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Programmation Orientée Objet en C++
       8ème Partie: Objets et Classes



               Fabio Hernandez
             Fabio.Hernandez@in2p3.fr
Vue d'Ensemble
   Notions de base
   Types, variables, opérateurs
   Contrôle d'exécution
   Fonctions
   Mémoire dynamique
   Qualité du logiciel
   Evolution du modèle objet
   Objets et classes
   Fonctions membres
   Classes génériques
   Héritage
   Polymorphisme
   Héritage multiple
   Entrée/sortie


POO en C++: Objets et Classes         197        © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Table des Matières

   Nature d'un Objet
   Nature d'une Classe
   Exemple: une classe simple
         abstraction
         définition de l'interface
         utilisation
         implémentation
         modification
         fonction membres
         contrôle d'accès
         initialisation/destruction
   Résumé

POO en C++: Objets et Classes           198          © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'un Objet

   Un objet représente une entité individuelle et identifiable,
   réelle ou abstraite, avec un rôle bien défini dans le domaine du
   problème
   Exemple: dans une usine de fabrication d'automobiles, on peut
   identifier des objets tels
         moteur
         châssis
         volant
         système électrique
         processus de montage
   Des objets peuvent être tangibles, mais peuvent ne pas avoir
   une frontière physique très bien définie (rivière, des nuages, ...)

POO en C++: Objets et Classes          199          © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'un Objet (suite)

   Caractéristiques d'un objet
         Etat
         Comportement
         Identité
   Etat
         un attribut est une caractéristique, qualité ou trait intrinsèque qui
         contribue à faire unique un objet
         l'état d'un objet comprend les propriétés statiques (attributs) et les
         valeurs de ces attributs
         les valeurs des attributs peuvent être statiques ou dynamiques
         du fait d'avoir un état, un objet occupe un espace dans le monde
         physique et dans la mémoire de l'ordinateur
         exemple: les attributs de l'objet point en deux dimensions sont les
         coordonnées x et y


POO en C++: Objets et Classes          200                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'un Objet (suite)

   Comportement
         façon d'agir et de réagir d'un objet comme conséquence des
         changements d'état et des opérations effectuées sur lui
         représente l'activité de l'objet vue de l'extérieur
         si on regarde un objet comme un serveur, son comportement est
         l'ensemble des services offerts par lui à ses clients
         exemple: un point peut être déplacé, tourné autour d'un autre point, etc.
         le comportement dépend de l'état de l'objet et de l'opération
         effectuée sur lui
         l'état d'un objet représente le résultat cumulé de son comportement
   Identité
         propriété d'un objet qui permet de le distinguer des autres objets de la
         même classe


POO en C++: Objets et Classes           201                 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'une Classe

   Les notions de classe et d ’objet sont étroitement liées
   Une classe est un ensemble d'objets qui partagent une
   structure et un comportement communs
   Une classe est seulement une abstraction
   Un objet est une instance (entité concrète) d'une classe en
   temps d'exécution
   On peut voir la classe comme un moule pour la fabrication
   d'objets
   Les objets fabriqués avec le même moule partagent structure
   et comportement



POO en C++: Objets et Classes           202           © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'une Classe (suite)

   Deux vues d'une classe
         interface
         implémentation
   Interface
         vue externe abstraite d'une classe
         liste de services offerts par les instances de la classe (contrat)
         une opération non spécifiée dans l'interface d'une classe ne peut être
         appliquée sur une instance (objet) de cette classe
         cache la structure interne de la classe (encapsulation)
         réponse à la question quoi
         contenue dans un fichier d'entête (.h)




POO en C++: Objets et Classes          203                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Nature d'une Classe (suite)

   Implémentation
         vue interne d'une classe
         comprend les secrets (détails internes) de son comportement
         l'implémentation d'une classe est constituée de l'implémentation de
         chacune des opérations définies dans son interface
         réponse à la question comment
         contenue dans un fichier d'implémentation (.cpp)




POO en C++: Objets et Classes          204                 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Exemple: classe Point

   Ecriture en C++ d'une classe (interface et implémentation)
   représentant la notion d'un point en deux dimensions



                                    y


                                        ρ

                                            θ

                                    O             x




POO en C++: Objets et Classes               205         © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point: abstraction

   Quels sont les attributs d'un point qui nous intéressent?
         la coordonnée x
         la coordonnée y
         la distance à l'origine (ρ)
         l'angle par rapport à l'horizontale (θ)
   Quelles sont les opérations applicables sur un point qui nous
   intéressent ?
         translation
         rotation autour de l'origine
         ...




POO en C++: Objets et Classes            206       © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : interface

   Définition (incomplète) de l'interface de la classe Point
   Fichier Point.h

           class Point {         // Not yet finished !!!
           public:
              float getX();    // returns the x coordinate
              float getY();    // returns the y coordinate
              float rho();     // returns the distance to the origin
              float theta();   // returns the angle to the
                               // horizontal axis
                void translate(float horizontal, float vertical);
                void rotate(float angle);
           };

POO en C++: Objets et Classes        207             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : interface (suite)

   getX, getY, rho, theta, translate et rotate sont des
   méthodes (services) fournies par toutes les instances de la
   classe Point
   getX, getY, rho et theta retournent une valeur de type
   float
   translate et rotate ne retournent rien
   translate et rotate ont besoin d'information supplémentaire
   pour accomplir leur mission
         un déplacement horizontal et vertical, dans le cas de translate
         un angle, dans le cas de rotate
   Y a-t-il des similarités avec la déclaration des fonctions,
   étudiée précédemment?
   Le mot clé public sert à contrôler l'accès aux méthodes de la
   classe. Plus d'informations à ce propos plus tard.
POO en C++: Objets et Classes         208                 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : utilisation

   Comment utiliser les services offerts par les objets de la classe
   Point?
         il faut définir un objet de cette classe et ensuite...
         lui envoyer un message indiquant le service que l'on demande
   La définition de l'objet est faite de la même façon que la
   définition des objets des types primitifs
           int count;
           Point p;
   Pour envoyer le message indiquant le service demandé on utilise
   la notation
                                             service demandé

     objet destinataire         p.rotate(45.0);
        du message
                                                          argument(s) du service
POO en C++: Objets et Classes          209                     © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : utilisation (suite)

   Utilisation d'objets de la classe Point (fichier main.cpp)
           #include <iostream>
                                                      inclusion du fichier
           #include "Point.h"                             qui contient
                                                           l'interface
           void main()
                                                          de la classe
           {
              // Instantiate a Point object
              Point p;


