PARADIGME ORIENTÉ-OBJET

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1 PARADIGME ORIENTÉ-OBJET A programming paradigm that uses objects to design systems. Sébastien Adam Une introduction des concepts de base

2 2 Principes fondamentaux Modularité : vise à répartir les opérations d'une application sur plusieurs modules, afin que le cycle de vie de chaque module soit indépendant des autres. Abstraction : vise à représenter un élément conceptuel et rendre certains détails de l élément logiciel correspondant invisibles afin de faciliter la conception d applications. Encapsulation : vise à regrouper les données et les opérations pouvant y accéder. L interface (l ensemble des opérations) contrôle les accès aux données. Cohésion / Couplage : vise à guider la façon de réaliser la modularité, l abstraction et l encapsulation afin d améliorer les caractéristiques (réutilisabilité, etc.) d un module.

3 3 Constitution d un programme Java Un programme Java utilise un ensemble de classes Les classes sont regroupées dans un ou plusieurs packages Une classe regroupe un ensemble d attributs et de méthodes Package Classe Attributs Méthodes

4 4 Classe Une classe existe au moment de la compilation. Une classe est un type dans un langage OO. Une classe définit une implémentation. Implémentation = méthodes + attributs + états possibles Plusieurs catégories de méthodes constituent une classe : constructeurs, accesseurs, mutateurs et destructeur.

5 5 Classe Hello package mesexemples; class Hello { public static void main (String argv[]) { Hello hello = new Hello(); // Instantiation hello.sayhello(); public void SayHello() { System.out.println("Hello Java World!!! ");

6 6 Objet Une variable d un type classe est une référence vers un objet. Un objet existe au moment de l exécution. Un objet est créé (instancié) lorsque le constructeur d une classe est exécuté. Un objet a une identité et un type fixes. Un objet a un état variable.

7 Classe et objets 7 Les deux instances (objets) sont définies par une taille, un nombre et des types d attributs et un ensemble de méthodes identiques. Par contre, les objets n ont pas le même état. Voiture couleur : Couleur=Color.Black vitessemax : float = 150 demarrer() arreter() accelerer(acc : float) Freiner(acc : float) Instance de Instance de Bmw :Voiture couleur=rouge vitessemax=230 Twingo : Voiture couleur=jaune vitessemax=140

8 8 Attribut Un attribut est déclaré par sa visibilité, son type et son nom. Un attribut n est pas accessible publiquement par défaut mais ils existent des modificateurs d accès : public, private, protected. Lors de la création d un objet, les attributs sont initialisés par défaut (0, 0.0, null, false). Les attributs peuvent être initialisés lors de la définition ou dans le constructeur. La valeur d un attribut déclaré comme «static» est partagée par toutes les instances (objets) de la classe.

9 9 Méthode Une méthode est déclarée par sa signature. Signature = nom + paramètres (type et ordre). Une signature est unique dans une classe. Le principe de surcharge permet à deux méthodes d avoir le même nom à l intérieur d une classe. Une méthode est accessible publiquement par défaut mais ils existent des modificateurs d accès : public, private, protected.

10 Surcharge (1/3) 10 Une méthode surchargée a le même nom que d autres méthodes de la même classe Exemple void print () { void print (int i) { int print (float f) { Le type du paramètre de retour n est pas pris en compte par le mécanisme de résolution de surcharge

11 11 Surcharge (2/3) A l appel, Java détermine quelle est la méthode dont la liste des paramètres formels correspond le mieux aux paramètres effectivement donnés par l appelant Si aucune signature de méthode ne correspond au valeurs envoyées, la machine virtuelle Java est capable de convertir une valeur envoyée dans le type du paramètre formel Java détermine le coût des conversions possibles et choisit le coût le moins élevé. Si le coût global de conversion dépasse 10, Java refuse l appel

12 12 Surcharge (3/3) vers Coût des conversions de byte short char int long float double byte Short Char Int Long Float double

13 13 Constructeur Il porte le même nom que la classe. Appeler le constructeur (new) permet de créer une instance (objet) et initialiser ses attributs. Réserve l espace mémoire pour un objet (requête au GC) ; Initialise les variables ; Retourne une référence à l objet de la classe (mais le type de retour est void). Si aucun constructeur n est écrit, celui par défaut ne fait rien et les attributs sont initialisés avec leur valeur par défaut. S il y a un constructeur écrit, celui par défaut n existe plus et il faut donc l écrire explicitement au besoin.

