Animal. Animal-marin. Baleine. Mobby-Dick. est-un

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1 ChristopheDony(1),JacquesMalenfant(2),DanielBardou(1) Leslangagesaprototypes1 (2)EcoledesMinesdeNantes{4,rueA.Kastler 34392MontpellierCedex5{FRANCE (1)L.I.R.M.M{161,rueAda 44070NantesCedex03{FRANCE larepresentationd'objetsconcretsplut^otquesurcelledeconcepts,oupluspragmatiquement, uneformedeprogrammationparobjetssansclasses.cechapitredecritceslangages,lesraisons Leslangagesaprototypesproposentuneformedeprogrammationparobjetss'appuyantsur Resume quiontconduitaleuremergence,lespossibilitesnouvellesqu'ilsapportent,maisaussilesproblemesqu'ilsposent.nousrepondonsenpremierlieuauxquestionssuivantes.qu'est-cequ'un prototype?qu'est-cequ'unobjetconcret?pourquoichercherasepasserdesclasses?quelleest langagesaobjets). tiondierentielle.cettecaracterisationnouspermetdedierencierl'heritagedansleshierarchies d'objets(ladelegation)del'heritageviadeshierarchiesdeclasses(quiestl'heritageclassiquedes caracterisonsplusprecisementlesdeuxmecanismesdecreationd'objets:leclonage,etladescrip- l'architectureprimitived'unlangageaprototypesetquelleestlagenesedeceslangages?nous programmationparprototypes.autraversdecettepresentationcritique,nousposonsnalement laquestiondel'inter^etetdel'avenirdecetteformedeprogrammationparobjets. Ellenouspermetegalementdepresenterlesspecicitesainsiquelesproblemesqueposela issusdesimula(1967)etdesmalltalk(1972).cesontdeslangagesauseindesquelslaclasse, 1Leslangagesaobjetslesplusutilisesaujourd'hui(enparticulierdanslemondeindustriel)sont Introduction largementetudieesdansdestravauxderecherchegurelafamilledeslangagesditsaprototypes representationdeconnaissancesetsestructurentlesprogrammes. modelisationintensionnelled'unconcept,estl'unitefondamentaleautourdelaquelles'organisela dontnoustraitonsdanscechapitre.unprototypeestunrepresentanttypiqued'unefamilleoud'une categoried'objets[cohenetmurphy,1984].leslangagesaprototypes,apparusaumilieudesannees 80,proposentuneapprochedelaprogrammationparobjetsreposantsurlanotiondeprototype Parmilesautresfamillesdelangagesdeprogrammationparobjetseectivementutiliseesou enreactionauncertainnombredelimitationspropresaumodeleaclasses,aveclesobjectifssuivants: dec.hewitt,utilisesenprogrammationdistribuee(creffbriotg).ilsonteteetudiesetdeveloppes, representationdeconnaissancescreffeuzenatg)etparcertainslangagesd'acteurs,issusdestravaux plut^otquesurcelledeclasse.ilsonteteinspiresparlespremierslangagesdeframesutilisesen abstrait, J.Euzenat,G.MasisietA.Napoli.INRIA-CollectionDidactiqueen Parudanslelivre"LangagesetModelesaObjets:Etatsdesrecherchesetperspectives",editeurs:R.Ducournau, {permettreunedescriptionsimpledesobjetsnenecessitantpasladescriptionprealabledemodeles 1

2 {orirunmodeledeprogrammationplussimplequeceluidesclasses,quijouentdetropnombreux r^oles, {enn,orirdenouvellespossibilitesderepresentationdeconnaissances. Leslangagesaprototypessontissusdecesobjectifsainsiqueduconstatd'uncertainnombre delimitationsdumodeleaclasses[borning,1986],avecl'espoird'obteniruneplusgrandepuissance d'expressiondansdeslangagesparailleursplussimples.depuislemilieudesannees1980,denombreux langagesontvulejour:self[ungaretsmith,1987;agesenetal.,1993;agesenetal.,1995;chambers etal.,1991;smithetungar,1995],kevo[taivalsaari,1991;taivalsaari,1993],nas[codani,1988], exemplars[lalondeetal.,1986;lalonde,1989],agora[steyaert,1994],garnet[myersetal., 1990;Myersetal.,1992],moostrap[MuletetCointe,1993;Mulet,1995],cecil[Chambers,1993], omega[blaschek,1994],newton-script[smith,1994].d'autreslangages,telsobject-lisp[allegro CommonLisp,1989]ouyafool[Ducournau,1991]nesereclamantpasdel'approcheparprototypes orentneanmoinsdesmecanismesproches. Lacaracterisationtresgeneraleetinformelledeslangagesaprototypesestrelativementaisee: cesontdeslangagesdanslesquelsontrouveenprincipeuneseulesorted'objetsdotesd'attributs2 etdemethodes,troisprimitivesdecreationd'objets:creationexnihilo,clonageetextension(ou descriptiondierentielle),unmecanismedecalcul,l'envoidemessage,integrantunmecanismede delegation.cecietantpose,leurcaracterisation,leurutilisationetleurcomprehensionpreciseposent