                // Show its coordinates
                cout << "p is ("
                     << p.getX() << ',' << p.getY()
                     << ')' << endl;

POO en C++: Objets et Classes       210                © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : utilisation (suite)
                // Show its angle
                cout << "The angle theta of p is: " << p.theta()
                     << endl;

                // Let's translate p
                p.translate(10.0, 20.0);

              // Show again its coordinates, after the translation
              cout << "p is now (" << p.getX() << ',' << p.getY()
                   << ')'<< endl;
           } // main




POO en C++: Objets et Classes       211            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : utilisation (suite)

   Lors de l'exécution de ce programme, il devrait s'afficher à
   l'écran
           p is (0.0,0.0)
           The angle theta of p is: 0.0
           p is now (10.0,20.0)




POO en C++: Objets et Classes     212            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : utilisation (suite)

   La définition de pointeurs aux objets d'une classe se fait de la
   même façon que celle des pointeurs aux objets des types
   primitifs
           int* anIntPointer;
           Point* aPointPointer;
   L'allocation de mémoire se fait à l'aide de l'opérateur new
           anIntPointer = new int;
           aPointPointer = new Point;
   L'envoi de messages, à l'aide de l'opérateur ->
           aPointPointer->translate(10.0, 20.0);
   La désallocation, à l'aide de l'opérateur delete
           delete aPointPointer;


POO en C++: Objets et Classes      213             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation

   Comment implémenter chacun des services spécifiés dans le
   contrat (interface de la classe) ?
   Tout d'abord, il faut déterminer les attributs qui constitueront
   l'état d'un point, dans la perspective de notre abstraction
   Nous allons représenter un point comme un couple (x,y)
   Chacune des coordonnées est une valeur de type float
   Les attributs représentant les coordonnées x et y s'appelleront
   x_ et y_ respectivement
   Le caractère souligné de x_ et y_ est une convention de style
   Les attributs x_ et y_ sont appelés les données membres, par
   opposition aux fonctions membres ( getX, getY, rho, theta,
   translate, rotate) de la classe
POO en C++: Objets et Classes   214              © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)
           class Point {              // Not yet finished !!!

           public:
              float        getX();
                               // returns the x coordinate
              float        getY();
                               // returns the y coordinate
              float        rho();
                               // returns the distance to the origin
              float        theta();
                               // returns the angle to the
                               // horizontal axis
                void translate(float horizontal, float vertical);
                void rotate(float angle);

                float x_;             // x coordinate
                float y_;             // y coordinate
           };


POO en C++: Objets et Classes              215            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   Notation quasi UML (Unified Modeling Language)
          http://www.rational.com/uml

                                Point         Nom de la classe
                                              Nom de la classe
           x_: float
           y_: float                             Attributs
                                                 Attributs

           getX: float
           getY: float
           rho: float
           theta: float                         Opérations
                                                Opérations
           translate: void
           rotate: void


POO en C++: Objets et Classes           216      © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   En temps d'exécution
           // Create a point object
           Point p1;

            p1: Point
          x_ = 0.0
          y_ = 0.0


         // Create another point object
         Point p2;                                 Deux instances
                                                    Deux instances
                                                   différentes de la même
                                                    différentes de la même
           p1: Point             p2: Point         classe Point,,avec les
                                                    classe Point avec les
         x_ = 0.0               x_ = 0.0           mêmes valeurs dans leurs
                                                    mêmes valeurs dans leurs
         y_ = 0.0               y_ = 0.0           attributs
                                                    attributs

POO en C++: Objets et Classes                217        © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   En temps d'exécution (suite)
            // Translate p1
            p1.translate(34.5, 18.8);
           p1: Point             p2: Point
          x_ = 34.5             x_ = 0.0
          y_ = 18.8             y_ = 0.0


         // Now translate p2
         p2.translate(-10.0, 20.0);

           p1: Point             p2: Point
          x_ = 34.5             x_ = -10.0
          y_ = 18.8             y_ = 20.0

POO en C++: Objets et Classes                218   © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   Et si on utilise des pointeurs
           // Create a point pointer
           Point* p1 = new Point;
              p1
                                   :Point
                                x_ = 0.0
                                y_ = 0.0

          // Create another pointer
          Point* p2 = p1;                         Une seule instance
                                                   Une seule instance
            p1                      p2            de la même classe
                                                   de la même classe
                                  :Point          Point,,référencée
                                                   Point référencée
                                x_ = 0.0          par deux pointeurs
                                                   par deux pointeurs
                                y_ = 0.0          différents
                                                   différents
POO en C++: Objets et Classes               219   © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   Et si on utilise des pointeurs (suite)
            // Translate the point pointed to by p1
            p1->translate(34.5, 18.8);

            p1                            p2
                                :Point
                            x_ = 34.5
                            y_ = 18.8

         // Now translate the point pointed to by p2
         p2->translate(-10.0, 20.0);
           p1                     p2
                                :Point
                            x_ = 24.5
                            y_ = 38.8

POO en C++: Objets et Classes            220      © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Classe Point : implémentation (suite)

   Nous pouvons maintenant implémenter chacune des fonctions
   membres de la classe
   L'implémentation de ces fonctions sera écrite dans un fichier
   de type .cpp
   Nous créons ainsi le fichier Point.cpp




POO en C++: Objets et Classes   221             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fichier Point.cpp
           ///////////////////////////////////////////////////////
           // File: Point.cpp
           // Description: implementation of the Point class
           ///////////////////////////////////////////////////////

           #include "Point.h"
           #include <math.h>           // we need sin(), cos(), sqrt()

           float Point::getX()
           {
              return x_;
           }

           float Point::getY()
           {
              return y_;
           }

POO en C++: Objets et Classes          222            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fichier Point.cpp (suite)
           float Point::rho()
           {
              return sqrt(x_*x_ + y_*y_);
           }

           float Point::theta()
           {
              return atan2(y_, x_);
           }




POO en C++: Objets et Classes      223         © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fichier Point.cpp (suite)
           void Point::translate(float horizontal, float vertical)
           {
              x_ += horizontal;
              y_ += vertical;
           }

           void Point::rotate(float angle)              Une fonction
                                                         Une fonction
           {                                            membre peut en
                                                         membre peut en
              float currentRho = rho();                 appeler d'autres
                                                         appeler d'autres
              float newTheta = theta() + angle;         de la même
                                                         de la même
                x_ = currentRho * cos(newTheta);        classe
                                                         classe
                y_ = currentRho * sin(newTheta);
           }