14 14 Exemple de constructeurs class Date { int _jour; int _mois; int _an; Date() { _an = 1999; Date (int jour, int mois, int an) { _jour = jour; _mois = mois; _an = an;... Date d = new Date(10,12,2000); // instantiation de l objet

15 15 Création d objets class Voiture { // Définition de la classe String _type; Voiture (String type) { _type = type; void demarrer () { System.out.print( this._type );... Voiture mavoiture = new Voiture("Aveo"); // Création de l objet Voiture unevoiture = mavoiture; // Deuxième référence sur l objet unevoiture.demarrer();

16 16 L accesseur «this» C est une référence gérée par Java. C est un paramètre implicite pour toute méthode non static. C est une référence à l objet sur lequel la méthode a été appelée.

17 17 «this» «this» = référence sur l objet courant class Compte { void crediter(float montant) { ; void debit(float montant) { ; class Versement { void valider() { void effectuer(compte s, Compte d, float montant) { s.debiter(montant); d.crediter(montant); this.valider();

18 18 «this» Soit : public class UneClasse int x; public void methode1(){ this.x = 5;... objet 1 x 5 objet2 X 5 UneClasse objet1 = new UneClasse(); UneClasse objet2 = new UneClasse(); objet1.methode1(); //this == objet1 dans methode1() objet2.methode1(); //this == objet2 dans methode1()

19 19 «this» dans le constructeur class Personne { String _nom ; String _prenom; float _taille; Personne(String nom, String prenom) { _nom = nom; _prenom = prenom; Personne(String nom, String prenom, float taille) { this(nom, prenom); _taille = taille;

20 20 Le Garbage Collector (GC) Il prend en charge la gestion de la mémoire Il alloue l espace mémoire lors de la création des objets Il libère la mémoire occupé par un objet dès que celui-ci n est plus référencé par l application Il est capable de compacter la mémoire pour éviter la fragmentation System.gc(); permet d appeler le Garbage Collector en Java.

21 21 «null» La valeur «null» peut être assignée à n importe quelle référence sur un objet Une méthode peut retourner «null» L appel d une méthode sur une référence d objet valant «null» provoque une erreur d exécution (NullPointerException) On peut tester une référence pour savoir si elle vaut «null» Personne moi = new Personne(); if (moi!= null) { System.out.println("J existe toujours! ");

22 Objet non référencé 22 Cercle c1, c2; // null par défaut c1 = new Cercle(2.0, 3.0, 4.0); c2 = c1; c2.r = c2.r 1; c1 = new Cercle(2.0); c1.x = 2.0; c2 = c1; System.gc(); x: 2.0 y: c1 c2 c1 c2 c1 c2 c1 r: 3.0 c1 7 c2 8 c2 x: 2.0 y: 0.0 r: x: 2.0 y: 3.0 r: 4.0 null null 1 c1 c2 x: 2.0 y: 3.0 r: 4.0 c1 x: 2.0 y: 3.0 r: 3.0 x: 0.0 y: 0.0 r: 2.0 x: 2.0 y: 0.0 r: 2.0 c2 c1 c2 4 6 null x: 2.0 y: 3.0 r: 3.0 null x: 2.0 y: 3.0 r: 3.0 x: 2.0 y: 0.0 r: 2.0

23 23 Accesseur Une méthode accesseur permet d obtenir le contenu des attributs d une classe. Il commence souvent par «get». Il n a habituellement pas de paramètres. Il sert à retourner le contenu d un attribut privé. Si une classe n a que des accesseurs, on dit qu elle est immuable.

