Bai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquatBai08 lap trinhtongquat

1. LẬP TRÌNH HƯỚNG
ĐỐI TƯỢNG
Bài 08. Lập trình tổng quát
1
IT3100

2. Mục tiêu
 Giới thiệu về lập trình tổng quát
 Giới thiệu về collection framework với các cấu trúc
tổng quát: List, HashMap, Tree, Set, Vector,…
 Định nghĩa và sử dụng Template và ký tự đại diện
(wildcard)
2

3. Nội dung
1. Giới thiệu
2. Lập trình tổng quát trong Java
3. Java collection framework
4. Ký tự đại diện (Wildcard)
3

4. 1/ GIỚI THIỆU
4

5. 1. Giới thiệu về lập trình tổng quát
 Lập trình tổng quát (Generic programming): Tổng quát hóa
chương trình để có thể hoạt động với các kiểu dữ liệu khác
nhau, kể cả kiểu dữ liệu trong tương lai
 Thuật toán đã xác định
 Ví dụ:
5
Phương thức sort()
• Số nguyên int
• Xâu ký tự String
• Đối tượng số phức
Complex object
• ...
Thuật toán giống nhau, chỉ
khác về kiểu dữ liệu
Kiểu dữ liệu trở thành tham số cho phương thức, lớp, giao diện, v.v.

6. 1. Giới thiệu về lập trình tổng quát
 Lập trình tổng quát
 C: dùng con trỏ không định kiểu (con trỏ void)
 C++: dùng template
 Java 1.5 trở về trước: lợi dụng upcasting, downcasting
và lớp object
 Java 1.5: đưa ra khái niệm về generics (~template)
6

7. 1. Giới thiệu về lập trình tổng quát
 Ví dụ C: hàm memcpy() trong thư viện string.h
void* memcpy(void* region1, const void* region2, size_t n);
 Hàm memcpy() bên trên được khai báo tổng quát bằng
cách sử dụng các con trỏ void*
 Điều này giúp cho hàm có thể sử dụng với nhiều kiểu
dữ liệu khác nhau
• Dữ liệu được truyền vào một cách tổng quát thông qua địa chỉ
và kích thước kiểu dữ liệu
• Hay nói cách khác, để sao chép dữ liệu, ta chỉ cần địa chỉ và
kích cỡ của chúng
7

8. 1. Giới thiệu về lập trình tổng quát
 Ví dụ: Lập trình tổng quát từ trước Java 1.5
 Lớp Object là lớp cha tổng quát nhất  có thể chấp nhận
các đối tượng thuộc lớp con của nó
 Hạn chế: Phải ép kiểu  có thể ép sai kiểu / Nhầm lẫn
8
public class ArrayList {
public Object get(int i) { . . . }
public void add(Object o) { . . . }
. . .
private Object[] elementData;
}
List myList = new ArrayList();
myList.add("Fred");
myList.add(new Dog());
myList.add(new Integer(42));
String name = (String) myList.get(1); //Dog!!!

9. 2/ LẬP TRÌNH TỔNG QUÁT
TRONG JAVA
9

10. 2.1. Lớp tổng quát
 Sử dụng <> để xác định tham số cho kiểu dữ liệu khi
tạo lớp
 Không được dùng các kiểu nguyên thủy làm tham số
 Các phương thức hay thuộc tính của lớp tổng quát có thể sử
dụng các kiểu được khai báo như mọi lớp bình thường khác
 Sử dụng
10
class Test<T> {
private T obj;
Test(T obj) { this.obj = obj; }
public T getObject() { return this.obj; }
}
Test <Integer> iObj = new Test<Integer>(15);
Integer num = iObj.getObject();
Test <String> sObj = new Test<String>("GeeksForGeeks");
String str = sObj.getObject();
iObj = sObj; //This results an error

11. Ví dụ
11
public class Information<T> {
private T value;
public Information(T value) {
this.value = value;
}
public T getValue() {
return value;
}
}
Information<Circle> circle =
new Information<Circle>(new Circle());
Information<2DShape> shape =
new Information<>(new 2DShape());

12. 2.2. Lớp tổng quát nhiều tham số
12
class Test<T, U> {
T obj1; // An object of type T
U obj2; // An object of type U
Test(T obj1, U obj2){
this.obj1 = obj1;
this.obj2 = obj2;
}
public void print(){
System.out.println(obj1);
System.out.println(obj2);
}
}
// in main()
Test <String, Integer> obj = new Test<String,
Integer>("GfG", 15);
obj.print();
GfG
15

13. 2.3. Giao diện tổng quát
13
public interface GenericInterface<G> {
public G doSomething();
}
public class GenericInterfaceImpl<G> implements
GenericInterface<G>{
private G something;
@Override
public G doSomething() {
return something;
}
}

