La Programmation à Objets

Transcription

1 La Programmation à Objets Najib TOUNSI Notes de cours: 2e année Informatique EMI

2 LES FONDEMENTS DE LA POO LES CONCEPTS DE LA POO LES LANGAGES A OBJETS

3 LES CONCEPTS DE LA POO Classe d'objets Concrétisation d'un TAD Objets, Méthodes, Envoie de Message, Instanciation Relations entres Classes Composition (use) et Généralisation Hiérarchique (isa). Classes et Sous Classes Héritage, Liaison Dynamique, Polymorphisme, Surcharge Généricité Paramétrage des Classes. Collection et Itérateurs

4 NOTION DE CLASSE Objets et Classes d'objets Une classe, est une implantation d'un TAD. Elle décrit un ensemble d'objets caractérisés par les mêmes opérations de manipulation. La classe est l'unité modulaire de structuration d'un programme. Elle encapsule une partie statique la description des données représentant un objet (état d'un objet) et une partie dynamique la description des opérations de manipulation (information sur, ou changement d'état d'un objet) Un objet est une instance directe d'une classe. (cf. valeur et son type)

5 NOTION DE CLASSE Champs, Méthodes, Envoie de Message Champs: Méthodes: Envoi de message: données constituant la représentation opérations de manipulations demande d'exécution d'une méthode sur un objet.

6 NOTION DE CLASSE Exemple: Classe Article champs int numéro; char nom[20]; float prixht; short qte; méthodes prixttc () { return prixht * 1.19; } ajouter (entier q) { qte = qte + q; } retirer (entier q) { qte = qte - q; } fin Champs et Méthodes caractéristiques (features). Identificateurs sélecteurs Synonymes parfois: attributs, propriétés

7 NOTION DE CLASSE Instanciation d'objet C'est la création en mémoire des objets d'une classe. (+ initialisation). Une instance est repérée à travers une variable (peut être un pointeur). Une classe deux instances (objets)

8 NOTION DE CLASSE Instanciation d'objet Dans un programme main() qui utilise cette classe Article. Exemples déclarations: Article a, b; Article c (23, "vélo", 120, 5); initialisation par défaut. initialisation fournie. Exemples d'envois de messages: a.ajouter (5); x = b.prixttc(); Remarque: constructeur peut servir à l'initialisation (Voir partie langage).

9 NOTION DE CLASSE Notations 1 envoyer_message (Instance, Méthode, Paramètres); envoyer_message (a, ajouter, q); 2 Méthodes (Instance, Paramètres) 3 Instance.Méthode (Paramètres) ajouter (a, q); a.ajouter(q); Intérêt de 3 i. Forme contractée ii. Mise en évidence envoie message. vs Call classique Avec 2 a.qte = a.qte + q; Dans corps de méthode Avec 1, Il est écrit simplement qte = qte + q;

10 NOTION DE CLASSE Pointeur this (ou self, current): envoyé Dans les méthodes, les champs se rapportent à l'instance à laquelle le message est Appel opération a.ajouter(q);. Méthode associée Ajouter (entier q) {qte = qte + q} Il existe un pointeur implicite, (this) vers l'instance d'appel. qte = qte + q; this->qte = this->qte + q;

11 NOTION DE CLASSE Accès aux données composant un objet (les champs) (Charactéritiques publiques/privés) Direct: instance.champ Article x; p = x.prixht; n = x.nom; Méthode explicite: retourne la valeur d un champ p = x.aprixht(); n = x.anom() avec: méthodes dites fonctions d'accès classe Article aprixht() { return prixht;} anom() { return nom;} fin

12 NOTION DE CLASSE Accès aux champs (publique vs privé) Bonne pratique Méthodes publiques Champs privés Abstraction, Protection des informations... Il est utile de ne laisser visibles à l'extérieur que certains sélecteurs (publiques) et de masquer les autres (privés). La bonne pratique c est :. seules les méthodes sont publiques.

13 RELATIONS ENTRE CLASSES Relation utilise «uses» La Programmation Orientée Objets est la construction d'un système logiciel comme une collection structurée de classes. B. MEYER Une première relation entre classe est la relation utilise. Une classe A utilise une autre classe B si elle déclare en son sein une ou plusieurs entités de la classe B et en appelle les méthodes. On dit aussi que la classe A est cliente de la classe B (langage Eiffel).

14 RELATIONS ENTRE CLASSES Relation utilise «uses» classe commande champs Article e;... méthodes facturer(){... e.prixttc(); }... fin classe Article... prixttc () { } fin

15 RELATIONS ENTRE CLASSES Considérations sémantiques Un objet de classe A a parmi ses caractéristique un objet de classe B. B est un composant de A. La composition, dite aussi agrégation (aggregation), est un puissant concept sémantique. (cf. notions de record, tuple) Modèle objet se distingue en plus: A appelle des méthodes de B

16 RELATIONS ENTRE CLASSES Relation Hiérarchique «ISA» Deuxième relation fondamentale entre classes. Très structurante au niveau conceptuelle (Généralisation/Spécialisation). Très avantageuse au niveau pratique (héritage et réutilisation de code). Concept sémantique de généralisation.