POO en C++: Objets et Classes      224             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès

   Le mot clé public dans l'interface de la classe Point établit
         pour un service (fonction membre), qu'il est utilisable par n'importe quel
         objet client
         pour un attribut (donnée membre), qu'il est accessible (y compris pour le
         modifier) depuis n'importe quel autre objet
   En particulier, nous pourrions faire

           // Instantiate a Point object
           Point p;

           // WARNING: its x attribute can be modified!!!!
           p.x_ = 47.0;



POO en C++: Objets et Classes           225                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)

   L'accès public n'est pas souhaitable principalement pour les
   attributs de la classe
   Les données membres d'une classe font partie des secrets de
   l'implémentation et ne devraient donc pas être accessibles en
   dehors de l'objet
   Nous devrions pouvoir encapsuler ces attributs de façon à ce
   que les clients de la classe ne puissent pas y accéder
   directement
   C++ offre plusieurs niveaux pour contrôler l'accès aux
   fonctions/données membres
         public
         protégé
         privé
POO en C++: Objets et Classes         226          © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)

   Accès public
         Mot clé public
         Les fonctions/données membres sont accessibles par tous les objets
   Accès protégé
         Mot clé protected
         Etroitement lié avec les mécanismes d'héritage
         L'accès est limité aux classes de la hiérarchie
         Plus de détails quand nous étudierons l'héritage
   Accès privé
         Mot clé private
         Les fonctions/données membres sont accessibles uniquement par les
         fonctions qui implémentent les services offerts par la classe, et pas de
         l'extérieur

POO en C++: Objets et Classes           227                 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)

   Il est nécessaire de modifier l'interface de la classe Point
           class Point {          // Not yet finished !!!
           public:
              float getX();    // returns the x coordinate
              float getY();    // returns the y coordinate
              float rho();     // returns the distance to the origin
              float theta();   // returns the angle to the
                               // horizontal axis
                void translate(float horizontal, float vertical);
                void rotate(float angle);
           private:
              float x_;           // x coordinate
              float y_;           // y coordinate
           };

POO en C++: Objets et Classes         228             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)

   Il est maintenant impossible d'accéder de l'extérieur aux
   attributs de la classe Point directement

            // Instantiate a Point object
            Point p;

            // Let's try to access the x_ attribute
            cout << "p.x_ = "
                 << p.x_ << endl; // Compilation ERROR:
                                   // the x_ attribute is
                                   // private!!!




POO en C++: Objets et Classes         229          © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)

   Notez qu'il n'est pas nécessaire de modifier l'implémentation
   des fonctions membres de la classe (rotate, translate,
   theta, rho, getX et getY)
   Toute fonction membre d'une classe peut accéder à tous les
   attributs et à toute autre fonction membre, y compris ceux
   privés, de la même classe
   C'est un mécanisme très puissant de la technologie objet. Il
   permet de
         séparer complètement interface et implémentation
         cacher les détails (secrets) de l'implémentation aux clients
         (encapsulation)
   Résultat: les modifications faites à l'implémentation de la
   classe n'ont aucun impact chez les clients


POO en C++: Objets et Classes          230                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Contrôle d'accès (suite)


                                 tr
                         te              an
                       a                      sla
                 rot                              t   e         Encapsulation ::pour
                                                                 Encapsulation pour
                                x_                              accéder aux données
                                                                 accéder aux données
                                                                membres de la classe, il
                                                                 membres de la classe, il
                                y_                              faut utiliser les services
                                                                 faut utiliser les services
            get




                                                  o
                                                                fournis par la classe
                                                rh
                                                                 fournis par la classe
                X




                     get
                         Y               h e ta
                                     t

                       Classe Point
POO en C++: Objets et Classes                             231            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres

   On peut différencier les fonctions membres d'une classe par
   rapport à leur mission
         gestion (comparaison, création/initialisation, destruction, copie, ...)
         modification de l'état
         consultation de l'état (attributs) de l'objet
         fonctions d'aide
         itération, pour les classes d'objets qui sont des conteneurs d'autres
         objets
   Dans notre implémentation de la classe Point
         getX(), getY(), rho() et theta() servent à consulter l'état de
         l'objet
         translate() et rotate() modifient l'état de l'objet
         il n'y a pas (encore) des fonctions membres de gestion ni d'aide

POO en C++: Objets et Classes           232                   © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)

   Si le contraire n'est pas explicitement spécifié, en C++ les
   fonctions membres sont des modificateurs potentiels de l'état
   de l'objet
   En conséquence, il est impossible de demander un service à un
   objet défini constant, si la fonction membre qui implémente le
   service ne l'est pas
           // Define a constant point
           const Point origin;

           // Retrieve the theta angle
           float angle = origin.theta();   //   Compilation ERROR:
                                           //   'origin' is constant
                                           //   and Point::theta()
                                           //   is not

POO en C++: Objets et Classes       233             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)
         d'après l'interface de la classe, la fonction membre theta() est un
         modificateur potentiel de l'état de l'objet origin
         ceci est incompatible avec le fait que origin est constant
   Il faut modifier légèrement l'interface de la classe Point
   pour informer le compilateur que Point::theta() ne modifie
   pas l'état des objets de sa classe
   Il suffit d'ajouter le mot clé const à la déclaration de la
   fonction membre




POO en C++: Objets et Classes          234                 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)

   Modification de l'interface de la classe Point (fichier
   Point.h)
           class Point {        // Not yet finished !!!
           public:

                // Modifiers
                void translate(float horizontal, float vertical);
                void rotate(float angle);

                // Selectors
                float getX() const;          // x coordinate
                float getY() const;          // y coordinate



POO en C++: Objets et Classes          235                © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)

                float rho() const;   // distance to the origin
                float theta() const; // angle to the
                                     // horizontal axis

           private:

                // Data members
                float x_;      // Cartesian coordinates
                float y_;
           };




POO en C++: Objets et Classes       236            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)

   Modification de l'implémentation de la classe Point (fichier
   Point.cpp), pour refléter les changements dans l'interface

           ///////////////////////////////////////////////////////
           // File: Point.cpp
           // Description: implementation of the Point class
           ///////////////////////////////////////////////////////

           #include "Point.h"
           #include <math.h>        // we need sin(), cos(), sqrt()