14. 2.4. Phương thức tổng quát
14
 Có thể được viết trong lớp bất kỳ (tổng quát hoặc không)
 Cú pháp
 Ví dụ
chỉĐịnhTruyCập <kiểu…> kiểuTrảVề tênPhươngThức
(danh sách tham số) {
//…
}
public static <E> void print(E[] a) {
…
}

15. Ví dụ
15
class KeyValue<K,V> {
K key;
V value;
KeyValue(K key, V value){…}
K getKey(){
return key;
}
}
class MyUtils {
public static <K,V> K getKeyFromMyUtils(KeyValue<K,V> entry){
K key = entry.getKey();
return key;
}
}
// in main
KeyValue<Integer,String> entry1 = new
KeyValue<Integer,String>(12000111,"Tom");
Integer phone = MyUtils.getKeyFromMyUtils(entry1);
System.out.println(phone);

16. Ví dụ
class ArrayTool {
// in các phần tử trong mảng String
public static void print(String[] a) {
for (String e : a) System.out.print(e + " ");
System.out.println();
}
// in các phần tử trong mảng với kiểu dữ liệu bất kỳ
public static <E> void print(E[] a) {
for (E e : a) System.out.print(e + " ");
System.out.println();
}
}
16
...
String[] str = new String[5];
Point[] p = new Point[3];
int[] intnum = new int[2];
ArrayTool.print(str);
ArrayTool.print(p);
// Không dùng được với kiểu dữ liệu nguyên thủy
ArrayTool.print(intnum);

17. 2.5 Giới hạn kiểu dữ liệu tổng quát
 Có thể giới hạn các kiểu dữ liệu tổng quát sử dụng
phải là dẫn xuất của một hoặc nhiều lớp
<type_param extends bound>
 Ví dụ:
17
public class Information<T extends 2DShape> {
…
}
Information<Point> pointInfo =
new Information<Point>(new Point()); // OK
Information<String> stringInfo =
new Information<String>(); // error
Chấp nhận các kiểu là lớp con
của 2DShape

18. 3/ JAVA COLLECTION
FRAMEWORK
18

19. 3.1. Java Collection Framework
 Collection là đối tượng có khả năng chứa các đối
tượng khác.
 Các thao tác thông thường trên collection
 Thêm/Xoá đối tượng vào/khỏi collection
 Kiểm tra một đối tượng có ở trong collection không
 Lấy một đối tượng từ collection
 Duyệt các đối tượng trong collection
 Xoá toàn bộ collection
 Các collection đầu tiên của Java:
 Mảng
 Vector: Mảng động
 Hastable: Bảng băm
19

20. 3.1. Java Collection Framework (2)
 Collections Framework (từ Java 1.2)
 Là một kiến trúc hợp nhất để biểu diễn và thao tác trên các
collection.
 Giúp cho việc xử lý các collection độc lập với biểu diễn chi
tiết bên trong của chúng.
 Một số lợi ích của Collections Framework
 Giảm thời gian lập trình
 Tăng cường hiệu năng chương trình
 Dễ mở rộng các collection mới
 Khuyến khích việc sử dụng lại mã chương trình
20

21. 3.1. Java Collection Framework (3)
 Collections Framework bao gồm
 Interfaces: Là các giao diện thể hiện tính chất của các kiểu
collection khác nhau như List, Set, Map.
 Implementations: Là các lớp collection có sẵn được triển
khai các collection interfaces.
 Algorithms: Là các phương thức tĩnh để xử lý trên collection,
ví dụ: sắp xếp danh sách, tìm phần tử lớn nhất...
 Các giao diện và lớp thực thi trong Collection framework
của Java đều được xây dựng theo generics
 Cho phép xác định tập các phần tử cùng kiểu nào đó
 Chỉ định kiểu dữ liệu của các Collection sẽ hạn chế việc
thao tác sai kiểu dữ liệu
21

22. 3.1. Java Collection Framework (4)
 List: Tập các đối tượng tuần tự, kế tiếp nhau, có thể lặp lại
 Set: Tập các đối tượng không lặp lại
 Map: Tập các cặp khóa-giá trị (key-value) và không cho
phép khóa lặp lại
22
Lớp thực thi các giao diện
đã được xây dựng sẵn

23. 3.2. Interfaces
23

24. 3.2 Interfaces (2)
24
Giao diện SortedMap
bổ sung thêm:
firstKey( ): returns the first (lowest) value currently in the map
lastKey( ): returns the last (highest) value currently in the map

25. 3.3. Các lớp thực thi giao diện Collection
 Java đã xây dựng sẵn một số lớp thực thi các giao
diện Set, List và Map và cài đặt các phương thức
tương ứng
25

