AP6 & INF1 C++ & Génie Logiciel Introduction. Welcome!

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1 AP6 & INF1 C++ & Génie Logiciel Introduction Welcome!

2 Objectifs du cours Apprendre un langage orienté objet : C++ Découvrir, par la pratique, les notions fondamentales de la Programmation Orientée Objet (POO) en complément du cours de Conception de Systèmes à Objets (CSO). Sensibiliser aux nécessaires exigences du «Génie Logiciel» (GL) Découvrir quelques outils du GL Illustrer tout ce qui précède par un projet de programmation «conséquent» : un interprèteur et découvrir par la même occasion quelques notions de compilation des langages AP6 cours 1-2

3 Question : "Mais M'sieur..." Pourquoi on fait encore du C++, c'est de l'abuse!... Le Java c'est extra Le C# c'est balèze Le PHP c'est la panacée Le python c'est trop bon Le Lisp c'est pas triste... (mais, Hervé Blanchon, qu'est-ce que tu fais là???)... L'assembleur c'est le bonheur Le Visual Basic c'est top chic Ada, je ne veux que ça Y'a un langage développé par moi qui est sympa etc... AP6 cours 1-3

4 Réponse : parce que! AP6 cours 1-4

5 Modalités 1h30 de Cours/TD 3h de TP (2 séances de 1h30) 8 semaines consacrées à la découverte de la POO et des outils du GL (AP-6) 5 semaines consacrées au projet (CINF-1) Evaluation : AP-6 : 2 examens sur papier CINF-1: Evaluation du projet : dossier + démonstration sur machines AP6 cours 1-5

6 C++ Introduction Conçu en 1982 par Bjarne Stroustrup (AT&T Bell Laboratories, le berceau d Unix et C) Objectif : ajouter au langage C le concept de classes tel qu il avait été introduit par le langage Simula Intérêt : bénéficier des avantages de la programmation orientée objet tout en conservant les performances du langage C et ses bibliothèques nombreuses et variées AP6 cours 1-6

7 Enjeux de la programmation et du GL La production d un logiciel, considéré comme un processus industriel (et non pas comme un «hobby») doit remplir les critères suivants : Exactitude (fonctionnement correspondant aux spécifications) Robustesse (vis-à-vis des conditions anormales) Evolutivité (facilité à ajouter de nouvelles fonctionnalités) Généricité, Réutilisabilité (possibilité de réutiliser des modules dans d autres logiciels) Portabilité (aptitude à fonctionner sur différentes plateformes) Performances (temps d exécution, ressources consommées) AP6 cours 1-7

8 Programmation structurée Le langage C, langage impératif, permet une programmation structurée, selon l équation de Wirth : Programme = Algorithmes + Structures de Données Cette approche a permis d augmenter exactitude et robustesse Mais n a pas permis d atteindre les objectifs souhaités en termes d évolutivité et de réutilisabilité Origine du problème : le découplage entre structures de données et traitements qui oblige à «casser» un module dès que l on remet en cause une structure de données. AP6 cours 1-8

9 Apports de la POO : objet La notion d objet autorise l encapsulation des données et des traitements sur ces données Objet = Méthodes + Données Impose de manipuler les données via les méthodes Conséquence : l objet est est uniquement caractérisé par la spécification de ces méthodes peu importe la structure des données On réalise ainsi une abstraction des données qui facilité l évolutivité et la réutilisabilité Exemple : un objet «collection de données» qui peut être implémenté sous forme de tableau dynamique ou de liste chaînée, avec des méthodes d ajout, de parcours, AP6 cours 1-9

10 Apports de la POO : classe La notion de classe d objets est une généralisation de la notion de type déjà rencontrée dans les langages impératifs Classe = description d un ensemble d objets ayant les mêmes structures de données et les mêmes méthodes Un objet est une instance de la classe à laquelle il appartient AP6 cours 1-10

11 Apports de la POO : héritage L héritage permet de construire une nouvelle classe à partir d une classe déjà existante. La nouvelle classe hérite de toutes les propriétés de la classe existante et lui en ajoute de nouvelles (on parle de spécialisation) La notion d héritage facilite la réutilisabilité C++ permet l héritage multiple : une nouvelle classe peut hériter de plusieurs classes existantes AP6 cours 1-11

12 Spécificités de C++ Langage impératif auquel on a ajouté des fonctionnalités objet Permet une transition en douceur de la programmation structurée vers la programmation objet N impose pas une programmation objet «pure et dure» comme Simula, Smalltalk ou Java AP6 cours 1-12

13 C++ et normes C++ peut être vu comme le langage C ANSI auquel : On a ajouté, mais aussi supprimé, quelques contraintes par rapport à la norme ANSI On a ajouté quelques spécificités «non objet» On a ajouté tout l aspect «objet» AP6 cours 1-13

