Kết hợp và kế thừa

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình Java của Coddy. Bài học 47 trên 87.

Kế thừa tạo ra quan hệ "là một": Dog là một Animal. Nhưng nếu một lớp cần chức năng từ thứ mà nó không phải thì sao? Đây là lúc kết hợp phát huy tác dụng, tạo ra quan hệ "có một" thay thế.

Với kỹ thuật kết hợp đối tượng, một lớp chứa các đối tượng của những lớp khác làm thuộc tính thay vì kế thừa chúng:

// Cách dùng kế thừa (inheritance): Car LÀ một Engine (không hợp lý)
class Car extends Engine { }

// Cách dùng thành phần (composition): Car CÓ một Engine (hợp lý)
class Car {
    private Engine engine;
    
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }
    
    public void start() {
        engine.ignite();
    }
}

Composition mang lại một số lợi ích. Bạn có thể thay đổi đối tượng được kết hợp trong khi chương trình đang chạy, chẳng hạn như đổi động cơ.

Bạn cũng có thể kết hợp hành vi từ nhiều lớp (class), điều mà kế thừa (inheritance) không cho phép trong Java. Lớp kết hợp chỉ cung cấp những phương thức (method) mà nó chọn, giúp tăng tính đóng gói (encapsulation).

Quy tắc thực tế: hãy dùng tính kế thừa (inheritance) khi thực sự có mối quan hệ “là một” và lớp con đúng là phiên bản chuyên biệt của lớp cha.

Hãy dùng cách kết hợp khi bạn cần sử dụng chức năng của một lớp khác mà không cần thuộc kiểu đó. Nhiều nhà phát triển giàu kinh nghiệm tuân theo nguyên tắc: "ưu tiên kết hợp hơn kế thừa" vì cách này giúp code linh hoạt và dễ bảo trì hơn.

Thử thách

Dễ

Hãy xây dựng một hệ thống máy tính bằng cách sử dụng composition để minh họa mối quan hệ “có”. Thay vì để Computer kế thừa các thành phần của nó (điều này không hợp lý), máy tính của bạn sẽ chứa các bộ phận cần thiết để hoạt động.

Bạn sẽ tổ chức code trong ba tệp:

Processor.java: Tạo một lớp đại diện cho CPU. Một Processor có hai trường riêng tư: brand (String) và speedGHz (double). Thêm hàm khởi tạo để khởi tạo cả hai trường và các phương thức getter cho từng trường. Thêm phương thức process() trả về một String: [brand] processing at [speedGHz] GHz
Memory.java: Tạo một lớp đại diện cho RAM. Một Memory có hai trường riêng tư: type (String, chẳng hạn như "DDR4" hoặc "DDR5") và sizeGB (int). Thêm hàm khởi tạo, các getter và phương thức load() trả về: Loading [sizeGB]GB [type] memory
Computer.java: Đây là nơi composition phát huy tác dụng! Lớp Computer của bạn cần có một Processor và một Memory làm các trường riêng tư. Lớp này không kế thừa chúng mà chứa chúng. Thêm hàm khởi tạo nhận cả hai thành phần. Thêm phương thức boot() trả về một String nhiều dòng, thể hiện máy tính khởi động bằng cách sử dụng các thành phần của nó:
```
Booting computer...
[processor.process() result]
[memory.load() result]
System ready!
```
Đồng thời thêm phương thức getSpecs() trả về: Specs: [processor brand] CPU, [memory sizeGB]GB [memory type]
Main.java: Hãy khởi động hệ thống bạn đã kết hợp! Bạn sẽ nhận bốn đầu vào: hãng bộ xử lý (String), tốc độ bộ xử lý (double), loại bộ nhớ (String) và dung lượng bộ nhớ (int).
Tạo Processor và Memory với các giá trị này, sau đó kết hợp chúng vào một Computer. In ra kết quả gọi boot(), rồi in ra kết quả gọi getSpecs().

Bạn sẽ nhận lần lượt bốn đầu vào: hãng bộ xử lý, tốc độ bộ xử lý (GHz), loại bộ nhớ và dung lượng bộ nhớ (GB).

Hãy chú ý cách Computer giao việc cho các thành phần thay vì cố gắng trở thành chúng. Đó chính là sức mạnh của composition! Computer có thể sử dụng bất kỳ Processor hoặc Memory nào bạn cung cấp, giúp thiết kế linh hoạt và thực tế.

Tự làm thử

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // Đọc các giá trị đầu vào
        String processorBrand = scanner.nextLine();
        double processorSpeed = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        String memoryType = scanner.nextLine();
        int memorySize = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        
        // TODO: Tạo Processor với thương hiệu và tốc độ
        
        // TODO: Tạo Memory với loại và dung lượng
        
        // TODO: Tạo Computer bằng cách kết hợp Processor và Memory
        
        // TODO: In ra kết quả của boot()
        
        // TODO: In ra kết quả của getSpecs()
    }
}