Approche Objet de la Programmation - MOB 1

Programmation Procédurale / Impérative

• Modèle de Von Neumann :

  • Manipulation registre
  • Echange avec la mémoire

• Programmation Impérative "pure" (FORTRAN, Assembleur)

  • Origine
    • Fonctionnement du matériel
    • Architecture de Von Neumann
  • Execution d'instruction (ordonnée)
  • Effet de bord (modification de context)
    Modication de l'état général du programme suite à l'exécution d'une instruction

• Programmation Procédurale "extension" (C, Python)

  • Factorisation (ajout des boucles for/while,…)
  • Evite la duplication de code

Approche Bottom-Up

Limite prog procédurale

• Notion de paradigme

  • Expressivité
  • Manière de penser
    => Peut-on exprimer X facilement ?

• Turing-Complétude : Même puissance d'expression tous langages confondus.

• POO (Programmation Orientée Objet):

  • Convergence d'état (relation plusieurs à un)
  • Divergence de comportement (relation un à plusieurs)
    

Principe de substitution de Liskov

Principe de substituabilité appliqué aux objets : un objet de type T est attendu, on doit pouvoir passer un objet de type Y sans que le comportement dudit objet soit changé. C'est-à-dire que tout invariant inhérent à la classe T être respecté dans ses classes filles.

Programmation Orienté Objet

/!\ Programmation Orientée Objet => 'Message Oriented Programming' (Alan Kay)

Langage statiquement typé : opération éventuellement autorisées : introspection + instanciation

• Classe : Défini un objet
  • Se comporte comme un type de données
  • Nom : Type de l'objet (Human, string)
  • Attribut de classe : attribut ayant la même valeur dans tous les objets d'une classe
  • Méthodes de classe : méthode n'accédant qu'à des attributs de classe
  • Méthode virtuelle : méthode sujette à la ré-écriture
  • Méthodes qui rend l'instance dynamique (créée, modifiée, détruite)
    • Instanciation : Création d'un objet (avec paramètre)
      Pas de valeurs de retour
      Cohérence interne (agrégats)
      Si pas de constructeur fournit : langage fournit un constructeur par défaut
    • Destruction (~Nom pour le C++) : Nom de la procédure prédéfinie
      Destructeur = procédure de suppression d'un objet
      Nettoyage mémoire
      Pas de valeur de retour
      Finaliseur (ramasse-miette (recyclage) : Java : Convention : .die(), .close()…)
  • Relations (type static, contenu dynamique)
    • Agrégation : forme d'inclusion - Relation de type "a un"
      Maintient de références (aka pointeurs) vers des objets agrégés
      
      
      agréga : Human | agrégé : Employee
      Agrégé survit si l'agréga est détruit (il faut le détruire manuellement)
      -> Agrégation composite : L'agrégé est détruit si son unique agréga est détruit
      Relation "ensemble/parties" (transitive)
    • Héritage : dérivation - Inclusion stricte - Relation de type "est un"
      • Dérivation : héritage d'implémentation + interface
      • Opération d'instanciation
      • Contenu agrégé intégré dans la classe (Employee c Human)
      • Pas d'agrégat (intermediaire) => Forme de sous-typage (principe de substitution de Liskov)
      • Pas de duplication (système auto)
      • Employee hérite/dérive de human
        
        
        Suite après la description de l'objet
    • Composition : Agrégation plus forte
• Objet => Instance d'une unique classe (dynamique)
  • On peut générer autant d'objet que l'on veut depuis une classe
  • Nom (statique) : fournit par défaut pour la création et la destruction
  • Attributs (statique)
    • 1 déclaration par classe (statique)
      Commun à tous les objets de la classe
      • Champs publique : Accès libre
      • Interface : Ensemble des infos publiques
        
    • 1 valeur par objet (dynamique)
      • Champs privés : Nécessite l'instanciation d'un objet + méthode déclarée dans la classe
      • Accesseurs (getter/setter) : Consultation / Modification des attributs privés
        