enfaituncertainnombredeproblemes. {Ilexistediversesinterpretationsdecequ'estunprototype,objetconcretourepresentantmoyen d'unconcept,quipeuventconduireadeslangagesassezdierents[malenfant,1995]. {Lasemantiquedesmecanismesdebase(clonage,copiedierentielle,delegation)n'estpasuniee etautorisedierentesinterpretations[donyetal.,1992;malenfant,1995;bardouetdony,1996; Bardouetal.,1996;Malenfant,1996]. {Ladescriptiondierentiellerendlesobjetsinterdependants,cequiposedenouveauxproblemes etautorisediversesinterpretationsquantaustatutdesobjets[donyetal.,1992;malenfant, 1996;BardouetDony,1996;Bardouetal.,1996]. {Enm^emetempsquelesclasses,aetesupprimeeparexemple,lapossibilited'exprimerque deuxconceptspartagentcertainescaracteristiques.cettesecondepossibiliteestsiimportante entermed'organisationdesprogrammesquedenombreuxlangagesaprototypesontcherche alareintroduire,cequiaetefaitdefaconplusoumoinsappropriee.cettereinsertionde formesd'abstractiondanslemodelearemisencausecertainspostulatsinitiauxetabrouille lesfrontieresentrelangagesaprototypesetlangagesaclasses[malenfant,1996]. Nousnousproposonsdedecrireceslangages,dejugerdespossibilitesqu'ilsorent,d'etudier dansquellemesureilssatisfontlesobjectifsqueleursconcepteurss'etaientxesetaquelprix.nous nousdemandonssiceslangagessontviables(peut-onsepasserdelarepresentationdesconcepts), dansl'armativelesquelsutiliseret,danslanegative,sicertainesdesideesqu'ilsontintroduites peuvent^etreappliqueesdansd'autrescontextes?leparagraphe2rappellecequ'estlanotionde prototypeensciencecognitive.leparagraphe3presentelespremieresutilisationsdecettenotionen representationdeconnaissancesparobjetsainsiqu'enprogrammationdistribuee.nousydecrivonsles primitivesdeclonageetdedescriptiondierentielle.leparagraphe4exposelesmotivationsquiont conduitleschercheursaconcevoirdeslangagesaobjetssansclasses;ilmontrel'inter^etpotentielde laprogrammationparprototypes.leparagraphe5decritlespremierespropositionsdelangagessans classes.leparagraphe6faitlepointsurlesconceptsetlesmecanismesdebasedelaprogrammation parprototypes.leparagraphe7proposeunecaracterisationplusnedecesconceptsetdeces mecanismes.cettecaracterisationpermetdedierencierleshierarchiesd'objetsdeshierarchiesde classesetdemieuxcomprendrelesdierentesevolutionsdeslangagesaprototypes.leparagraphe8 decritlesproblemesliesal'identitedesobjetsetleparagraphe9lesproblemesliesal'organisation desprogrammes.enconclusionnouspresentonsunbilandel'experienceainsilesaxesderecherche quenotreanalysefaitappara^tre. 2.Nousutilisonscetermepourdesignerunecaracteristiquenoncomportementaled'unobjetoud'unframe,nous aurionspuutiliserlesequivalentsquesont((champ))ou((slot)). 2

3 2 Notiondeprototype Ontrouveensciencescognitivesl'ideederepresenterunconcept,ouunefamilled'entites,parun representantdistingueainsiquel'ideedecopiedierentielle.danscecontexte,dierentsmodelesde lanotiondeconceptonteteproposes[smithetmedin,1981;cohenetmurphy,1984;kleiber,1991]. Undecesmodelesestfondesurlatheoriedesensembles:achaqueconceptcorrespondunecollectiond'entites(extension),etchaqueconceptadmetunedenitionquicaracteriseson(essence) etdenitlesconditionsnecessairesetsusantesal'appartenanced'uneinstanceaceconcept(intension),.larelationquilieuneinstanceaunconceptetcellequilieunconceptplusspeciquea unconceptplusgenerals'yapentrespectivementauxrelationsensemblistesd'appartenanceet d'inclusion.cemodeledeconceptsconduitaunemiseenuvrebaseesurlesclasses. Unautremodele(developpeenlinguistique)permetdenepasvaluersystematiquementtoutes lescaracteristiquesd'uneinstance.ilyatoujoursdesconditionsnecessairesetsusantespourl'appartenanceaunconcept,maisons'accordelapossibilitedenepassavoir:onsaitqu'uneinstance appartientaunconcept,qu'ellen'yappartientpas,oubienonn'ensaitrien(creffeuzenatg).la (theoriedesprototypes)estuneextensiondecetteapprochedanslaquellelarelationd'appartenanceestunecertainerelationderessemblanceplusambigue.danscettetheorie,lesconceptsne sontdecritsnienintensionnienextensionmaisindirectementautraversdeprototypesduconcept, c'est-a-dired'exemples.cettetheoriedecouleduprincipeselonlequell'humainserepresentementalementunconcept,identieunefamilled'objetsetmenedesraisonnementssursesmembresenfaisant