Class và Instance — Định nghĩa kiểu của riêng bạn

Như đã đề cập trong bài tổng kết trước, các kiểu có sẵn như int, str, list, và dict không thể trực tiếp biểu diễn các khái niệm nghiệp vụ như "người dùng", "sản phẩm", hay "đơn hàng". Bước tiếp theo là định nghĩa kiểu của riêng bạn với class — đó là cánh cửa vào lập trình hướng đối tượng (OOP).

Vì sao lại cần lập trình hướng đối tượng?

Tất cả những gì bạn viết đến giờ đều là lập trình thủ tục — kết hợp các hàm để điều khiển hành vi. Khi chương trình lớn dần, dữ liệu liên quan và logic xử lý chúng có xu hướng phân tán, và việc thay đổi cùng tái sử dụng trở nên khó khăn hơn.

Với lập trình hướng đối tượng (OOP), bạn gộp dữ liệu liên quan (thuộc tính) và các thao tác trên chúng (phương thức) vào một đơn vị duy nhất — một đối tượng. Điều đó cho phép bạn định hình code theo các khái niệm thế giới thực.

Class là blueprint, Instance mới là thứ thật

Hai thuật ngữ neo giữ mọi thứ trong OOP:

- Class — một blueprint liệt kê các thuộc tính và phương thức mà bạn sẽ có

- Instance — thứ thật được tạo ra từ blueprint đó

Ví dụ, định nghĩa class Product để nắm bắt khái niệm sản phẩm, và bạn có thể tạo bao nhiêu instance sản phẩm riêng lẻ tùy thích — apple, banana, orange. Cùng nhau, class và instance được gọi là object.

Định nghĩa một class tối giản

Hãy thực sự định nghĩa một class Product cho các mặt hàng trong cửa hàng. Cú pháp là class ClassName:. Theo quy ước, tên class trong Python dùng CapitalizedCamelCase (Product, UserAccount, v.v.).

Một biến viết trực tiếp bên trong class — như name = "apple" — được xem là giá trị mặc định mà class giữ, và bạn có thể đọc nó qua tên class dưới dạng Product.name.

class Product:
    name = "apple"
    price = 150

# Truy cập trực tiếp vào class
print(Product.name)    # apple
print(Product.price)   # 150

Các biến viết trực tiếp dưới class được gọi là class variable. Chúng hoạt động khác với instance variable (mà mỗi instance sở hữu riêng), nhưng ta sẽ quay lại sự phân biệt đó ở bài sau. Bây giờ, bạn chỉ cần ý tưởng tối giản: "gắn một giá trị vào chính class, rồi đọc nó dưới dạng Product.name."

Tạo một class nhỏ cho kho hàng.

① Định nghĩa class Product:.

② Bên trong, thêm ba giá trị: name = "apple", price = 150, và stock = 10.

③ Chạy print(Product.name) / print(Product.price) / print(Product.stock) và xác nhận bạn có thể đọc từng giá trị trực tiếp qua tên class.

(Nếu chạy đúng, phần giải thích sẽ hiện ra.)

Dùng __init__ để mỗi instance có giá trị riêng

Class tối giản ở trên chỉ gắn một giá trị cố định như name = "apple" vào class, nên mọi instance bạn tạo ra đều sẽ là "apple". Trong code thực tế, bạn muốn nhiều instance từ một class — apple, banana, orange — mỗi cái có giá trị riêng.

Công cụ cho việc này là phương thức đặc biệt __init__ của Python — còn gọi là constructor hay hàm khởi tạo. Khi bạn gọi Product("apple", 150) với đối số, Python tự động gọi __init__, và bên trong nó bạn viết self.name = name để lưu giá trị lên chính instance.

Hai dấu gạch dưới — Quy ước của Python

Tên được bao bởi hai dấu gạch dưới như __init__ được gọi là dunder method. Python gán cho chúng ý nghĩa đặc biệt và gọi chúng tự động vào những thời điểm nhất định — __init__ khi instance được tạo, __str__ khi cái gì đó được in ra, v.v. Ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về __init__ và gặp __del__ ở bài tiếp theo.

class Product:
    def __init__(self, name, price):    # Được gọi tự động khi instance được tạo
        self.name = name
        self.price = price

apple = Product("apple", 150)
banana = Product("banana", 80)

print(apple.name, apple.price)     # apple 150
print(banana.name, banana.price)   # banana 80

# apple và banana là các object khác nhau
print(apple is banana)             # False

Viết một class Product với __init__ và tạo nhiều instance.

① Định nghĩa class Product:. Bên trong def __init__(self, name, price):, viết self.name = name và self.price = price.

② Tạo hai instance: apple = Product("apple", 150) và banana = Product("banana", 80).

③ Chạy print(apple.name, apple.price) và print(banana.name, banana.price) và xác nhận mỗi cái mang giá trị riêng.

(Nếu chạy đúng, phần giải thích sẽ hiện ra.)

Cách phương thức và self hoạt động

Chỉ riêng thuộc tính thì chỉ "chứa dữ liệu" — không khác mấy so với một dict thông thường. Điểm thực sự của OOP là bạn còn có thể viết các thao tác trên instance cùng với dữ liệu. Những thao tác đó được gọi là phương thức.

Khi bạn viết apple.show(), bên trong Python đang chạy Product.show(apple) — self cuối cùng giữ apple.

class Product:
    def __init__(self, name, price):
        self.name = name
        self.price = price

    def show(self):                         # Tham số đầu luôn là self
        print(f"{self.name}: ${self.price}")

apple = Product("apple", 150)
banana = Product("banana", 80)

apple.show()    # apple: $150  bên trong tương đương Product.show(apple)
banana.show()   # banana: $80   bên trong tương đương Product.show(banana)

Thêm một phương thức vào Product và gọi nó qua một instance.

① Định nghĩa class Product: với __init__(self, name, price) gán self.name / self.price.

② Bên trong class, định nghĩa def show(self): in ra f"{self.name}: ${self.price}".

③ Tạo apple = Product("apple", 150) và banana = Product("banana", 80), rồi gọi apple.show() và banana.show() để xác nhận cùng một phương thức chạy với giá trị của từng instance.

self chỉ là quy ước

Về mặt cú pháp, tham số đầu có thể là gì cũng được — def show(this): cũng chạy. Nhưng gần như mọi codebase Python đều dùng self, nên hãy bám theo. Bất kỳ tên gì khác sẽ làm người đọc bối rối.

Trong bài này bạn đã nắm được căn bản của lập trình hướng đối tượng. Ta sẽ đi sâu vào biến và phương thức ở các bài sau.