      • Possibilité d'accès par concept d'amitié entre les classes (cas par cas): Cas par défaut définit
  • Relation (dynamique)
  • Methodes (statique)
    • 1 définition par classe (statique)
    • contenu spécifique à chaque objet
    • Méthodes privées : accessible uniquement depuis l'intérieur de la classe

La classe qui défini l'objet est statique : fixé et connu à la compilation
API introspection (Java)
Pas d'intercession (auto-modification)

Héritage :

• Hiérarchie de classe :
  • Relation transitive : si une classe A hérite d'une classe B qui hérite d'une classe C, alors la classe A hérite de la classe C.
  • Héritage multiple : plusieurs super classes
  • Structure en arbre ou en graphe orienté
• Restriction d'instanciation
  • Classe abstraite : non instanciable
  • Classe finale : non dérivable
    
• Protection (publique/privée):
  • Protégée
    • Restreint à la sous-hierarchie (le type de l'objet représente la racine de la hierarchie d'accès à l'attribut)
  • Publique
    • La racine de la hiérarchie est telle que toutes les classes peuvent accéder à l'attribut
• Problèmes :
  • Exposition de l'implémentation
  • Héritage de l'interface de liste
  • Héritage multiple : plusieurs classes mère
    • Ambiguïtés
    • Problème de performance
• Sous-classage :
  • Héritage d'implémentation (réutilisabilité du code)
  • Héritage d'interface (sémantique, sous-typage)
    Héritage d'implémentation => Héritage d'interface
• Sous-typage :
  Sous-entend que tout objet d'une classe peut être manipulé comme un objet d'une super-classe
• Héritage par restriction
  • Imposer des contraintes plus fortes dans la sous-classe que dans la super-classe
• Programmation différentielle
  • Hériter de manière additive au lieu de restrictive
  • Problème de mutation
• Ambiguïtés
  • Héritage en diamant = duplication ou non de la classe commune
    

Historique

• Smalltalk (1971 + 1980)
  • Alan Kay + Dan Ingalls
  • 1er langage POO
  • DynaBook 1972
• Simula (1962 + 1967)
  • Ole-Johan Dalh + Kristen Nygaard
  • Smalltalk
  • Origine du modèle de Hoare
  • Origine des mécanismes orienté objet

Actuellement :

• Standardisation
  • OMG (Object Management Group) : 1989
  • UML (Unified Modelling Language) : Modelisation graphique

Surcharge, Masquage, Ré-écriture

Surcharge	Masquage	Ré-écriture
Même nom, signature différente	Même nom, signature différente ou identique	Même nom, même signature
Méthodes statiques/dynamiques + fonctions + opérateurs	Méthodes statiques/dynamique	Méthodes "virtuelles"
Dispatch statique	Dispatch statique	Dispatch dynamique
Polymorphisme intra-classe	Polymorphisme inter-classe	Polymorphisme intra-hierarchique (inclusion)

Dispatch <=> Polymorphisme

Utilité

• Faire des choses un peu différemment
• Faire la même chose différemment
• Relation gène <-> allèle

Dispatch

• Statique => Optimisé, performant à la compilation
• Dynamique => Energivore, moins performant

Ré-écriture

• Satisfait la covariance sur son type de retour et la contravariance sur ses arguments

Langage	Propagation de la surcharge	Masquage ≠ Ré-écriture
Java	Oui	Méthodes statiques si même signature
C++	Non, par défaut	Méthodes statiques uniquement

Méthodes abstraites

Méthode abstraites => Classe abstraites

• Classe abstraite = Classe non-instanciable
• Déclarée sans implémentation initiale
• Implémentée dans les sous-classes
• Méthode abstraite = méthode "virtuelle pure"
  
  

Covariance et Contravariance

• Covariance
  • un type lié à une hiérarchie de classe est spécialisé dans le même sens que l'héritage
• Contravariance