POO en C++: Objets et Classes       237            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)
           ///////////////////////////////////////////////////////
           // Modifiers

           void Point::translate(float horizontal, float vertical)
           {
              x_ += horizontal;
              y_ += vertical;
           }

           void Point::rotate(float angle)
           {
              float currentRho = rho();
              float newTheta = theta() + angle;

                x_ = currentRho * cos(newTheta);
                y_ = currentRho * sin(newTheta);
           }

POO en C++: Objets et Classes       238            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)
           ///////////////////////////////////////////////////////
           // Selectors

           float Point::getX() const
           {
              return x_;
           }

           float Point::getY() const
           {
              return y_;
           }




POO en C++: Objets et Classes       239          © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres (suite)

           float Point::rho() const
           {
              return sqrt(x_*x_ + y_*y_);
           }
           float Point::theta() const
           {
              return atan2(y_, x_);
           }




POO en C++: Objets et Classes       240         © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation

   Comme pour les types primitifs, lors de la définition d'un objet
   le compilateur doit
         réserver une quantité de mémoire suffisante pour stocker l'objet
         donner une valeur initiale à l'objet
   Initialiser un objet composé de plusieurs données membres
   (comme un objet de la classe Point) se traduit par donner une
   valeur initiale à chacune d'elles
   Le compilateur fournit une fonction d'initialisation par défaut
   pour chaque classe
   Appelée implicitement lors
         de la définition d'un objet
          Point p;


POO en C++: Objets et Classes          241                © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)
         de l'allocation d'un objet via l'opérateur new
          Point* pointPointer = new Point;
   Dans notre exemple de classe Point, cette fonction donne une
   valeur initiale aux atributs x_ et y_ (probablement zéro)
   C++ offre au programmeur la possibilité de définir sa propre
   méthode d'initialisation
   Cette méthode d'initialisation est appelée le constructeur
   Un constructeur est une fonction membre comme les autres,
   avec deux caractéristiques particulières
         il porte le même nom que la classe
         il n'a pas un type de valeur de retour, même pas void
   Ajoutons le constructeur à la classe Point

POO en C++: Objets et Classes           242                © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)
           class Point {
           public:
              // Constructor
              Point();

                // Modifiers
                ...

                // Selectors
                ...

           private:
              // Data members
              ...
           };
POO en C++: Objets et Classes   243   © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)

   Le fichier Point.cpp doit être modifié pour ajouter
   l'implémentation du constructeur

           ///////////////////////////////////////////////////////
           // Constructor

           Point::Point()
           {
              x_ = 0.0;
              y_ = 0.0;
           }




POO en C++: Objets et Classes    244             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)

   C++ permet de définir plusieurs constructeurs différents pour
   la même classe
   Leur signatures doivent être différentes
   Nous pourrions ajouter à notre classe Point un constructeur
   afin de pouvoir créer un objet et spécifier les valeurs initiales
   des coordonées
         l'implémentation de la classe Point ne nous permet pas de faire cela
         directement, mais en deux étapes
          // Create the point object
          Point p; // p is (0.0, 0.0)

           // Translate it
           p.translate(45.0, 80.0);

POO en C++: Objets et Classes          245                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)
           class Point {
           public:
              // Constructors
              Point();
              Point(float initialX, float initialY);

                // Modifiers
                ...

                // Selectors
                ...
           private:
              // Data members
              ...
           };
POO en C++: Objets et Classes    246             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)

   La classe Point offre maintenant deux possibilités de création
   d'objets

           // Create a point at (45.0, 80.0)
           Point p(45.0, 80.0); // calls Point::Point(float,float)

           // Create a point at (0.0, 0.0)
           Point origin;   // calls Point::Point()

           // Create a point at (5.0, 10.0) in the heap
           Point* pointPointer = new Point(5.0, 10.0);




POO en C++: Objets et Classes    247             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonctions Membres d'Initialisation (suite)

   Le fichier Point.cpp contiendra l'implémentation du nouveau
   constructeur

           ///////////////////////////////////////////////////////
           // Constructors
           Point::Point()       // Default constructor
           {
              x_ = 0.0;
              y_ = 0.0;
           }

           Point::Point(float initialX, float initialY)
           {
              x_ = initialX;
              y_ = initialY;
           }

POO en C++: Objets et Classes         248                © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonction Membre de Destruction

   La fonction membre de destruction est appelée quand
         un objet créé dans la pile d'exécution sort du contexte (fin de bloc ou
         fin de fonction par exemple)
         un objet créé dans le tas est explicitement détruit avec l'opérateur
         delete
   Comme pour les constructeurs, le compilateur fournit un
   destructeur par défaut
   Le destructeur est utile pour libérer les ressources acquis lors
   de la création/modification de l'objet
         libération de mémoire
         fermeture des fichiers
         libération de verrous
         ...

POO en C++: Objets et Classes          249                  © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonction Membre de Destruction (suite)

   Une classe ne peut avoir qu'un seul destructeur
   Le destructeur porte le nom de la classe précédé du caractère
   ~ (tilda)
   Comme pour les constructeurs, le destructeur n'a pas de type
   de valeur retour
   A la différence des constructeurs, le destructeur n'accepte
   pas de paramètres




POO en C++: Objets et Classes   250            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonction Membre de Destruction (suite)
           class Point {
           public:
              // Constructors/Destructor
              Point();
              Point(float initialX, float initialY);
              ~Point();

                // Modifiers
                ...
              // Selectors
              ...
           private:
              // Data members
              ...
           };
POO en C++: Objets et Classes     251            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Fonction Membre de Destruction (suite)

   Le fichier Point.cpp contiendra l'implémentation du
   destructeur

           ///////////////////////////////////////////////////////
           // Destructor
           Point::~Point()
           {
              // Nothing to be done
           }




POO en C++: Objets et Classes    252             © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Organisation des Fichiers Source

                       Point.h                 Point.cpp
                                       #include <math.h>
                                        #include <math.h>
        #if !defined(POINT_H)
         #if !defined(POINT_H)         #include "Point.h"
                                        #include "Point.h"
        #define POINT_H
         #define POINT_H
                                       Point::Point()
                                        Point::Point()
                                       {{
        class Point {
         class Point {                    x_ = 0.0;
                                           x_ = 0.0;
        public:
         public:                          y_ = 0.0;
                                           y_ = 0.0;
            Point();                   }}
             Point();
            ~Point();
             ~Point();
            ……                         Point::~Point()
                                        Point::~Point()
             ……                        {
        private:                        {
         private:                      }}
           float x_;
            float x_;
           float y_;
            float y_;                  Point::getX()
                                        Point::getX()
        };                             {{
         };                               return x_;
                                           return x_;
                                       }}
        #endif // POINT_H
         #endif // POINT_H             ……
                                        ……


POO en C++: Objets et Classes    253               © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Exercices

   Ajouter une fonction membre pour comparer deux objets de la
   classe Point et déterminer s'ils sont identiques
   Ajouter une fonction membre pour copier un objet de la classe
   Point dans un autre
   Ajouter un troisième constructeur (appelé constructeur de
   copie) pour construire un objet de la classe Point à partir d'un
   objet de la classe Point passé comme argument
   Ajouter une fonction membre pour modifier les valeurs des
   coordonnées (x et/ou y) d'un objet de la classe Point
   Quelles modifications faut-il faire si l'on veut représenter un
   Point en coordonnées polaires et non pas cartésiennes et ce
   sans impacter les clients de la classe?