26. ArrayList
 Mảng động, nếu các phần tử thêm vào vượt quá
kích cỡ mảng, mảng sẽ tự động tăng kích cỡ
26
ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 1; i <= 5; i++) al.add(i);
System.out.println(al);
al.remove(3);
System.out.println(al);
// Printing elements one by one
for (int i = 0; i < al.size(); i++)
System.out.print(al.get(i) + " ");
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 5]
1 2 3 5

27. LinkedList
 Danh sách liên kết
 Hỗ trợ thao tác trên đầu và cuối danh sách
 Được sử dụng để tạo ngăn xếp, hàng đợi, cây
27
LinkedList<Integer> ll = new LinkedList<Integer>();
for (int i = 1; i <= 5; i++) ll.add(i);
System.out.println(ll);
ll.remove(3);
System.out.println(ll);
// Printing elements one by one
for (int i = 0; i < ll.size(); i++)
System.out.print(ll.get(i) + " ");
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 5]
1 2 3 5

28. HashMap và HashSet
 HashMap – implementation của giao diện Map
 Tập Ánh xạ giữa key và value. Vd {a->1, b->2, c->2, d->4}
 Các Key không được trùng nhau
 Sử dụng công nghệ Hashing để lưu phần tử
 Thêm phần tử vào HashMap bằng lệnh put(Object key, Object
value)
 HashSet – implementation của giao diện Set
 Tập các đối tượng không lặp lại. Ví dụ {1,2,3,4,5,6,7}.
 Bên trong HashSet sử dụng một HashMap để thêm phần tử.
 Thêm phần tử vào HashSet bằng lệnh add(Object o)
 HashSet chậm hơn HashMap
28
HashMap vs HashTable: Tự tham khảo

29. HashMap và HashSet
29
HashMap<Integer, String> hm
= new HashMap<Integer, String>();
hm.put(1, "Geeks");
hm.put(2, "For");
hm.put(3, "Geeks");
System.out.println("HashMap: " + hm);
// Finding the value for a key
System.out.println("Value for 1 is " + hm.get(1));
// Traversing through the HashMap
for (Map.Entry<Integer, String> e : hm.entrySet())
System.out.println(e.getKey() + " " + e.getValue());
HashSet<String> hs = new HashSet<String>();
hs.add("Geeks");
hs.add("For");
hs.add("Geeks");
hs.add("Is");
hs.add("Very helpful");
System.out.println("HashSet: " + hs);
// Traversing elements
Iterator<String> itr = hs.iterator();
while (itr.hasNext()) {
System.out.println(itr.next());
}
HashSet: [Very helpful, Geeks, For, Is]
Very helpful
Geeks
For
Is
HashMap: {1=Geeks, 2=For, 3=Geeks}
Value for 1 is Geeks
1 Geeks
2 For
3 Geeks

30. Iterator
 Cung cấp cơ chế thuận tiện để duyệt qua toàn bộ nội dung
của tập hợp, mỗi lần là một đối tượng trong tập hợp
 Iterator của các tập hợp đã sắp xếp duyệt theo thứ tự tập
hợp
 ListIterator : duyệt cả 2 chiều
 Iterator : Các phương thức
 iterator( ): yêu cầu container trả về một iterator
 next( ): trả về phần tử tiếp theo
 hasNext( ): kiểm tra có tồn tại phần tử tiếp theo
hay không
 remove( ): xóa phần tử gần nhất của iterator

31. Ví dụ
 Định nghĩa iterator
public interface Iterator {
boolean hasNext();
Object next();
void remove();
}
 Sử dụng iterator
Collection c ;
Iterator i = c.iterator();
while (i.hasNext()) {
Object o = i.next();
// Process this object
...
}
31

32. Comparator
 Giao diện Comparator được sử dụng để cho phép so sánh
hai đối tượng trong tập hợp
 Một Comparator phải định nghĩa một phương thức
compare( ) lấy 2 tham số Object và trả về -1, 0 hoặc 1
 Phương thức Collections.sort() sẽ dùng đó làm cơ sở để
thực hiện sắp xếp
 Không cần thiết nếu tập hợp đã có khả năng so sánh tự
nhiên (vd. String, Integer…)
32

33. Ví dụ
33
class Person {
private int age;
private String name;
public void setAge(int age){…}
public int getAge() {…}
public void setName(String name) {…}
public String getName() {…}
}
class AgeComparator implements Comparator {
public int compare(Object ob1, Object ob2) {
int ob1Age = ((Person)ob1).getAge();
int ob2Age = ((Person)ob2).getAge();
if(ob1Age > ob2Age)
return 1;
else if(ob1Age < ob2Age)
return -1;
else
return 0;
}
}
Cài đặt AgeComparator