14 GL / C++ Chapitre 1 C++ : les premiers «+»

15 Les premiers plus Commentaires de fin de ligne Déclarations dans les instructions int main() { // une déclaration int i; // une instruction scanf("%d", &i); // lire i // une nouvelle déclaration int j; scanf("%d", &j); } return 0; AP6 cours 1-15

16 Les premiers plus Déclaration d'une variable de boucle for int main() { int tab[10]={0,1,2,3,4,5,6}; for (int i=0; i<7; i++) // i n'est visible que dans l'itération printf("%d ", tab[i]); printf("\n"); return 0; } L initialisation des variables scalaires peut être faite par une expression quelconque AP6 cours 1-16

17 Variable référence En C, pour accéder à l'adresse d'une variable, on utilise une variable adresse. En C++, on peut aussi utiliser une variable référence int main() { int i=5,j=6; int &k=i; // k référence i, est un alias de i int &n; // incorrect : // il manque la variable référencée printf("k : %d\n", k); // affiche i càd 5 k=j; // équivalent à i=j printf("i : %d\n", i); // affiche 6 return 0; } AP6 cours 1-17

18 Variable référence Une variable référence est une sorte de variable adresse : plus simpe à utiliser syntaxiquement mais dont la variable référencée est toujours la même (on ne peut pas la changer). AP6 cours 1-18

19 Passage de Paramètre par Référence (résultat ou donnée-résultat) C++ permet de réaliser des passages de paramètres résultat ou donnée-résultat de manière plus élégante qu en C grâce à la notion de paramètre référence. Exemple - considérons la déclaration d article suivante : struct produit { char nom[30]; float prix; }; AP6 cours 1-19

20 Fonction avec paramètre référence : bool recherche( struct produit tab[], // tableau de produits (donnée) int n, // nombre d'éléments de tab (donnée) char nom_prod[], // nom du produit recherché (donnée) struct produit &p ) // p est un paramètre résultat // p est une référence à une variable x // recherche si tab contient un produit de nom nom_prod // si oui, range la 1ère occurrence dans x et retourne true // si non, retourne false { } int i; for (i=0; i<n && strcmp(tab[i].nom, nom_prod)!=0; i++) { // itération vide } if (i<n) // on a trouvé : tab[i].nom==nom_prod p=tab[i]; return i<n; Le paramètre p s'utilise comme la variable x qu il référencera donc on écrit p=tab[i]; pour effectuer en fait x=tab[i]; AP6 cours 1-20

21 Exemple d'utilisation de la fonction int main(){ struct produit tab[10]= { {"aaa", 15}, {"bbb", 12}, {"ccc", 20} }; struct produit prod; pas de "&" devant prod! if (recherche(tab, 3, "bbb", prod)) // prod est la variable référencée par le paramètre p // de la procédure recherche printf("%s %5.2f\n", prod.nom, prod.prix); } return 0; AP6 cours 1-21

22 En C on aurait écrit : int recherche( struct produit tab[], // tableau de produits int n, // nombre d'éléments char nom_prod[], // nom d'un produit struct produit *p) // p : adresse d'une variable x { int i; for (i=0; i<n && strcmp(tab[i].nom, nom_prod)!=0; i++) { // itération vide } if (i<n) *p = tab[i]; return i<n; } L'emploi d'un paramètre référence est donc plus simple (les opérateurs * disparaissent) AP6 cours 1-22

23 En C, on aurait appelé la fonction ainsi : int main () { } struct produit tab[10]= { {"aaa", 15}, {"bbb", 12}, {"ccc", 20} }; struct produit prod; if (recherche(tab, 3, "bbb", & prod )) printf("%s %5.2f\n", prod.nom, prod.prix); return 0; AP6 cours 1-23

24 En résumé void SOMME (int n1, int n2, int * resultat) { *resultat = n1 + n2; } int main() { C void SOMME (int n1, int n2, int & resultat) { resultat = n1 + n2; } int main() { C++ } int res; SOMME(2,3,&res); printf("résultat 2+3 = %d\n",res); return 0; } int res; SOMME(2,3,res); printf("résultat 2+3 = %d\n",res); return 0; AP6 cours 1-24

25 Valeurs par défaut de paramètres Exemples corrects int f1(int x, int y=4) { return x+y; } // 4 : valeur par défaut de y // int f2(int x=3, int y=4) { return x+y; } AP6 cours 1-25

26 Valeurs par défaut de paramètres Exemple incorrect int f3 (int x=3, int y) // x ayant une valeur par défaut, // les paramètres suivants // (selon l'ordre de lecture gauche->droite) // doivent aussi avoir une valeur par défaut { return x+y; } AP6 cours 1-26