reference,aumoinsdansunpremiertemps,aunobjetprecis,typiquedelafamille.ma(2cv) est,parexemple,unprototypeduconceptde(voiture),comme(netscape)l'estpourleconcept de(navigateurinternet).ontrouveaussidanslatheoriedesprototypeslanotiondedescription dierentiellequidesignelapossibilitededecrire'unnouveaurepresentantduconceptvial'expression desesdierencesparrapportaunrepresentantexistant. Andemieuxexpliquercommentcesnotionsonteteutilisees,ilnousappara^tnecessairededistinguerdeuxsortesdeprototypesquenousrencontreronsdansnoslangages:lerepresentantconcret etlerepresentantmoyend'unconcept.ilestprealablementnecessaired'etablirunedistinctionterminologiqueentrelesobjetsdumondedontnoussouhaitonsrealiserunedescriptioninformatique(que nousappelleronsle(domaine),cf.creffeuzenatg)etlesobjetsdenoslangages.nousutiliserons leterme(entite)pourdesignerlespremiers. {Representantconcretetinstanceprototypique.Lerepresentantconcret,dontma(2CV) estunexemplepourleconcept(voiture),correspondauneentiteconcrete.nousreprenonsleterme d'(instanceprototypique)pourdesignerunrepresentantconcretutilisecommereferencepour decrireoucreerd'autresobjets.l'instanceprototypiqued'unconceptestainsisouventlepremier objetd'unefamille. {Representantmoyen.Unrepresentantmoyenrepresenteuneentitequipeut^etreabstraite ouincomplete.lerepresentantmoyennerepresenteaucuneentiteconcrete.ilpeutnepossederque lesattributslespluscourantsaveclesvaleurslespluscourantespourlacategoried'entitesqu'il represente.la(menageredemoinsde50ans)estunexemplecelebrederepresentantmoyendu concept(telespectateur);unobjetpossedantquatresrouesetunmoteurestunrepresentantmoyen duconcept(voiture).sesattributspeuventcontenirdesvaleursmoyennes,parexemple,lafemme francaisetypiquea1,8enfants. 3 Utilisationsinformatiquesdelanotiondeprototypeanterieuresauxlangagesaprototypes 3.1Lesprototypesenrepresentationdesconnaissances Leslangagesaprototypesexistaientavantquel'appellationn'apparaisse.Ontrouveainsiles notionsdeprototypeetdecopiedierentielledanslatheoriedesframesdeminsky[minsky,1975] etdanscertainssystemesinspiresdecettetheoriecommeleslangagesdeframestelskrl[bobrow 3

4 Frame nom:"baleine" categorie:mammifere milieu:marin ennemi:homme poids:10000 couleur:bleu Fig.1{ExempledeFrame Frame nom:"moby-dick" est-un:baleine couleur:blanche ennemi:cpt-haccab Fig.2{Descriptiondierentielle etwinograd,1977]oufrl[robertsetgoldstein,1977]. (Lesframessontunformalismederepresentationcreepourprendreencomptedes connaissancesquisedecriventmal...[dansd'autresformalismes]...commelatypicalite, lesvaleurspardefauts,lesexceptions,lesinformationsincompletesouredondantes.la structured'unframe...doitpouvoirevolueratoutmoment,parmodication,adjonction oumodicationdeproprietes.)[masinietal.,1989] Nousallonsdonnericiunevisionsimplieeal'extr^emedecequesontlesframes,sansillustrerleur richesseetleurdiversite;notrebutestdemontrerenquoiilsutilisentlatheoriedesprototypes etcommentilsontinuencescertainsdeslangagesaprototypesutilisesaujourd'hui.lelecteurse reporteraauxarticlesprecedemmentcitesetauchapitreproposedans[masinietal.,1989]pourplus deprecisions. Structured'unframe.Unframeestunensembled'attributs;chaqueattributpermetde representerunedescaracteristiquesduframeetsepresentesouslaformed'uncouple(nomd'attribut {ensembledefacettes).lafacettelapluscouranteetantlavaleurdel'attribut,nousneconsidererons quecelle-cidansnosexemples.lagure1proposeunexemplededenitiond'unframedoteede4 attributsrepresentantdefaconminimaleunebaleine. Descriptiondierentielle.Ladescription(oucreation)dierentiellepermetdedecrireun nouveauframeenexprimantsesdierencesparrapportaunframeexistant3.ellemetenrelation lenouveauframeavecceluisurlequelsadescriptiondierentielles'appuieetquiestappeleson prototypeouson.cetterelationestmaterialiseeparunliengeneralementappeleest-un. Nousavonsrepresenteceliendansnosexemplesparl'intermediaired'unattributsupplementaire4 egalementnommeest-un.lagure2montreladenitiond'unframerepresentantmoby-dickqui estcommelabaleineprecedenteacecipresqu'elleestblancheetquesonennemiestdeniplus precisement. HeritageetHierarchiesdeframes.Larelationest-unestunerelationd'ordredenissant deshierarchiedeframes[brachman,1983].unframeheritedesonunensembled'attributs etontrouvedanslessystemesdeframesdeshierarchiesd'heritage,commecelledelagure3,tres similairesauxhierarchiesdeclasses5,acecipresquelesnudsdecettehierarchierepresententdes exemplesplut^otquedesdescriptiondeconcepts.ausommetdelahierarchiesetrouventgeneralementdesrepresentantsmoyensdeconcepts(parexempleanimal)etdanslebasdelahierarchie desrepresentantsconcrets(parexemplemoby-dick).ontrouvedeshierarchiessimilairesdansles programmesrealisesavecleslangagesaprototypes. 