34. Ví dụ
34
public class ComparatorExample {
public static void main(String args[]) {
ArrayList<Person> lst = new ArrayList<Person>();
Person p = new Person();
p.setAge(35); p.setName("A");
lst.add(p);
p = new Person();
p.setAge(30); p.setName("B");
lst.add(p);
p = new Person();
p.setAge(32); p.setName("C");
lst.add(p);
Sử dụng AgeComparator
System.out.println("Order before sorting");
for (Person person : lst) {
System.out.println(person.getName() +
"t" + person.getAge());
}
Collections.sort(lst, new AgeComparator());
System.out.println("nOrder of person " +
"after sorting by age");
for (Iterator<Person> i = lst.iterator();
i.hasNext();) {
Person person = i.next();
System.out.println(person.getName() + "t" +
person.getAge());
} //End of for
} //End of main
} //End of class
Order before sorting
A 35
B 30
C 32
Order of person after sorting by age
B 30
C 32
A 35

35. 4. KÝ TỰ ĐẠI DIỆN
(WILDCARD)
35

36. 4.1. Ký tự đại diện (Wildcard)
 Trong LTTQ, dấu chấm hỏi (?), được gọi là một
đại diện cho một loại/kiểu chưa rõ ràng.
 Khi biên dịch, dấu ? có thể được thay thế bởi bất
kì kiểu dữ liệu nào.
36

37. 3.2. Ý nghĩa ký tự đại diện
 "?": Xác định tập tất cả các kiểu hoặc bất kỳ kiểu nào.
 "? extends Type": Xác định một tập các kiểu con của
Type.
 "? super Type": Xác định một tập các kiểu cha của
Type
 Ví dụ:
 Collection<?> mô tả một tập hợp chấp nhận tất cả các loại
đối số (chứa mọi kiểu đối tượng).
 List<? extends Number> mô tả một danh sách, nơi mà các
phần tử là kiểu Number hoặc kiểu con của Number.
 Comparator<? super String> Mô tả một bộ so sánh
(Comparator) mà thông số phải là String hoặc cha
của String.
 Hai cú pháp sau là tương đương:
37
public void foo( ArrayList<? extends Animal> a)
public <T extends Animal> void foo( ArrayList<T> a)

38. 3.3. Sử dụng ký tự đại diện
 ? được dùng trong LTTQ như kiểu của một tham
số, trường (field), hoặc biến địa phương; đôi khi
như một kiểu trả về
 không được dùng như là một đối số cho lời gọi
một phương thức tổng quát, p/t khởi tạo đối
tượng của lớp tổng quát, hoặc p/t lớp cha
38
List<? extends Object> list=
new ArrayList<? extends Object>(); // Error

39. Ví dụ
39
Collection<?> coll = new ArrayList<String>();
// Một tập hợp chỉ chứa kiểu Number hoặc kiểu con của Number
List<? extends Number> list = new ArrayList<Long>();
// Một đối tượng có kiểu tham số đại diện.
Pair<String,?> pair = new Pair<String,Integer>();
Một số khai báo không hợp lệ
// String không phải là kiểu con của Number, vì vậy lỗi.
List<? extends Number> list = new ArrayList<String>();
// Integer không phải là kiểu cha String của vì vậy lỗi
ArrayList<? super String> cmp = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<?> list = new ArrayList<String>();
list.add("a1"); //compile error
list.add(new Object()); //compile error
// Vì không biết list là danh sách cho kiểu dữ liệu nào, nên không thể thêm phần tử vào list, kể
cả đối tượng của lớp Object

40. Ví dụ
40
public class Example1 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> listString = new ArrayList<String>();
listString.add("Tom");
listString.add("Jerry");
ArrayList<Integer> listInteger = new ArrayList<Integer>();
listInteger.add(100);
ArrayList<Object> list1 = listString; // ==> Error!
// Một đối tượng kiểu tham số đại diện.
ArrayList<? extends Object> list2;
list2 = listString; // ok
list2 = listInteger; // ok
}
}

41. Bài tập
 Trừu tượng hoá mô tả sau: một quyển sách là tập
hợp các chương, chương là tập hợp các trang.
 Phác hoạ các lớp Book, Chapter, và Page
 Tạo các thuộc tính cần thiết cho các lớp, sử dụng Collection
 Tạo các phương thức cho lớp Chapter cho việc thêm trang
và xác định một chương có bao nhiêu trang
 Tạo các phương thức cho lớp Book cho việc thêm chương và
xác định quyển sách có bao nhiêu chương, và số trang cho
quyển sách
41