27 Valeurs par défaut de paramètres Exemples d'appels des fonctions corrects int main() { int a; a = f1(10, 23); // a = 33 a = f1(10); // a = 14 a = f2(10, 23); // a = 33 a = f2(10); // a = 14 a = f2(); // a = 7 } return 0; AP6 cours 1-27

28 Surcharge de fonctions et de procédures Plusieurs fonctions ou procédures peuvent avoir le même nom, à condition qu'elles aient : soit un nombre différent de paramètres soit aux moins un paramètre de type différent Le type du résultat ne compte pas pour différencier la procédure (3) et la fonction (4) void p(int i); // procédure (1) void p(float i); // procédure (2) // paramètre de type # (1) void p(int i, int j); // procédure (3) // nombre de paramètres # (1) int p(int i, int j); // fonction (4) // incorrect, 2 paramètres // de même type que (3) AP6 cours 1-28

29 GL / C++ Chapitre 2 Lecture et écriture sur le terminal

30 Lecture et écriture sur le terminal En C : bibliothèque stdio, utilisable en C++ En C++ : bibliothèque iostream, orientée objets (description fournie plus tard) 2 objets particuliers : cout pour écrire sur l'écran du terminal, cin pour lire sur le clavier du terminal. AP6 cours 1-30

31 Objet stream cin et cout sont des objets de la classe stream Un stream est un objet : qui représente un support d'informations sur lequel on peut lire ou bien écrire ou bien lire et écrire. qui possède toutes les méthodes pour lire ou écrire sur ce support. Un support d'informations peut être: l'écran ou le clavier d'un terminal, un fichier une zone de mémoire (chaîne de caractères). Le mot stream peut être traduit par flot (flux) de données. AP6 cours 1-31

32 Exemple d'utilisation de cout Méthode (opérateur) << int main() { int code = 147; char num_tel[] = " "; float prix = 12.5; cout << code << num_tel << prix << endl; } L'opérateur << envoie une valeur de type prédéfini (int, short, float, char) sur un stream d'écriture L'opérateur endl envoie une fin de ligne AP6 cours 1-32

33 Exemple d'utilisation de cin Méthode (opérateur) >> int main() { int code; char num_tel[11]; float prix; } cin >> code >> num_tel >> prix; L'opérateur >> extrait une valeur de type prédéfini (int, short, float, char) d'un stream de lecture. AP6 cours 1-33

34 Manipulateurs Fonctions ou opérateurs qui permettent de modifier le statut d'un stream, par exemple le format et la base de lecture ou d'écriture. Le statut d un stream est défini par un mot d état (une suite de bits). Ce mot est découpé en plusieurs champs, chaque champ étant composé d un certain nombre de bits. Les manipulateurs permettent de modifier ces bits en utilisant la syntaxe d une entrée ou d une sortie, c est-à-dire en utilisant les opérateurs >> ou << AP6 cours 1-34

35 Manipulateur endl ends flush left/right/internal scientific/fixed showbase/noshowbase showpoint/noshowpoint showpos/noshowpos uppercase/nouppercase boolalpha/noboolalpha dec hex oct resetiosflags(long) setbase(int) setfill(int) setiosflags(long) setprecision(int) setw(int) skipws/noskipws ws Utilisation Sortie Sortie Sortie Sortie Sortie Sortie Sortie Sortie Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée/Sortie Entrée Entrée Action insère un saut de ligne et vide le tampon insère une fin de chaîne (caractère '\0') vide le tampon cadrage gauche, droite, remplissage après signe ou base notation scientifique ou fixe montre/cache la base montre/cache le point décimal montre/cache le signe + devant les nombres positifs affichages en majusules/minuscules représentation des booléens (0/1 ou false/true) conversion décimale conversion hexadécimale conversion octale remet à zéro les bits de formattage désignés fixe la base de conversion définit le caractère de remplissage met à un les bites de formattage désignés définit la précision des flottants définit la largeur d'affichage (gabarit) saute ou pas les espaces saute les espaces AP6 cours 1-35

36 Exemple : manipulateurs en sortie #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; // indispensable depuis la norme ANSI ISO int main() { // en commentaire, le résultat produit cout << setprecision(3) << << endl; // cout << scientific << << endl; // 1.105e+02 cout << setw(10) << fixed << setfill((int)'-') << << endl; // cout << setfill((int)'*') << "abc" << endl; // *******abc return 0; } AP6 cours 1-36

37 Exercice pour se réveiller après l été Ecrire un programme qui : lit une suite de 10 notes (des réels) au clavier et les range dans un vecteur Appelle une procédure qui reçoit en paramètre donnée le vecteur et calcule la moyenne de ce vecteur qui est renvoyée via un paramètre référence affiche la moyenne calculée en «point fixe» avec 2 décimales sur un gabarit de 8 caractères AP6 cours 1-37