3.((Theobjectbeingusedasabasisforcomparison(whichwecalltheprototype)providesaperspectivefromwhich toviewtheobjectbeingdescribed.(...)itisquitepossible(andwebelievenatural)foranobjecttoberepresentedin aknowledgesystemonlythroughasetofsuchcomparisons.))[bobrowetwinograd,1977] 4.Celienestenpremierlieuutiliseparlesystemeetn'estpasnecessairementaccessibleauprogrammeurviaun attribut.nousavonsdonc,pourdesraisonsdesimplicitedansnotreexpose,introduit,uneformedereexivitequi poseleproblemedelamodicationeventuelledel'attributest-un. 5.Notonsqueladenitiond'unesous-classeestegalementunedescriptiondierentielle. 4

5 Animal Animal-marin Baleine Mobby-Dick est-un Frame nom:"animal" milieu:terrestre nourriture:nourriture nbpattes:4 poids:10 Frame nom:"animal-marin" est-un:animal milieu:marin nourriture:n-marine nbpattes:0 nbnageoires:4 Frame nom:"baleine" est-un:animal-marin nourriture:plancton couleur:bleu poids:10000 ennemi:homme Frame nom:"moby-dick" est-un:baleine couleur:blanc ennemi:cpt-haccab Fig.3{Exempledehierarchiedeframes. 3.2Langagesd'acteurs L'ideederepresenterdesentitesdumondepardesobjetssansclassesaegalementeteappliquee danslelangageact1[lieberman,1981],bienqu'ilnesoitfaitmention,danslesarticlesrelatifsa celangage,nidelanotiondeprototypenidel'utilisationquiapuen^etrefaitedansleslangages deframesquiluisontanterieurs6,telquekrl.ontrouvecependantdansact1desideesetdes mecanismesassezsimilairesaceuxevoquesprecedemmentainsiqu'unepartdescaracteristiques essentiellesdeslangagesaprototypesactuels. Structured'unacteur.Lesobjetsdansact1sontappeles(acteurs),ilspossedentdes attributs(appelesaccointances)referencesparunnometpossedantunevaleur.act1estunlangage deprogrammation,lesacteurssontdoncegalementdotesdecomportements(nousutilisonslestermes classiquesde(methode)pourdesigneruncomportementetceluide(propriete)pourdesigner indiferemmentunattributouunemethode).lesmethodespeuvent^etreinvoqueesenenvoyantdes messagesauxacteurs7. Unacteur,objetsansclassenepouvant^etrecreeparinstanciation,estcreeparcopieouextension d'unacteurexistant.lagure4montreunacteur8appelepointpossedantdeuxattributsxety etunemethodenormcalculantladistancedecepointal'origine.troisprimitivescreate,extend etc-extendpermettentdecreerdenouveauxacteurs[briot,1984].cesontcestroisprimitiveset lamiseenuvredelacopiedierentiellequinousinteressentici.nousendiscutonsautraversdes exemplesproposesdans[briot,1984]. Clonage. Bienquedesprimitivesdecopied'objetsaientexistedansleslangagesaclasses(parexempleen smalltalk)anterieurementaact1,celangageaintroduitlacopiesupercielle9(primitivecreate), ouclonage,commemoyenprimitifdecreationd'objets.laprimitivecreatepermetainsidecreer point2parcopiedepoint(fig.4),despecierdenouvellesvaleursdeproprietes,parexemplexet y,etd'endenirdenouvelles,parexemplelamethodemove. Extensions.Lacreationpardescriptiondierentielleenact1estconceptuellementsimilairea celledesframes.elles'eectueenenvoyantaunacteurexistantlemessageextend,quicreeunnouvel acteur,quenousappelleronsdonc(extension)dupremier,luim^emeappeleenact1lemandataire 6.Cecipeut^etred^uenpartieaufaitqu'iln'estpasevidentd'isolerclairementl'utilisationfaitedesprototypes danskrl.d'autrepart,l'objectifdeact1,mettreenuvreunoutildeprogrammationparalleleabased'objets,est notablementeloignedeceluidekrl. 7.Cettevisionestsimplicatricemaisnoussutici;enfait,lescomportementsd'unacteursontregroupesausein d'unscriptetl'invocationpeutfaireintervenirunmecanismedeltrage. 8.Creeparextensiond'unacteurpre-deni. 9.Al'inversedelacopieprofonde,lacopiesuperciellenecopiepaslesobjetscomposantl'objetcopie. 5