24 24 Mutateur Une méthode accesseur permet de modifier le contenu des attributs d une classe. Il commence souvent par «set». Il a habituellement au moins un paramètre. Il ne retourne habituellement rien. Si une classe a des mutateur, on dit qu elle est mutable.

25 25 Destructeur Il est implémenté par la méthode Finalize(). Cette méthode permet, lorsqu un objet n est plus accessible, de remettre au système les ressources utilisées par cet objet. Cette méthode est appelée automatiquement lorsque la dernière référence à une instance n y fait plus référence. Nous n en utiliserons pas dans ce cours.

26 26 La méthode «finalize» import java.util.*; class Point { protected void finalize() {System.out.println("Appel au Destructeur"); ; public class Exemple { public static void main (String []arg) { Point a ; Scanner clavier = new Scanner(System.in); System.out.println("Création de a"); a= new Point(1,2); // Création du point 1,2, constructeur 1 System.out.println("Fin creation de a"); a=null; clavier.nextline(); System.gc(); // Destruction du point a System.out.println("Creation de b"); Point b = new Point(); // Création du point 0,0 constructeur 2

27 27 Opérateurs sur les références Egalité de deux références : == Compare si 2 références pointent vers le même objet Différence de deux références :!= Compare si 2 références pointent vers des objets différents Type d instance de la référence : instanceof Permet de savoir si l objet référencé est une instance d une classe donnée ou d une de ses sous-classes Personne moi = new Personne(); if (moi instanceof Personne) { System.out.println("Je suis bien une personne! ");

28 28 Le modificateur «static» La valeur d un membre public définie comme étant static existe pour tous les objets d une même classe. Un attribut static n est pas initialisé lors de l instanciation d un objet mais une seule fois au début d un programme. S il y a une modification sur un attribut static, tous les objets de la classe en verront les effets. Une méthode static ne peut utiliser que des membres static. On utilise le nom de la classe pour accéder a un membre static.

29 29 Exemple de méthode «static» class MathUtil { final static double _PI = 3.14 ; static double PI() { return _PI; static double Carre(double x) { return x * x; static double Demi(double x) { return x / 2; double i = MathUtil.Carre(5); double x = MathUtil.PI();

30 30 Les packages : définition (1/2) Un package est une bibliothèque de classes On regroupe les classes d un même domaine dans un package Les packages sont organisés hiérarchiquement La notion de package apporte un niveau d encapsulation supplémentaire

31 31 Les packages : définition (2/2) Les classes du JDK sont classées dans des packages java lang util awt net String.class Thread.class Date.class Vector.class event Button.class List.class Socket.class URL.class Java importe automatiquement le package «java.lang» qui contient des classes comme «Thread» ou «System»

32 32 Les packages : utilisation (1/2) Il y a 2 manières d utiliser une classe stockée dans un package : Utilisation du nom complet java.util.date datedujour = new java.util.date(); System.out.println(dateDujour); Importer une classe ou toutes les classes du package import java.util.date; Date datedujour = new Date(); System.out.println(dateDujour); import java.util.*; Date datedujour = new Date(); System.out.println(dateDujour);

33 33 Les packages : utilisation (2/2) Le mot-clé «package» permet de définir un nouveau package La hiérarchie des packages correspond à la hiérarchie des répertoires //fichier Compte.java dans le répertoire Finance package finance; public class Compte { //Fichier Client.java dans le répertoire de l application import finance.*; public class Client { Compte c = new Compte();

34 34 Les paquetages de Java

35 35 La variable CLASSPATH Le compilateur utilise la variable d environnement CLASSPATH pour localiser les classes d un package sur le disque Cette variable doit référencer tous les répertoires ou fichiers dans lesquels sont susceptibles de se trouver des classes Java On a le droit de placer les classes dans des archives (zip, jar, cab) Dans ce cas, la variable CLASSPATH doit référencer le fichier La hiérarchie des classes des packages doit être respectée

