Objective-C, một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, đã định hình nên nhiều ứng dụng iOS và macOS mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Việc nắm vững Objective-C là gì không chỉ giúp bạn hiểu sâu hơn về nền tảng Apple, mà còn mở ra cơ hội làm việc với các dự án kế thừa quan trọng. Bài viết này sẽ cung cấp chi tiết về Objective-C, các đặc điểm cốt lõi, đến các thư viện và Framework phổ biến trong Objective C và so sánh với Swift, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng nhất về ngôn ngữ lập trình này.
Objective-C là gì?
Objective-C (Objective C) là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (OOP) đa năng, mở rộng từ ngôn ngữ C. Đây là ngôn ngữ chính được sử dụng để xây dựng các ứng dụng trên nền tảng macOS, iOS, iPadOS, watchOS và tvOS của Apple trong nhiều năm. Với khả năng thêm các tính năng hướng đối tượng vào C, Objective-C cung cấp một cấu trúc linh hoạt để phát triển phần mềm phức tạp.
Ngôn ngữ Objective C được phát triển vào đầu những năm 1980 bởi Brad Cox và Tom Love tại công ty Stepstone. Mục tiêu của họ là tạo ra một ngôn ngữ có khả năng tái sử dụng mã tốt hơn, tương tự như Smalltalk nhưng vẫn giữ được hiệu suất của C.
Vào năm 1988, NeXT (công ty do Steve Jobs sáng lập) đã cấp phép Objective-C và sử dụng nó làm ngôn ngữ chính cho hệ điều hành NeXTSTEP. Sau khi Apple mua lại NeXT vào năm 1996, Objective-C trở thành nền tảng cho Cocoa và Cocoa Touch, hai framework quan trọng nhất của Apple, từ đó định hình sự phát triển của macOS và iOS. Ngôn ngữ này duy trì vị thế độc tôn cho đến khi Swift ra mắt vào năm 2014.
Đặc điểm nổi bật của Objective-C
Objective-C sở hữu nhiều đặc điểm độc đáo giúp nó trở thành một lựa chọn mạnh mẽ cho lập trình hệ sinh thái Apple:
Ngôn ngữ hướng đối tượng (OOP)
Objective-C tuân thủ chặt chẽ nguyên tắc OOP, cho phép lập trình viên tạo ra các đối tượng chứa cả dữ liệu và hành vi. Điều này giúp mã nguồn trở nên có tổ chức, dễ quản lý và tái sử dụng, tương tự các ngôn ngữ như Java hay C++.
Hỗ trợ cơ chế nhắn tin (Messaging)
Điểm khác biệt lớn nhất của ngôn ngữ lập trình Objective-C so với các ngôn ngữ C++ hay Java là cách nó xử lý việc gọi phương thức. Thay vì “gọi hàm”, Objective-C sử dụng “gửi tin nhắn” (sending messages) tới các đối tượng. Cơ chế này cho phép các quyết định về việc phương thức nào sẽ được thực thi có thể được đưa ra trong thời gian chạy (runtime), mang lại sự linh hoạt cao.
Động (Dynamic Runtime)
Ngôn ngữ lập trình Objective-C là một ngôn ngữ động. Điều này có nghĩa là nhiều quyết định về cách thức chương trình hoạt động được đưa ra trong quá trình chạy (runtime), thay vì tại thời điểm biên dịch (compile time). Ví dụ, bạn có thể thêm các phương thức mới vào một lớp đã tồn tại hoặc thay đổi hành vi của một phương thức ngay trong lúc chương trình đang chạy.
Tương thích với C/C++
Vì là một tập con của C, Objective-C có khả năng tương thích ngược hoàn toàn với C và có thể dễ dàng sử dụng các đoạn mã C hoặc C++ trong cùng một dự án. Điều này giúp các lập trình viên tận dụng được các thư viện C/C++ hiện có và dễ dàng chuyển đổi từ C sang Objective-C.
Sử dụng Header Files
Tương tự như C, Objective-C sử dụng các tệp tin tiêu đề (header files – .h) để khai báo các lớp, phương thức và biến. Các tệp tin triển khai (implementation files – .m) chứa định nghĩa chi tiết của các lớp và phương thức đó.