6 (object'extend'point '((norm(lambda()...)))) '((x5)(y10)) point point2 (point2'extend'tortue (point'create'point2 x 5 3 x '((heading0)(y4)) '((x3)(y30)) y y '((forward(lambda(...)...)))) '((move(lambda(newxnewy) (setqxnewxynewy)))) norm calcul de la norme norm deplacement move tortue (proxyenanglais)dunouvelacteur;c'estl'equivalentduprototypeoududesframes.la Fig.4{Clonageetextensionenact1. (proxy) 90 heading methode 4 y extensiondel'acteurprecedentpoint2quidevientsonmandataire.unetortueestcommeunpoint gure4montreladenitiondel'acteurnommetortuerepresentantunetortuelogo10commeune acquointance deplacement oriente forward maispossedeenplusuncapetunemethodeforwardluipermettantd'avancerdansladirection denieparsoncap. possedepaslaproprietedemandee,auquelcaslesystemedemandeasonmandatairederepondreasa.l'heritageestmisenuvrelorsqu'unacteurnesaitpasrepondreaunmessageparcequ'ilne place.lemandataireestainsihabilitearepondreaunmessageenlieuetplacedesesextensions.ce esttoutafaitsimilaireaulienest-undesframes.l'extensionpeutheriterdesproprietesdeson Heritageetpremiereformededelegation.Lelienreliantuneextensionasonmandataire aprototype. dansl'ombreunpointimportantdelaproblematiquedeslangagesaprototypes(cf.paragraphe5.1) quoiqu'ilensoitdansact1unepremiereformedecequideviendraladelegationdansleslangages passageducontr^oleaumandataireestappele(delegation)11.lesarticlesdecrivantact1laissent enneprecisantpaslecontexted'executionunemethodeapresqu'ilyaiteuunedelegation.ontrouve leliendedelegationentreunetunedesesextensions: Copie-extension.Unedescaracteristiquesdeshierarchiesd'objetestladependancequ'etablit Lesproprietesdusontpartageesparsesextensions.Pourpermettrelacreationdierentielle d'unnouvelacteurindependant,unetroisiemeprimitivedeact1,nommeec-extend,composeun (mon)sontaussilesmiens.)[briot,1984] (Lesaccointances(lesattributs)etlescript(l'ensembledesmethodes)demonmandataire clonage12etuneextensionduclone. 4mationparprototypes.Lesetudesrelativesal'introductiond'objetssansclassesdansleslangages Ontrouvedanslessystemesquenousvenonsdedecrirel'essencedecequiaeteappeleprogram- Motivationsetinter^etsdelaprogrammationparprototypes (...),hedelegatesthemessagetoanotheractor,calledhisproxy)).[lieberman,1981] deprogrammationparobjetsonteterealiseesaumilieudesannees80.ellesvisaientaproposerdes clone-tortueaclone-point2parunlienest-unetenncreerlenouvelobjetparextensiondeclone-tortue.cet traitscolores)commeune((c-extension))del'acteurtortue,ilfautd'abordclonerpoint2puisclonertortue,lier 12.Notonsquececlonagepeut^etrecomplexe:sil'onsouhaiteparexemplecreerunetortuecoloree(tracantdes 11.((Wheneveranactorreceivesamessagehecannotanswerimmediatelyonthebasisofhisownlocalknowledge 10.C'estadirerepresentantunrobotsedeplacantdansleplantoutentracantuntraitsursonpassage. exempleintroduitleproblemeduclonaged'unobjetplacedansunehierarchied'objets(cf.paragraphe8.3). 6

7 1986]etleslimitationsquecelles-ciimposententermederepresentation. lesflavors.cesetudesportaientenpremierlieusurlacomplexitedumondedesclasses[borning, alternativesaustyleusueldeprogrammationparclassesutiliseavecsimula,smalltalk,c++ou estapparucommeunepossibilitedereduirecettecomplexite(langagesplussimples)etderel^acher montreenquoilesprototypessontunesolutionpotentielleacesproblemes. lescontraintesportantsurlesobjets.ceparagrapheillustrelesproblemesqueposentlesclasseset Experimenterunmodeledeprogrammationparobjetss'appuyantsurlatheoriedesprototypes 4.1Descriptionsimplieedesobjets modeledeprogrammationplusprochedelademarchecognitive,s'appuyantsurlesexemples,attribueeal'humainfaceaunproblemecomplexe.unlangageaprototypespermetladescriptionetla derepresentants(d'exemples,d'instances)dececoncept.leslangagesaprototypesproposentun man,1986],l'accumulationd'exemplesmenantatermeaunegeneralisation.orlemodeleaclasses obligeleprogrammeuraformaliserunconcept,uneabstraction,avantdepermettrelamanipulation Leprocessusderaisonnementhumainfaitsouventpasserl'exempleavantl'abstraction[Lieber- 4.2Modeledeprogrammationplussimple manipulationd'objetssansl'obligationprealabled'avoiradecrireleurmodeleabstrait. del'encapsulationetsupportal'implantationdetypesabstraits,al'organisationdesprogrammes,a