36 36 Privilèges d accès (visibilité) Soit un membre m déclaré dans une class A visibilité classe A accès au membre m à partir de classe B B et A même package B et A package différent B n'est pas B n'est pas B sousclasse sous-classe B sous- sous-classe de A de A classe de A de A private O N N N N protected O O N O N public O O O O O package O O O N N

37 37 Règles de visibilité L encapsulation consiste à déclarer les attributs «private». On déclare alors des méthodes «public» (accesseurs/mutateurs) permettant de lire et/ou de modifier les attributs Si un accesseur retourne une référence sur un objet, rien n empêche la modification de cet objet à travers cette référence cela brise l encapsulation class Personne { private Vector children = new Vector(); public Vector getchildren() { return children; Personne moi = new Personnes(); Vector v = moi.getchildren(); v.addelement(new Personne("Paul"); Rupture de l encapsulation

38 38 La classe «Object» Classe mère de toutes les classes Permet d utiliser les classes conteneurs et le polymorphisme La méthode «tostring()» retourne une description de l objet La méthode «equals(object)» teste l égalité sémantique de deux objets Le méthode «getclass()» retourne le descripteur de classe. Il permet de : connaître la classe d un objet connaître le nom de la classe, ses ancêtres découvrir la structure des objets (JDK 1.1)

39 Les classes «Wrapper» 39 Les types de base Java ne sont pas des objets Il est parfois indispensable de les manipuler comme des objets Les classes Wrapper représentent un type de base Récupérer les valeurs min et max Créer une instance à partir d un type de base ou d une chaîne Conversions entre types de base et chaînes Conversions entre chaînes et types de base Utiliser des types de base dans des conteneurs Boolean, Integer, Float, Double, Long, Character Attention : ne supporte pas d opérateurs (+, -, ) Elles sont dans le package java.lang

40 40 «Wrapper» vs «types de base» Avantages des type de bases : Plus léger en mémoire Supporte un certain nombre d opérateurs Autorise certaines conversions automatiques de types Avantages des Wrappers : Est passé par référence Dispose de méthodes de conversions statiques vers les autres types Peut être géré par les objets container

41 41 Exemples Convertir une chaîne en entier : static int convertir(string s) { try { return Integer.parseInt(s); catch(exception e) { return 0; Convertir un entier en chaîne : static String convertir(int i) { Interger j = new Integer(i); return j.tostring();

42 42 La classe java.lang.string Contient une chaîne de caractères Classe connue par le compilateur Java Une chaîne constante sera convertie en objet de la classe String String msg = Hello Java World! Un objet de la classe String ne peut pas être modifié Ne brise pas l encapsulation class Personne { String nom; public String getnom() { return nom;

43 43 String : concaténation int area = 33; int prefixe = 1; int suffixe = ; // Chaque concaténation crée un nouvel objet // l ancien est détruit par le Garbage Collector String numtel = "(" + area + ")"; // (33) numtel += prefixe // (33)1 numtel += "-" // (33)1- numtel += suffixe // (33) // Un seul objet est créé numtel = "(" + area + ")" + prefixe + "-" + suffixe // Conversion d un entier en chaîne String un = 1 + "";

44 String : manipulation 44 length() : cette méthode permet de connaître le nombre de caractères d une chaîne Ex : for (int i = 0; i < montexte.length(); i++) {... indexof(char c, int i) : retourne la position du caractère c à partir de la position i if (montexte.indexof( $, 5) <> -1 ) {... substring(int i, int j) : extrait de la chaîne les caractères de la position i à la position j String nouveaumot = ancienmot.substring(2,5); equals() : retourne un booléan signifiant si les deux chaînes sont identiques Ex : if ( mot1.equals(mot2)) {...

45 45 La classe java.lang.stringbuffer C est une chaîne de caractères modifiable et de taille variable Son utilisation est moins simple que «String» pas d utilisation possible de l opérateur + append(p) : ajoute p en fin de la chaîne courante p peut être de n importe quel type de base length() : retourne la longueur de la chaîne setlength() : change la longueur de la chaîne Si elle est étendue, les nouveaux caractères sont initialisés à 0