Ưu và Nhược điểm của ngôn ngữ lập trình Objective C
Objective-C, dù không còn là ngôn ngữ được ưu tiên hàng đầu của Apple, vẫn có những ưu và nhược điểm riêng biệt. Việc hiểu rõ ưu – nhược điểm của ngôn ngữ lập trình Objective C là gì sẽ giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp khi làm việc với các dự án cũ hoặc cân nhắc học ngôn ngữ này.
Ưu điểm của Objective C là gì?
Objective-C mang đến nhiều lợi ích đáng kể, đặc biệt là trong các ngữ cảnh phát triển ứng dụng Apple lâu đời.
- Tương thích ngược mạnh mẽ với C/C++: Một trong những ưu điểm lớn nhất của Objective-C là khả năng tương thích hoàn toàn với C và C++. Điều này cho phép lập trình viên dễ dàng tích hợp và sử dụng lại các thư viện, đoạn mã C/C++ hiện có vào dự án Objective-C mà không gặp nhiều rào cản.
- Ổn định: Objective-C đã tồn tại và được sử dụng rộng rãi trong nhiều thập kỷ. Do đó, nó là một ngôn ngữ rất ổn định, đã được kiểm chứng qua thời gian với ít lỗi phát sinh từ chính ngôn ngữ. Cộng đồng và tài liệu hỗ trợ cho các phiên bản cũ cũng rất phong phú.
- Phù hợp cho việc duy trì dự án kế thừa (Legacy Projects): Hàng ngàn ứng dụng trên App Store được xây dựng bằng Objective-C. Các công ty lớn thường có nhiều dự án kế thừa cần được duy trì, cập nhật và mở rộng. Kỹ năng Objective-C là bắt buộc đối với những ai muốn tham gia vào các dự án này.
- Linh hoạt trong thời gian chạy (Runtime Flexibility): Cơ chế động của Objective-C cho phép lập trình viên thực hiện nhiều thao tác trong thời gian chạy (runtime), như thay đổi hành vi của đối tượng hoặc thêm phương thức mới. Điều này mang lại sự linh hoạt cao trong một số trường hợp lập trình đặc biệt.
Nhược điểm của Objective C là gì?
Bên cạnh những ưu điểm, Objective-C cũng tồn tại một số hạn chế khi so sánh với các ngôn ngữ hiện đại hơn.
- Cú pháp phức tạp và dài dòng: Cú pháp của Objective-C, đặc biệt là cơ chế nhắn tin bằng dấu ngoặc vuông [object message] và việc yêu cầu header file, được đánh giá là khó đọc và dài dòng hơn so với các ngôn ngữ khác như Swift. Điều này có thể làm chậm quá trình học và phát triển.
- Thiếu các tính năng an toàn, hiện đại: Objective-C thiếu đi nhiều tính năng an toàn mà Swift cung cấp, ví dụ như xử lý nil một cách an toàn thông qua optional. Điều này có thể dẫn đến các lỗi runtime phổ biến như lỗi con trỏ null nếu lập trình viên không cẩn thận quản lý bộ nhớ và giá trị.
- Tốc độ phát triển chậm so với Swift: Với cú pháp dài dòng và ít tính năng tự động hóa, việc viết code trong Objective-C thường tốn nhiều thời gian hơn. Các tính năng như suy luận kiểu (type inference) hay quản lý bộ nhớ tự động hiệu quả của Swift giúp tăng tốc độ phát triển đáng kể.
- Cộng đồng và sự phát triển mới giảm dần: Kể từ khi Swift ra mắt, Apple đã ưu tiên phát triển Swift, khiến cộng đồng Objective-C mới giảm đi đáng kể. Hầu hết các thư viện và framework mới đều được viết bằng Swift, và các khóa học, tài liệu mới cũng tập trung vào Swift, làm cho việc tìm kiếm hỗ trợ cho Objective-C trở nên khó khăn hơn.
Các thư viện và Framework phổ biến trong Objective-C
Ngôn ngữ lập trình Objective-C được hỗ trợ bởi một hệ sinh thái phong phú gồm các thư viện và framework, đóng vai trò cốt lõi trong việc xây dựng các ứng dụng trên nền tảng Apple.