rendreleurconception,leurmiseenuvreetleurmaintenancedicile.notonsparmicesr^oles: descripteurdelastructuredesinstances,bibliothequedecomportementspourlesinstances,support 1989],parcequelesclassesyjouentdierentsr^olesqu'ilestparfoisdicilededissocieretquipeuvent Lemodeleaclassesestcomplexe[Borning,1986;LaLondeetal.,1986;Lalonde,1989;Steinetal., lamodularite,aupartageentredescriptionsdeconcepts,alareutilisation.deplus,lem^emelienentre Enn,dansunsystemeintegrantdesmeta-classes(commesmalltalkouclos),laclassesevoitde [Lalonde,1989]:heritagedespecications,heritaged'implantations,sous-typageouressemblance13. classesestutilisepourmodeliserdierentesrelations,entreconceptsouentretypesabstraits(suivant lavisionquel'onad'uneclasseauninstantdonne),subtilementdierenteslesunesdesautres objets,etplusencorelareutilisationdeprogrammesexistants. plusdoteedur^oled'instance,pouvantrecevoirdesmessagesetmener,sil'onpeutdire,sapropre vie.la(sur-utilisation)dum^emesupport(laclasse)tendarendrecomplexelaprogrammationpar derealiserdesprogrammesennemanipulantqu'uneseulesorted'objetsprivesdur^olededescripteur.cetteideesupposequeparmilesdierentsr^olesjouesparlesclasses,certainssontsoitnon indispensablessoitmodelisablesautrement. Dececonstatestissuel'ideederechercherd'autresformesd'organisationpourlesprogrammes etd'autresmanieresderepresenterlesobjets.l'ideeinitialedelaprogrammationparprototypesest 4.3Expressivite rel^achercertainesdescontraintesquipesentsurleursinstances.lesprototypesautorisentnotamment exempledanskrl,pourlasouplessederepresentationqu'ilsautorisent.l'absencedeclassespermetde l'expressiondupartagedevaleursd'attributsentreobjets,l'evolutionaiseedeleurstructureainsique ladenitiondecaracteristiquesdistinctespourdierentsobjetsd'unem^emefamilleconceptuelle, Lesprototypesonteteutilisesdansdenombreuxlangagesderepresentationdeconnaissances,par l'expressiondeconnaissancespardefaut,incompletesouexceptionnelles.ladescriptiondecertaines permetderesoudre.envoiciunelistenonexhaustive. connaissancespose,dansunlangageaclasses,desproblemesquelaprogrammationparprototypes ordonneesquelconques(bag):((asetislikeabagexceptthatduplicatesarenotallowed))[lalonde,1989]. 13.Parexempleensmalltalk,laclassedesensembles(Set)estunesous-classedelaclassedescollectionsnon Instancesdierencieesouexceptionnelles. 7

8 instance superclass Classe Personne... (superclasse) (nom) "Personne" (var. inst.) adresse age nom (methodes) (vieillir) pierrepersonne vieillir adresse age nom (lambda()age := age + 1) 8 rue Octave 30 Pierre Classe Employe Classe Sportif lien "Employe" "Sportif" ^age. Fig.5{Duplicationdelavaleurdelapropriete Fig.6{Partagedepropriete. adressep grade endurance poids () () pierreemployé pierresportif i1 i2 8 rue Octave 8 rue Octave adresse P Univ... endurance ;Dony,1989]ayantdescaracteristiquespropresquelesautresobjetsdelam^emefamillen'ont Consideronsenpremierlieulecasdesinstancesexceptionnelles[D.Etherington,1983;Borgida, grade... poids... alternativesexistentpourdenirdesproprietesauniveaud'unobjet,ellessontresteesmarginales14. quisaitvoler,oulalistevidedontlesmethodescaretcdrs'implantentdieremmentdecellesdes pas.lamanierestandardderepresenteruneinstanceexceptionnelle,parexemplejumbol'elephant exemple,desclassesn'ayantqu'uneseuleinstance:true,falseouundefinedobject.m^emesides listesnonvides,estdecreerunenouvelleclassepourlesrepresenter.ontrouve,ensmalltalkpar afaitnaturelledansunlangageaprototypes.lapossibilitedenepascreeruneclassepourchaque basesurladescriptiond'individus.onpeutparexempleydenirl'elephantsachantvolerparclonage d'unautreelephantetajoutdelapropriete.larepresentationdebooleensevoqueeci-dessusesttout instanceexceptionnelleestparticulierementinteressantelorsquecelles-cisontnombreuses(onpeut Larepresentationd'objetsexceptionnelsposeevidemmentmoinsdeproblemesdansunlangage Fleury,1993]). penserparexemplealamodelisationdesreglesdelagrammairedelalanguefrancaise[habertet tributs.posonsleproblemedelarepresentationd'unepersonneetdediverspointsdevuessurcette personne,parexemplelepointdevue(employe)oulepointdevue(sportif).iln'existepas