POO en C++: Objets et Classes      254           © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
Résumé

   La classe est un moule pour construire des entités qui partagent
   structure et comportement
   L'interface et l'implémentation d'une classe sont clairement
   identifiées
   L'interface d'une classe est un contrat vis-à-vis des clients
   L'objet est la structure dynamique d'un programme
   Les objets collaborent (échangent des messages) pour résoudre
   le problème en question
   Un objet est constitué d'attributs (structure) et de fonctions
   membres (comportement)
   L'accès aux données et aux fonctions membres peut être
   contrôlé et vérifié en temps de compilation
POO en C++: Objets et Classes     255            © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ

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Partie 8: Objets et Classes — Programmation orientée objet en C++

  • 1. Programmation Orientée Objet en C++ 8ème Partie: Objets et Classes Fabio Hernandez Fabio.Hernandez@in2p3.fr
  • 2. Vue d'Ensemble Notions de base Types, variables, opérateurs Contrôle d'exécution Fonctions Mémoire dynamique Qualité du logiciel Evolution du modèle objet Objets et classes Fonctions membres Classes génériques Héritage Polymorphisme Héritage multiple Entrée/sortie POO en C++: Objets et Classes 197 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 3. Table des Matières Nature d'un Objet Nature d'une Classe Exemple: une classe simple abstraction définition de l'interface utilisation implémentation modification fonction membres contrôle d'accès initialisation/destruction Résumé POO en C++: Objets et Classes 198 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 4. Nature d'un Objet Un objet représente une entité individuelle et identifiable, réelle ou abstraite, avec un rôle bien défini dans le domaine du problème Exemple: dans une usine de fabrication d'automobiles, on peut identifier des objets tels moteur châssis volant système électrique processus de montage Des objets peuvent être tangibles, mais peuvent ne pas avoir une frontière physique très bien définie (rivière, des nuages, ...) POO en C++: Objets et Classes 199 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 5. Nature d'un Objet (suite) Caractéristiques d'un objet Etat Comportement Identité Etat un attribut est une caractéristique, qualité ou trait intrinsèque qui contribue à faire unique un objet l'état d'un objet comprend les propriétés statiques (attributs) et les valeurs de ces attributs les valeurs des attributs peuvent être statiques ou dynamiques du fait d'avoir un état, un objet occupe un espace dans le monde physique et dans la mémoire de l'ordinateur exemple: les attributs de l'objet point en deux dimensions sont les coordonnées x et y POO en C++: Objets et Classes 200 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 6. Nature d'un Objet (suite) Comportement façon d'agir et de réagir d'un objet comme conséquence des changements d'état et des opérations effectuées sur lui représente l'activité de l'objet vue de l'extérieur si on regarde un objet comme un serveur, son comportement est l'ensemble des services offerts par lui à ses clients exemple: un point peut être déplacé, tourné autour d'un autre point, etc. le comportement dépend de l'état de l'objet et de l'opération effectuée sur lui l'état d'un objet représente le résultat cumulé de son comportement Identité propriété d'un objet qui permet de le distinguer des autres objets de la même classe POO en C++: Objets et Classes 201 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 7. Nature d'une Classe Les notions de classe et d ’objet sont étroitement liées Une classe est un ensemble d'objets qui partagent une structure et un comportement communs Une classe est seulement une abstraction Un objet est une instance (entité concrète) d'une classe en temps d'exécution On peut voir la classe comme un moule pour la fabrication d'objets Les objets fabriqués avec le même moule partagent structure et comportement POO en C++: Objets et Classes 202 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 8. Nature d'une Classe (suite) Deux vues d'une classe interface implémentation Interface vue externe abstraite d'une classe liste de services offerts par les instances de la classe (contrat) une opération non spécifiée dans l'interface d'une classe ne peut être appliquée sur une instance (objet) de cette classe cache la structure interne de la classe (encapsulation) réponse à la question quoi contenue dans un fichier d'entête (.h) POO en C++: Objets et Classes 203 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 9. Nature d'une Classe (suite) Implémentation vue interne d'une classe comprend les secrets (détails internes) de son comportement l'implémentation d'une classe est constituée de l'implémentation de chacune des opérations définies dans son interface réponse à la question comment contenue dans un fichier d'implémentation (.cpp) POO en C++: Objets et Classes 204 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 10. Exemple: classe Point Ecriture en C++ d'une classe (interface et implémentation) représentant la notion d'un point en deux dimensions y ρ θ O x POO en C++: Objets et Classes 205 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 11. Classe Point: abstraction Quels sont les attributs d'un point qui nous intéressent? la coordonnée x la coordonnée y la distance à l'origine (ρ) l'angle par rapport à l'horizontale (θ) Quelles sont les opérations applicables sur un point qui nous intéressent ? translation rotation autour de l'origine ... POO en C++: Objets et Classes 206 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 12. Classe Point : interface Définition (incomplète) de l'interface de la classe Point Fichier Point.h class Point { // Not yet finished !!! public: float getX(); // returns the x coordinate float getY(); // returns the y coordinate float rho(); // returns the distance to the origin float theta(); // returns the angle to the // horizontal axis void translate(float horizontal, float vertical); void rotate(float angle); }; POO en C++: Objets et Classes 207 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 13. Classe Point : interface (suite) getX, getY, rho, theta, translate et rotate sont des méthodes (services) fournies par toutes les instances de la classe Point getX, getY, rho et theta retournent une valeur de type float translate et rotate ne retournent rien translate et rotate ont besoin d'information supplémentaire pour accomplir leur mission un déplacement horizontal et vertical, dans le cas de translate un angle, dans le cas de rotate Y a-t-il des similarités avec la déclaration des fonctions, étudiée précédemment? Le mot clé public sert à contrôler l'accès aux méthodes de la classe. Plus d'informations à ce propos plus tard. POO en C++: Objets et Classes 208 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 14. Classe Point : utilisation Comment utiliser les services offerts par les objets de la classe Point? il faut définir un objet de cette classe et ensuite... lui envoyer un message indiquant le service que l'on demande La définition de l'objet est faite de la même façon que la définition des objets