1. Cocoa Và Cocoa Touch
Cocoa là framework ứng dụng gốc cho macOS, cung cấp các API (Application Programming Interface) để phát triển các ứng dụng desktop. Cocoa Touch là phiên bản tương ứng cho iOS, được tối ưu hóa cho màn hình cảm ứng và thiết bị di động. Cả hai đều là bộ khung chính mà các nhà phát triển Objective-C dựa vào.
2. Foundation Framework
Foundation Framework là nền tảng của các ứng dụng Cocoa và Cocoa Touch. Nó cung cấp các lớp cơ bản cho các loại dữ liệu phổ biến như chuỗi (NSString), số (NSNumber), mảng (NSArray), từ điển (NSDictionary), ngày tháng (NSDate), và các chức năng quản lý tập tin, URL. Hầu hết mọi ứng dụng Objective-C đều sử dụng Foundation.
3. UIKit Framework
UIKit Framework là trái tim của giao diện người dùng trên iOS. Nó cung cấp tất cả các thành phần giao diện mà bạn thấy trên iPhone, iPad, như nút (UIButton), nhãn (UILabel), bảng (UITableView), bộ điều khiển xem (UIViewController). Nếu bạn muốn tạo ứng dụng iOS, bạn phải làm việc với UIKit.
4. AFNetworking
AFNetworking là một thư viện mạng mã nguồn mở phổ biến trong cộng đồng Objective-C. Nó giúp đơn giản hóa các tác vụ liên quan đến HTTP networking, bao gồm gửi request, nhận response, tải lên và tải xuống dữ liệu, quản lý phiên làm việc. Mặc dù Swift có các giải pháp hiện đại hơn, AFNetworking vẫn được sử dụng trong nhiều dự án Objective-C kế thừa.
5. Core Data
Core Data là framework của Apple giúp quản lý vòng đời của dữ liệu đối tượng trong ứng dụng. Nó cung cấp một cách hiệu quả để lưu trữ (persistent data), quản lý và truy vấn dữ liệu từ cơ sở dữ liệu hoặc các nguồn khác, thường là SQLite. Core Data không phải là cơ sở dữ liệu, mà là một lớp trung gian giữa ứng dụng và lớp lưu trữ dữ liệu.
6. SDWebImage
SDWebImage là một thư viện tải và lưu trữ hình ảnh web không đồng bộ, được tối ưu hóa cho iOS. Nó giúp các nhà phát triển dễ dàng hiển thị hình ảnh từ URL trong các ứng dụng mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất giao diện người dùng. Đây là một giải pháp rất phổ biến để xử lý hình ảnh trong các ứng dụng cũ.
7. Masonry
Masonry là một thư viện hỗ trợ Auto Layout, cho phép lập trình viên định nghĩa các ràng buộc (constraints) giao diện người dùng một cách lập trình và dễ đọc hơn. Thay vì sử dụng Interface Builder hoặc cú pháp Auto Layout mặc định phức tạp, Masonry cung cấp một API đơn giản và rõ ràng.
8. ReactiveCocoa
ReactiveCocoa (RAC) là một framework lập trình phản ứng (reactive programming) cho Objective-C (và Swift). Nó cho phép lập trình viên xử lý các sự kiện và luồng dữ liệu theo cách khai báo và composable, giúp quản lý các tương tác phức tạp của người dùng và các tác vụ bất đồng bộ một cách dễ dàng hơn.
9. CocoaPods
CocoaPods không phải là một thư viện hay framework để xây dựng ứng dụng, mà là một công cụ quản lý các thư viện (dependency manager) cho các dự án Swift và Objective-C Cocoa. Nó giúp tự động hóa quá trình tích hợp các thư viện bên ngoài vào dự án của bạn, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu lỗi cấu hình. Đây là một công cụ gần như không thể thiếu cho bất kỳ dự án iOS/macOS nào.
Trường hợp ứng dụng ngôn ngữ Objective-C
Mặc dù Swift đã trở thành ngôn ngữ chính thức của Apple, Objective-C vẫn giữ vai trò quan trọng trong một số lĩnh vực:
- Phát triển ứng dụng iOS/iPadOS: Rất nhiều ứng dụng iOS hiện có trên App Store được xây dựng bằng Objective-C. Việc duy trì và cập nhật các ứng dụng này vẫn đòi hỏi kiến thức về Objective-C.
- Phát triển ứng dụng macOS: Tương tự như iOS, các ứng dụng desktop trên macOS cũng có một lịch sử phát triển mạnh mẽ với Objective-C.