Lemodeleaclassesnepermetpasadesinstancesdepartagerdesattributsoudesvaleursd'at- Representationdepointsdevuesd'unem^emeentite. desolutionstandarddansunlangageaclassespourresoudreceprobleme.leschemaclassiquede specialisationdelaclassepersonnedenissantunattribut^age,pardeuxsous-classesemployeet Sportif(Fig.5),nerepondpasalaquestioncardeuxinstancesrespectivesdecesdeuxsous-classes represententdesentitesdierentesindependantesentermed'etat;sil'^agedel'unechange,l'autre n'estpasaecte.d'autressolutionsstandardaceprobleme(utilisantdesconstructionspresentes danslamajoritedeslangagesaclasses)sontinsatisfaisantes;decrivons-enquelques-unes. {Onpeutimaginerutiliserlacomposition:redenirlesclassesSportifetEmployenonplus commedessous-classesdepersonne,maiscommepossedantunevariabled'instancedetype recherchedemethodecommeparexemplelequalieur((eql))declos;d'autresnecessitentdesconstructionsspeciales derepresentation:ilestsouventpossibled'adapter,dansuneimplantationdonnee,lemodeleaclassespourluifaire fairecequel'onsouhaite.certainesdecesadaptationsnedenaturentpaslemodelemaisaectentl'ecacitedela 14.L'expression((poserprobleme))quenousavonsemployeenedenoteeneetpasnecessairementuneimpossibilite Personne.Leproblemeestalorsreportesurl'accesauxattributsetauxmethodesdelaperintrinsequementcontradictoiresaveclemodele(devraiesinstancesdierenciees[Steinetal.,1989]parexemple)et etlerendentpluscomplexecommelespatternsd'objetsdulangagebeta[kristensenetal.,1987];d'autresennsont fontqueleresultatdel'adaptationengendred'autresproblemessemantiques. 8

9 sonne:commentdemanderaunsportifson^age?d'unepart,ilyaunproblemed'l'attribut ^ageestprive,d'autrepart,ilestnecessairederedenirtouteslesmethodesdepersonnesur EmployeetSportifand'ymettreunere-expeditiondemessage15. {UnesecondesolutionconsisteacreerunenouvelleclasseEmployeSportif,sous-classede EmployeetdeSportif.Ledefauticiestquelahierarchieresultantepeutdevenirrapidementinexploitablesil'onsouhaitecreerdemultipleextensionsdelaclassePersonneetles combiner. {Lesvariablesdeclassesalasmalltalkouleursequivalentspermettentadesinstancesde partagerdesvaleursmaislaporteedecesvariablesesttroplarge,denirunetellevariableau niveaudelaclassepersonneconferelem^eme^ageatouteslesinstancesdepersonne,sportif etemploye. Enfaitlarepresentationd'objetsmanipulablesselondiverspointsdevuesnecessite,dansun langageaclasses,desmecanismesspeciquestelsquela(multi-instantiation)derome[carre,1989], ouceuxdeveloppesdanstropes[mari~noetal.,1990].dansunmondedeprototypes,l'heritageentre objetspermetderepondresimplementalaquestionposee(fig.6).deuxobjetsrepresentantlapartie (employe)etlapartie(sportif)delapersonnepeuvent^etredeniscommedesextensionsdel'objet representantla(personneprimitive)etdetenantl'attribut^age;cetattributetdoncsavaleuretant alorspartagesparlestroisobjets. Objetsincomplets. Lapossibilitepourunobjetd'heriterlesvaleursdesattributsd'unautreobjetestutiliseeintensivementdansleslangagesdeframespourrepresenterdesobjetsincompletsi.e.desobjetsdont certainesvaleursd'attributsnesontpasconnuesmaisdontdesvaleurspardefautpeuvent^etretrouveesdanslesobjetsdontilsheritent.parexemplesioncherchecequemangemoby-dick,ontrouvera unevaleurdansleframebaleinedontmobby-dickherite(cf.fig.3).lesvaleursheriteespeuvent changeraugredel'evolutiondessd'unobjet. Cettepossibilitedemanipulationd'objetsincompletsnepeut^etrecompareealapossibilitede specier,dansladenitiond'uneclasse,desvaleursinitialespourlesdierentsattributsdesesfutures instances.cesvaleurssontutiliseesal'instanciation,iln'existeensuiteplusaucunerelationentreun objetetsaclassepourcequiconcernelesvaleursdesattributs.nepasavoird'indirectionsdansl'acces auxattributsestlegaged'unecompilationecace;ilnecachepasuneimpossibilitederepresentation lieeaumodeleaclasses16. 