des types primitifs int count; Point p; Pour envoyer le message indiquant le service demandé on utilise la notation service demandé objet destinataire p.rotate(45.0); du message argument(s) du service POO en C++: Objets et Classes 209 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 15. Classe Point : utilisation (suite) Utilisation d'objets de la classe Point (fichier main.cpp) #include <iostream> inclusion du fichier #include "Point.h" qui contient l'interface void main() de la classe { // Instantiate a Point object Point p; // Show its coordinates cout << "p is (" << p.getX() << ',' << p.getY() << ')' << endl; POO en C++: Objets et Classes 210 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 16. Classe Point : utilisation (suite) // Show its angle cout << "The angle theta of p is: " << p.theta() << endl; // Let's translate p p.translate(10.0, 20.0); // Show again its coordinates, after the translation cout << "p is now (" << p.getX() << ',' << p.getY() << ')'<< endl; } // main POO en C++: Objets et Classes 211 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 17. Classe Point : utilisation (suite) Lors de l'exécution de ce programme, il devrait s'afficher à l'écran p is (0.0,0.0) The angle theta of p is: 0.0 p is now (10.0,20.0) POO en C++: Objets et Classes 212 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 18. Classe Point : utilisation (suite) La définition de pointeurs aux objets d'une classe se fait de la même façon que celle des pointeurs aux objets des types primitifs int* anIntPointer; Point* aPointPointer; L'allocation de mémoire se fait à l'aide de l'opérateur new anIntPointer = new int; aPointPointer = new Point; L'envoi de messages, à l'aide de l'opérateur -> aPointPointer->translate(10.0, 20.0); La désallocation, à l'aide de l'opérateur delete delete aPointPointer; POO en C++: Objets et Classes 213 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 19. Classe Point : implémentation Comment implémenter chacun des services spécifiés dans le contrat (interface de la classe) ? Tout d'abord, il faut déterminer les attributs qui constitueront l'état d'un point, dans la perspective de notre abstraction Nous allons représenter un point comme un couple (x,y) Chacune des coordonnées est une valeur de type float Les attributs représentant les coordonnées x et y s'appelleront x_ et y_ respectivement Le caractère souligné de x_ et y_ est une convention de style Les attributs x_ et y_ sont appelés les données membres, par opposition aux fonctions membres ( getX, getY, rho, theta, translate, rotate) de la classe POO en C++: Objets et Classes 214 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 20. Classe Point : implémentation (suite) class Point { // Not yet finished !!! public: float getX(); // returns the x coordinate float getY(); // returns the y coordinate float rho(); // returns the distance to the origin float theta(); // returns the angle to the // horizontal axis void translate(float horizontal, float vertical); void rotate(float angle); float x_; // x coordinate float y_; // y coordinate }; POO en C++: Objets et Classes 215 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 21. Classe Point : implémentation (suite) Notation quasi UML (Unified Modeling Language) http://www.rational.com/uml Point Nom de la classe Nom de la classe x_: float y_: float Attributs Attributs getX: float getY: float rho: float theta: float Opérations Opérations translate: void rotate: void POO en C++: Objets et Classes 216 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 22. Classe Point : implémentation (suite) En temps d'exécution // Create a point object Point p1; p1: Point x_ = 0.0 y_ = 0.0 // Create another point object Point p2; Deux instances Deux instances différentes de la même différentes de la même p1: Point p2: Point classe Point,,avec les classe Point avec les x_ = 0.0 x_ = 0.0 mêmes valeurs dans leurs mêmes valeurs dans leurs y_ = 0.0 y_ = 0.0 attributs attributs POO en C++: Objets et Classes 217 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 23. Classe Point : implémentation (suite) En temps d'exécution (suite) // Translate p1 p1.translate(34.5, 18.8); p1: Point p2: Point x_ = 34.5 x_ = 0.0 y_ = 18.8 y_ = 0.0 // Now translate p2 p2.translate(-10.0, 20.0); p1: Point p2: Point x_ = 34.5 x_ = -10.0 y_ = 18.8 y_ = 20.0 POO en C++: Objets et Classes 218 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 24. Classe Point : implémentation (suite) Et si on utilise des pointeurs // Create a point pointer Point* p1 = new Point; p1 :Point x_ = 0.0 y_ = 0.0 // Create another pointer Point* p2 = p1; Une seule instance Une seule instance p1 p2 de la même classe de la même classe :Point Point,,référencée Point référencée x_ = 0.0 par deux pointeurs par deux pointeurs y_ = 0.0 différents différents POO en C++: Objets et Classes 219 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 25. Classe Point : implémentation (suite) Et si on utilise des pointeurs (suite) // Translate the point pointed to by p1 p1->translate(34.5, 18.8); p1 p2 :Point x_ = 34.5 y_ = 18.8 // Now translate the point pointed to by p2 p2->translate(-10.0, 20.0); p1 p2 :Point x_ = 24.5 y_ = 38.8 POO en C++: Objets et Classes 220 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 26. Classe Point : implémentation (suite) Nous pouvons maintenant implémenter chacune des fonctions membres de la classe L'implémentation de ces fonctions sera écrite dans un fichier de type .cpp Nous créons ainsi le fichier Point.cpp POO en C++: Objets et Classes 221 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 27. Fichier Point.cpp /////////////////////////////////////////////////////// // File: Point.cpp // Description: implementation of the Point class /////////////////////////////////////////////////////// #include "Point.h" #include <math.h> // we need sin(), cos(), sqrt() float Point::getX() { return x_; } float Point::getY() { return y_; } POO en C++: Objets et Classes 222 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 28. Fichier Point.cpp (suite) float Point::rho() { return sqrt(x_*x_ + y_*y_); } float Point::theta() { return atan2(y_, x_); } POO en C++: Objets et Classes 223 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 29. Fichier Point.cpp (suite) void Point::translate(float horizontal, float vertical) { x_ += horizontal; y_ += vertical; } void Point::rotate(float angle) Une fonction Une fonction { membre peut en membre peut en float currentRho = rho(); appeler d'autres appeler d'autres float newTheta = theta() + angle; de la même de la même x_ = currentRho * cos(newTheta); classe classe y_ = currentRho * sin(newTheta); } POO en C++: Objets et Classes 224 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 30. Contrôle d'accès Le mot clé public dans l'interface de la classe Point établit pour un service (fonction membre), qu'il est utilisable par n'importe quel objet client pour un attribut (donnée membre), qu'il est accessible (y compris pour le modifier) depuis n'importe quel autre objet En particulier, nous pourrions faire // Instantiate a Point object Point p; // WARNING: its x attribute can be modified!!!! p.x_ = 47.0; POO en C++: Objets et Classes 225 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 