- Phát triển ứng dụng watchOS/tvOS: Mặc dù Swift được ưu tiên, Objective-C vẫn có mặt trong một số dự án cũ hơn cho các nền tảng này.
- Duy trì các dự án kế thừa (Legacy Projects): Đây là vai trò quan trọng nhất của Objective-C hiện nay. Nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là các công ty lớn, có hàng ngàn dòng mã Objective-C trong các ứng dụng đã hoạt động nhiều năm. Việc chuyển đổi toàn bộ sang Swift là một quá trình tốn kém và mất thời gian, do đó, việc duy trì và phát triển tiếp các dự án này bằng Objective-C vẫn là cần thiết.
So sánh Objective-C và Swift
Sự ra đời của Swift vào năm 2014 đã thay đổi cục diện phát triển ứng dụng Apple. Dưới đây là những điểm khác biệt chính giữa hai ngôn ngữ:
- Cú pháp: Swift có cú pháp hiện đại, ngắn gọn và dễ đọc hơn nhiều so với Objective-C. Swift loại bỏ các dấu chấm phẩy, header files, và sử dụng cơ chế an toàn hơn như tùy chọn (optionals) để tránh lỗi nil.
- An toàn và Hiệu suất: Swift được thiết kế với sự an toàn làm trọng tâm, giảm thiểu các lỗi thường gặp (như lỗi con trỏ null) và cung cấp hiệu suất cao hơn trong nhiều trường hợp do được tối ưu hóa ở cấp độ trình biên dịch.
- Khả năng tương tác (Interoperability): Swift và Objective-C có thể cùng tồn tại và tương tác trong cùng một dự án. Điều này cho phép các nhà phát triển chuyển đổi dần các dự án cũ sang Swift hoặc sử dụng cả hai ngôn ngữ khi cần.
- Mức độ sử dụng và Xu hướng Tương lai: Swift là ngôn ngữ được Apple khuyến nghị và ưu tiên phát triển. Hầu hết các dự án mới đều sử dụng Swift. Tuy nhiên, như đã đề cập, Objective-C vẫn cần thiết cho việc duy trì các dự án kế thừa.
Objective-C còn phụ hợp để học?
Trong bối cảnh Swift đang thống trị, câu hỏi liệu Objective-C có còn phù hợp để học là rất chính đáng.
- Dự án Kế thừa: Đối với những ai muốn làm việc trong các công ty có lịch sử phát triển ứng dụng Apple lâu năm, việc hiểu biết Objective-C là một lợi thế lớn. Có rất nhiều dự án cũ vẫn đang được duy trì và cần những lập trình viên có khả năng đọc, hiểu và sửa đổi mã Objective-C.
- Hiểu sâu về nền tảng: Học Objective-C giúp bạn có cái nhìn sâu sắc hơn về cách hoạt động của các framework cốt lõi của Apple ở cấp độ thấp hơn, đặc biệt là cách chúng tương tác với ngôn ngữ C và runtime.
- Học Swift dễ hơn: Nếu bạn đã có kiến thức về Objective-C, việc chuyển sang học Swift sẽ dễ dàng hơn nhiều, vì cả hai ngôn ngữ đều sử dụng chung các framework của Apple (Cocoa/Cocoa Touch) và có nhiều khái niệm tương đồng.
Nếu bạn là người mới bắt đầu hoàn toàn với lập trình iOS/macOS, hãy ưu tiên học Swift trước. Tuy nhiên, nếu bạn muốn mở rộng kiến thức hoặc có ý định làm việc với các dự án cũ, Objective-C vẫn là một kỹ năng đáng giá.
Objective-C là một ngôn ngữ lập trình mang tính lịch sử và có ý nghĩa quan trọng trong sự phát triển của hệ sinh thái Apple. Dù đã nhường vị trí chủ đạo cho Swift, Objective-C vẫn là một phần không thể thiếu của nhiều ứng dụng hiện tại và đòi hỏi những lập trình viên có kiến thức chuyên môn.
Hiểu rõ Objective-C là gì không chỉ giúp bạn đọc hiểu mã nguồn cũ mà còn cung cấp nền tảng vững chắc để nắm bắt các khái niệm phức tạp hơn trong lập trình di động.