5 Premierespropositionsdelangagesaprototypes 5.1Langagesfondessurlesinstancesprototypiquesetladelegation HenryLiebermanareprisdans[Lieberman,1986;Lieberman,1990]certainesideesdeact1pour lesappliqueralaprogrammationparobjets.ilaproposeunmodeledeprogrammationbasesur lesinstancesprototypiquesetl'amisenuvreulterieurementdanslelangageobject-lisp[allegro CommonLisp,1989].Lagure7proposeuneversionobject-lispdel'exemple(point-tortue) presenteauparagraphe3.2.lepremierexempleconcretd'unconcept(point)sertdemodelepour denirlessuivants.lesnouveauxobjetssontcreesparextensionavecunequivalentdelaprimitive extenddeact1.uneextensionpossedeunlienest-unverssonprototype.lesobjetspossedentdes attributsetdesmethodes;ilscommuniquentens'envoyantdesmessages(primitiveask).iln'existe pasdemecanismed'accessiblesparenvoidemessage((asktortuex))oudirectementdanslecorps desmethodes.lemecanismededelegationestmisenuvreaussibienlorsdel'accesalavaleur d'unevariablequepourl'activationd'unemethode:silaproprieten'estpastrouveechezlereceveur alorslademandeestdelegueeason. 15.Lecorpsdelamethode^agedeSportifestunenvoidumessage^ageauneinstancedePersonne. 16.Ilestevidemmentpossibled'implanterunetellerelation,cequiaetefaitparexempledanscertainslangagesde representation[rechenmann,1988] 9

10 (defobfun(normpoint)() (defobfun(movepoint)(newxnewy) (askpoint(have'y10)) (setqpoint(kindof)) (askpoint(have'x3)) (sqrt(+(*xx)(*yy)))) ;Lesvariablessontcellesdureceveur. ;Creationd'unattributpourpoint. ;Unemethodenormpourl'objetpoint. ;Unemethodeavecparametres, ;Creationd'unobjetexnihilo. (defobfun(plusapoint)(p) (let((newx(+x(askpx))) (askself(have'y(+ynewy))) (askself(have'x(+xnewx)) (newp(kindofapoint))) (newy(+y(askpy))) ;creationd'uneextensiondel'objet ;Modificationdesvaleursdesattributs. ;Unemethoded'additiondedeuxpoints. ;pouradditionnerdeuxpoints. (askpoint2(have'y4) (setqpoint2(kindofpoint)) newp)) (asknewp(have'ynewy)) (asknewp(have'xnewx)) ;avecunnouvelattributy. ;point2estuneextensiondepoint, ;passeenargument. (defobfun(forwardtortue)(dist) (asktortue(have'cap90)) (setqtortue(kindofpoint2)) ;avecunnouvelattributcap, ;Uneextensiondepoint2, object-lispestuneextensiondelispverslesobjetsautorisantl'envoidemessagesainsiquel'appelfonctionnelclassique.l'envoidemessageestrealiseparlafonctionask;sonpremierargumentestlereceveuret (askself(move(*dist(coscap)) (*dist(sincap)))) ;etunemethodeforward. lesecondunappelfonctionneloulenomdefonctionfaitguredeselecteurdumessage(ildoitexisterune {denitiondemethodes:fonctiondefobfun, {creationd'extensions:fonctionskindof(avecunargumentquiestl'objetetendu), primitivessuivantessontutiliseesdansl'exemple: {creationd'objets((exnihilo)):fonctionkindofsansarguments, methodecorrespondantacenom);lesargumentsdel'appelfonctionnelsontlesargumentsdumessage.les {denitiond'attributs:methodehave. dynamique.lemecanismeestconceptuellementparfaitementsimilaireaceluideslangagesaclasses17 Lepointveritablementnouveauparrapportaact1estl'explicitationdumecanismedeliaison Fig.7{Unexempledelangageaprototypes{object-lisp. contextedureceveurinitial(tortue),cequidonne,viadeuxnouvellesdelegations,3pourxet4 poury. trouveedansledureceveur(point2)maisl'accesauxvariablesxetyestinterpretedansle.dansnotreexemple,l'envoidumessagenormatortuerendainsilavaleur5,lamethodenormest developpementetd'unelargediusion. leplusconnu;iladonnelieuauplusgrandnombredepublications,abenecied'ungroseortde tiques:citonsparexempleself,garnet,newton-scriptoumoostrap.selfestcertainement Uncertainnombredelangagessontissusdecemodeleetont,alabase,lesm^emescaracteris- 5.2Langagesfondessurlesinstancesprototypiquesetleclonage delapauvretedumodeleainsiobtenu,borningproposaitdel'etendreeninstaurantunecertaine eectuee,aucunerelationn'estmaintenueentreleprototypecopieetsonclone.conscienttoutefois etlesnouveauxobjetssontproduitsparcopiesetmodicationsdeprototypes.unefoislacopie sansclassesorganiseautourduclonage.unprototypeyrepresenteunexemplestandardd'instance Alam^emeepoque,[Borning,1986]aproposeunedescriptioninformelled'unmonded'objets auteurmaisainspireleslangagesaprototypesbasessurleclonagecommekevo[taivalsaari,1993], formed'heritageabasedecontraintes[borning,1981].cemodelen'apasetedeveloppeparson sesapplicationsal'ecrituredemethodespolymorphes,connudulecteur. initialdumessage,etce,quelquesoitl'endroitoulamethodeaetetrouvee.noussupposonscemecanisme,ainsique 17.Ilpermetaucoded'unemethoded'^etreinterpretedanslecontextedesattributsetdesmethodesdureceveur 10

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