17 RELATIONS ENTRE CLASSES Relation Hiérarchique «ISA» WHO'S WHO

18 CLASSES ET SOUS CLASSES Relation d'héritage «ISA» Un objet de classe B est_un objet de classe A s'il possède les caractéristiques de A avec d'autres qui lui sont propres. Dans un même ensemble, certains objets sont plus nuancés. Une classe A pour les caractéristiques communes: super classe. Des sous classes B, B',... pour nuancer: Rajout de nouvelles caractéristiques (plus spécifiques) Modification des caractéristiques communes B, B',... héritent ainsi de la classe A (les propriétés communes). Une Notation: classe B super classe A... // nouvelles caractéristiques et/ou... // redéfinition de caractéristiques fin

19 CLASSES ET SOUS CLASSES Relation d'héritage «ISA» Exercice: Quelles sont toutes les caractéristiques de vêtement et de ArticleLuxe?

20 CLASSES ET SOUS CLASSES Relation d'héritage «ISA» Partage de description Réutilisation du travail fait Enrichissement et complément de connaissances Développement incrémental Arbre d'héritage Incidence d'une modification sur un sous arbre.

21 CLASSES ET SOUS CLASSES Arbre d'héritage Exemple extrait de «Les langages à Objets» Interedition

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23 CLASSES ET SOUS CLASSES Héritage Multiple But: définir de nouveaux objets en se servant de plusieurs autres. Des classes de branches différentes, partagent encore des caractéristiques. Dupliquer ces caractéristiques ou hériter de plusieurs endroits. Graphe d'héritage sans circuits. Défaut: Parfois classe d'objets artificielle (factorisation de caractéristiques) Ne correspond pas à une entité réelle...

24 CLASSES ET SOUS CLASSES Graphe d'héritage Exemple extrait de «Les langages à Objets» Interedition

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26 CLASSES ET SOUS CLASSES Conflits d'héritage propriété de même nom chez deux ancêtres différents p est quel sélecteur? Changer idf p dans B ou C Contraignant. Renommer à l'héritage.

27 CLASSES ET SOUS CLASSES Conflits d'héritage Classe A super classe B: p' renames p super classe C: p" renames p... end Donner des noms distincts aux caractéristiques héritées ayant même nom. Autre Solution (e.g. C++) Préfixage par la classe (:: opérateur de résolution de portée) dans A: B::p est la propriété p héritée de B C::p est la propriété p héritée de C

28 CLASSES ET SOUS CLASSES Orthogonalité des Relations uses et ISA D uses B et C uses A déduits. Relations essentielles en Génie Logiciel. (Conception/Structuration, Maintenance...)

29 CLASSES ET SOUS CLASSES Typage et Liaison Lier une variable à son type et donc aux opérations applicables. Compilation : Conformité des opérations appliquée. Typage statique. Nécessaire en Génie logiciel (typage fort). Article x ; x.prixttc(); x++ ; x.titi() ; OK!! Edition de lien : déterminer quel code (compilé) exécuter à chaque appel méthode. Statique : avant l exécution Dynamique : en cours d exécution.. LOO Liaison toujours dynamique. (Sauf optimisation compilateur)

30 CLASSES ET SOUS CLASSES Le Polymorphisme Une entité qui revêt plusieurs formes. Changement dynamique de type pour: Objet désigné par une variable Objet paramètre d'une fonction Objet composant dans une classe etc Généralement lié a l'héritage, conséquence de la relation ISA Un objet d'une sous classe peut être pris pour un objet d'une classe mère. (Inverse NON)

31 CLASSES ET SOUS CLASSES Le Polymorphisme Exemple: article A; articleluxe B; A B; Juste B A; Faux (astuce: respecter sens de ISA) Liaison dynamique : A.prixTTC(); A B; A.prixTTC(); La requête prixttc(), n'as pas le même sens avant et après l'affectation A l'exécution, la méthode activée est différente (tva x%, ou tva y%).

32 CLASSES ET SOUS CLASSES Polymorphisme et Surcharge Le polymorphisme intervient dans (x étant déclaré de classe A) x.méthode( ) Message envoyé à un objet f (x) Objet paramètre x[i] Objet dans un ensemble etc. classe C champs x ; fin Objet composant. x peut designer n'importe quelle instance de A ou descendant de A Cas 2. on parle aussi de surcharge de f Cas 3. est un autre aspect de la généricité.

33 CLASSES GENERIQUES Paramétrisation des classes C'est quand plusieurs classes ne différent que par le type d'un composant. On définit une seule classe générique paramétrée alors par ce type. Une pile d'entiers ressemble étrangement à une pile de caractères Type PileEnt: fin Rep tableau t [MAX] de entier; entier top;... empiler (p, n) { p.top = p.top+1; p.t[p.top] = n; } depiler(p) { p.top = p.top-1; }... Type Pilecar: Rep tableau t [MAX] de car; entier top;... empiler (p, c) { p.top = p.top+1; p.t[p.top] = c; } depiler(p) { p.top = p.top-1; }... fin "

34 CLASSES GENERIQUES Paramétrisation des classes TypeGénérique Pile <type ELEMENT>: Rep tableau t [MAX] de ELEMENT; entier top;... fin ELEMENT représente un type ou classe (vs un objet.) Il fait paramètre formel(*). On peut instancier plusieurs piles. On pourra déclarer, par exemple: Pile <entier> pe; Pile <car> pc; Pile <Article> pa; Entier, car, Article, etc... paramètres effectifs. Définition de type par: Pile <type> où type est le type paramètre effectif (*) Doit être muni parfois de certaines opérations (e.g. comparaison, affectation )

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36 CLASSES GENERIQUES Exemple