31. Contrôle d'accès (suite) L'accès public n'est pas souhaitable principalement pour les attributs de la classe Les données membres d'une classe font partie des secrets de l'implémentation et ne devraient donc pas être accessibles en dehors de l'objet Nous devrions pouvoir encapsuler ces attributs de façon à ce que les clients de la classe ne puissent pas y accéder directement C++ offre plusieurs niveaux pour contrôler l'accès aux fonctions/données membres public protégé privé POO en C++: Objets et Classes 226 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 32. Contrôle d'accès (suite) Accès public Mot clé public Les fonctions/données membres sont accessibles par tous les objets Accès protégé Mot clé protected Etroitement lié avec les mécanismes d'héritage L'accès est limité aux classes de la hiérarchie Plus de détails quand nous étudierons l'héritage Accès privé Mot clé private Les fonctions/données membres sont accessibles uniquement par les fonctions qui implémentent les services offerts par la classe, et pas de l'extérieur POO en C++: Objets et Classes 227 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 33. Contrôle d'accès (suite) Il est nécessaire de modifier l'interface de la classe Point class Point { // Not yet finished !!! public: float getX(); // returns the x coordinate float getY(); // returns the y coordinate float rho(); // returns the distance to the origin float theta(); // returns the angle to the // horizontal axis void translate(float horizontal, float vertical); void rotate(float angle); private: float x_; // x coordinate float y_; // y coordinate }; POO en C++: Objets et Classes 228 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 34. Contrôle d'accès (suite) Il est maintenant impossible d'accéder de l'extérieur aux attributs de la classe Point directement // Instantiate a Point object Point p; // Let's try to access the x_ attribute cout << "p.x_ = " << p.x_ << endl; // Compilation ERROR: // the x_ attribute is // private!!! POO en C++: Objets et Classes 229 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 35. Contrôle d'accès (suite) Notez qu'il n'est pas nécessaire de modifier l'implémentation des fonctions membres de la classe (rotate, translate, theta, rho, getX et getY) Toute fonction membre d'une classe peut accéder à tous les attributs et à toute autre fonction membre, y compris ceux privés, de la même classe C'est un mécanisme très puissant de la technologie objet. Il permet de séparer complètement interface et implémentation cacher les détails (secrets) de l'implémentation aux clients (encapsulation) Résultat: les modifications faites à l'implémentation de la classe n'ont aucun impact chez les clients POO en C++: Objets et Classes 230 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 36. Contrôle d'accès (suite) tr te an a sla rot t e Encapsulation ::pour Encapsulation pour x_ accéder aux données accéder aux données membres de la classe, il membres de la classe, il y_ faut utiliser les services faut utiliser les services get o fournis par la classe rh fournis par la classe X get Y h e ta t Classe Point POO en C++: Objets et Classes 231 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 37. Fonctions Membres On peut différencier les fonctions membres d'une classe par rapport à leur mission gestion (comparaison, création/initialisation, destruction, copie, ...) modification de l'état consultation de l'état (attributs) de l'objet fonctions d'aide itération, pour les classes d'objets qui sont des conteneurs d'autres objets Dans notre implémentation de la classe Point getX(), getY(), rho() et theta() servent à consulter l'état de l'objet translate() et rotate() modifient l'état de l'objet il n'y a pas (encore) des fonctions membres de gestion ni d'aide POO en C++: Objets et Classes 232 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 38. Fonctions Membres (suite) Si le contraire n'est pas explicitement spécifié, en C++ les fonctions membres sont des modificateurs potentiels de l'état de l'objet En conséquence, il est impossible de demander un service à un objet défini constant, si la fonction membre qui implémente le service ne l'est pas // Define a constant point const Point origin; // Retrieve the theta angle float angle = origin.theta(); // Compilation ERROR: // 'origin' is constant // and Point::theta() // is not POO en C++: Objets et Classes 233 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 39. Fonctions Membres (suite) d'après l'interface de la classe, la fonction membre theta() est un modificateur potentiel de l'état de l'objet origin ceci est incompatible avec le fait que origin est constant Il faut modifier légèrement l'interface de la classe Point pour informer le compilateur que Point::theta() ne modifie pas l'état des objets de sa classe Il suffit d'ajouter le mot clé const à la déclaration de la fonction membre POO en C++: Objets et Classes 234 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 40. Fonctions Membres (suite) Modification de l'interface de la classe Point (fichier Point.h) class Point { // Not yet finished !!! public: // Modifiers void translate(float horizontal, float vertical); void rotate(float angle); // Selectors float getX() const; // x coordinate float getY() const; // y coordinate POO en C++: Objets et Classes 235 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 41. Fonctions Membres (suite) float rho() const; // distance to the origin float theta() const; // angle to the // horizontal axis private: // Data members float x_; // Cartesian coordinates float y_; }; POO en C++: Objets et Classes 236 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 42. Fonctions Membres (suite) Modification de l'implémentation de la classe Point (fichier Point.cpp), pour refléter les changements dans l'interface /////////////////////////////////////////////////////// // File: Point.cpp // Description: implementation of the Point class /////////////////////////////////////////////////////// #include "Point.h" #include <math.h> // we need sin(), cos(), sqrt() POO en C++: Objets et Classes 237 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 43. Fonctions Membres (suite) /////////////////////////////////////////////////////// // Modifiers void Point::translate(float horizontal, float vertical) { x_ += horizontal; y_ += vertical; } void Point::rotate(float angle) { float currentRho = rho(); float newTheta = theta() + angle; x_ = currentRho * cos(newTheta); y_ = currentRho * sin(newTheta); } POO en C++: Objets et Classes 238 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 44. Fonctions Membres (suite) /////////////////////////////////////////////////////// // Selectors float Point::getX() const { return x_; } float Point::getY() const { return y_; } POO en C++: Objets et Classes 239 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 45. Fonctions Membres (suite) float Point::rho() const { return sqrt(x_*x_ + y_*y_); } float Point::theta() const { return atan2(y_, x_); } POO en C++: Objets et Classes 240 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 46. Fonctions Membres d'Initialisation Comme pour les types primitifs, lors de la définition d'un objet le compilateur doit réserver une quantité de mémoire suffisante pour stocker l'objet donner une valeur initiale à l'objet Initialiser un objet composé de plusieurs données membres (comme un objet de la classe Point) se traduit par donner une valeur initiale à chacune d'elles Le compilateur fournit une fonction d'initialisation par défaut pour chaque classe Appelée implicitement lors de la définition d'un objet Point p; POO en C++: Objets et Classes 241 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 47. