp, làm cho mã nguồn dễ hiểu và dễ bảo trì hơn.

Nguyên tắc đảo ngược phụ thuộc (DIP) nhằm giảm sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các module phần mềm. Nó khuyến khích việc phụ thuộc vào trừu tượng (interfaces, abstract classes) thay vì phụ thuộc trực tiếp vào các lớp cụ thể. Điều này giúp tăng tính mềm dẻo, khả năng tái sử dụng và dễ dàng thay thế các thành phần trong hệ thống.

Interface giúp đạt được tính đa kế thừa hành vi (behavior inheritance) và tăng tính linh hoạt. Các lớp có thể implement nhiều interface khác nhau, cho phép đối tượng thuộc lớp đó có thể 'đảm nhận' nhiều vai trò hoặc hành vi khác nhau, độc lập với cây kế thừa lớp.