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) de l'allocation d'un objet via l'opérateur new Point* pointPointer = new Point; Dans notre exemple de classe Point, cette fonction donne une valeur initiale aux atributs x_ et y_ (probablement zéro) C++ offre au programmeur la possibilité de définir sa propre méthode d'initialisation Cette méthode d'initialisation est appelée le constructeur Un constructeur est une fonction membre comme les autres, avec deux caractéristiques particulières il porte le même nom que la classe il n'a pas un type de valeur de retour, même pas void Ajoutons le constructeur à la classe Point POO en C++: Objets et Classes 242 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 48. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) class Point { public: // Constructor Point(); // Modifiers ... // Selectors ... private: // Data members ... }; POO en C++: Objets et Classes 243 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 49. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) Le fichier Point.cpp doit être modifié pour ajouter l'implémentation du constructeur /////////////////////////////////////////////////////// // Constructor Point::Point() { x_ = 0.0; y_ = 0.0; } POO en C++: Objets et Classes 244 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 50. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) C++ permet de définir plusieurs constructeurs différents pour la même classe Leur signatures doivent être différentes Nous pourrions ajouter à notre classe Point un constructeur afin de pouvoir créer un objet et spécifier les valeurs initiales des coordonées l'implémentation de la classe Point ne nous permet pas de faire cela directement, mais en deux étapes // Create the point object Point p; // p is (0.0, 0.0) // Translate it p.translate(45.0, 80.0); POO en C++: Objets et Classes 245 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 51. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) class Point { public: // Constructors Point(); Point(float initialX, float initialY); // Modifiers ... // Selectors ... private: // Data members ... }; POO en C++: Objets et Classes 246 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 52. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) La classe Point offre maintenant deux possibilités de création d'objets // Create a point at (45.0, 80.0) Point p(45.0, 80.0); // calls Point::Point(float,float) // Create a point at (0.0, 0.0) Point origin; // calls Point::Point() // Create a point at (5.0, 10.0) in the heap Point* pointPointer = new Point(5.0, 10.0); POO en C++: Objets et Classes 247 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 53. Fonctions Membres d'Initialisation (suite) Le fichier Point.cpp contiendra l'implémentation du nouveau constructeur /////////////////////////////////////////////////////// // Constructors Point::Point() // Default constructor { x_ = 0.0; y_ = 0.0; } Point::Point(float initialX, float initialY) { x_ = initialX; y_ = initialY; } POO en C++: Objets et Classes 248 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 54. Fonction Membre de Destruction La fonction membre de destruction est appelée quand un objet créé dans la pile d'exécution sort du contexte (fin de bloc ou fin de fonction par exemple) un objet créé dans le tas est explicitement détruit avec l'opérateur delete Comme pour les constructeurs, le compilateur fournit un destructeur par défaut Le destructeur est utile pour libérer les ressources acquis lors de la création/modification de l'objet libération de mémoire fermeture des fichiers libération de verrous ... POO en C++: Objets et Classes 249 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 55. Fonction Membre de Destruction (suite) Une classe ne peut avoir qu'un seul destructeur Le destructeur porte le nom de la classe précédé du caractère ~ (tilda) Comme pour les constructeurs, le destructeur n'a pas de type de valeur retour A la différence des constructeurs, le destructeur n'accepte pas de paramètres POO en C++: Objets et Classes 250 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 56. Fonction Membre de Destruction (suite) class Point { public: // Constructors/Destructor Point(); Point(float initialX, float initialY); ~Point(); // Modifiers ... // Selectors ... private: // Data members ... }; POO en C++: Objets et Classes 251 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 57. Fonction Membre de Destruction (suite) Le fichier Point.cpp contiendra l'implémentation du destructeur /////////////////////////////////////////////////////// // Destructor Point::~Point() { // Nothing to be done } POO en C++: Objets et Classes 252 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 58. Organisation des Fichiers Source Point.h Point.cpp #include <math.h> #include <math.h> #if !defined(POINT_H) #if !defined(POINT_H) #include "Point.h" #include "Point.h" #define POINT_H #define POINT_H Point::Point() Point::Point() {{ class Point { class Point { x_ = 0.0; x_ = 0.0; public: public: y_ = 0.0; y_ = 0.0; Point(); }} Point(); ~Point(); ~Point(); …… Point::~Point() Point::~Point() …… { private: { private: }} float x_; float x_; float y_; float y_; Point::getX() Point::getX() }; {{ }; return x_; return x_; }} #endif // POINT_H #endif // POINT_H …… …… POO en C++: Objets et Classes 253 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 59. Exercices Ajouter une fonction membre pour comparer deux objets de la classe Point et déterminer s'ils sont identiques Ajouter une fonction membre pour copier un objet de la classe Point dans un autre Ajouter un troisième constructeur (appelé constructeur de copie) pour construire un objet de la classe Point à partir d'un objet de la classe Point passé comme argument Ajouter une fonction membre pour modifier les valeurs des coordonnées (x et/ou y) d'un objet de la classe Point Quelles modifications faut-il faire si l'on veut représenter un Point en coordonnées polaires et non pas cartésiennes et ce sans impacter les clients de la classe? POO en C++: Objets et Classes 254 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ
  • 60. Résumé La classe est un moule pour construire des entités qui partagent structure et comportement L'interface et l'implémentation d'une classe sont clairement identifiées L'interface d'une classe est un contrat vis-à-vis des clients L'objet est la structure dynamique d'un programme Les objets collaborent (échangent des messages) pour résoudre le problème en question Un objet est constitué d'attributs (structure) et de fonctions membres (comportement) L'accès aux données et aux fonctions membres peut être contrôlé et vérifié en temps de compilation POO en C++: Objets et Classes 255 © 1997-2003 Fabio HERNANDEZ