La programmation orientée objets et le langage Java

Transcription

La programmation orientée objets
et le langage Java
Master BBSG 2
Laurent Tichit
Département Informatique et Interactions, Faculté des Sciences de Luminy
Cours 1: Java “sans les objets”
c
L.
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Java “sans les objets”
Ressources
Documentation
www.dil.univ-mrs.fr/~tichit/java/ (cours, docs)
java.sun.com : logiciel et docs, dont
la doc de l’API : http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
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Ressources
Documentation
Logiciel
JRE - Java Runtime Environment : machine java + bibliothèques, pour
exécuter les programmes java
JDK - Java Development Toolkit : compilateur et outils pour développer
(contient un JRE)
éditeur de textes quelconque (bloc-notes, vi, Jext, gedit, etc.)
très préférable : eclipse (EDI très puissant)
c
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Ressources
Documentation
Logiciel
JRE - Java Runtime Environment : machine java + bibliothèques, pour
exécuter les programmes java
JDK - Java Development Toolkit : compilateur et outils pour développer
(contient un JRE)
éditeur de textes quelconque (bloc-notes, vi, Jext, gedit, etc.)
très préférable : eclipse (EDI très puissant)
version courante de Java 8 (2015) : JavaSE 8 update ? ? (ou OpenJDK 8
build ? ?)
Windows : jdk-8u??-windows-i586/x64.exe
Ubuntu/Debian : openjdk-8-jdk
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Le langage Java
créé par James Gosling, vers 1995 chez
Sun Microsystems Inc.
destiné à l’informatique répartie : sécurité,
réutilisabilité, portabilité
langage neuf
(pas de compatibilité à assurer)
langage orienté objets
bibliothèque très importante
langage compilé et interprété par un
interpréteur (appelé machine virtuelle)
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Java est compilé et interprété
compilation : traduction texte java → bytecode
interprétation : exécution du bytecode par une machine virtuelle Java
(portabilité et sécurité)
MaClasse.java
texte
MaClasse.class
javac
bytecode
données
java
résultats
machine
-hôte
c
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Deux commandes à connaı̂tre
compilation d’un fichier source
javac <nom de fichier>
ex : javac Bonjour.java
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exécution d’une classe exécutable
java <nom de classe>
ex : java Bonjour
il doit exister une classe Bonjour
comportant une méthode main particulière
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exécution d’une classe exécutable
java <nom de classe>
ex : java Bonjour
il doit exister une classe Bonjour
comportant une méthode main particulière
avec eclipse tout cela devient transparent → rapidité de développement mais
nuit à la compréhension des mécanismes)
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L’inévitable
PRINT "HELLO"
Une classe exécutable complète (minimale) :
fichier Bonjour.java
public class Bonjour {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Bonsoir !");
}
}
c
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L’inévitable
PRINT "HELLO"
}
}
Essai :
>javac Bonjour.java
>
c
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L’inévitable
PRINT "HELLO"
}
}
Essai :
>javac Bonjour.java
>java Bonjour
Bonsoir !
>
c
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Deux erreurs fréquentes
public static void main() {
}
}
Essai :
>javac Bonjour.java
>java Bonjour.class
Exception in thread "main"
java.lang.NoClassDefFoundError: Bonjour/class
c
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}
}
Essai :
>javac Bonjour.java
>java Bonjour
java.lang.NoSuchMethodError: main
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}
}
Essai :
>javac Bonjour.java
>java Bonjour
java.lang.NoSuchMethodError: main
Une classe exécutable doit posséder une méthode ayant la signature
public static void main(String[] args)
c
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Deux mises en garde...
Les langages orientés objets ont été développés pour lutter contre la
complexité des grosses applications :
il est difficile d’en montrer l’intérêt sur de petits exemples
ce cours fait appel à l’expérience et/ou l’imagination de l’auditeur
c
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Deux mises en garde...
Les langages orientés objets ont été développés pour lutter contre la
complexité des grosses applications :
il est difficile d’en montrer l’intérêt sur de petits exemples
ce cours fait appel à l’expérience et/ou l’imagination de l’auditeur
Les bibliothèques accompagnant ces langages sont très copieuses :
la documentation de l’API est absolument indispensable
les recherches dans cette doc sont de véritables jeux de pistes ne pas hésiter à réutiliser des programmes qui fonctionnent
plus que jamais il est nécessaire de beaucoup pratiquer
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Approche du langage
Parlant très (trop ?) simplement, la POO c’est de la carrosserie :
packaging et gestion des droits d’accès aux éléments des programmes
mise en commun et réutilisation du code
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Approche du langage
Qu’y a-t-il sous cette carrosserie ? essentiellement, le C :
même syntaxe de base
conservation de la grande majorité des concepts
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Approche du langage
Qu’y a-t-il sous cette carrosserie ? essentiellement, le C :
même syntaxe de base
conservation de la grande majorité des concepts
Officiellement nous connaissons Python. Aujourd’hui, nous allons
présenter rapidement quelques différences entre la syntaxe de base de Java et
celle de Python
faire une mauvaise approche de la notion de classe
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Approche du langage
Les variables et fonctions doivent être déclarées. Exemple :
en Python
def distance(x1, y1, x2, y2):
dx = x1 - x2
dy = y1 - y2
return math.sqrt(dx * dx + dy * dy)
c
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Approche du langage
Les variables et fonctions doivent être déclarées. Exemple :
en Python
def distance(x1, y1, x2, y2):
dx = x1 - x2
dy = y1 - y2
return math.sqrt(dx * dx + dy * dy)
en Java il faut
en Java
double distance(int x1, int y1, int x2, int y2) {
int dx, dy;
dx = x1 - x2;
dy = y1 - y2;
return Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
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Types primitifs
Nombres entiers
byte : entier sur 8 bits (256 valeurs, de −128 à +127)
short : entier sur 16 bits (65536 valeurs, de −32768 à +32767)
int : entier sur 32 bits (' 4, 3 × 109 valeurs)
long : entier sur 64 bits
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Types primitifs
Nombres entiers
Nombres décimaux
float : flottant sur 32 bits (norme IEEE, 7 chiffres significatifs)
double : flottant sur 64 bits (norme IEEE, 15 chiffres significatifs)
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Types primitifs
Nombres entiers
Nombres décimaux
Valeurs booléennes
boolean : { false, true }
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Types primitifs
Nombres entiers
Nombres décimaux
Valeurs booléennes
boolean : { false, true }
Caractères
char : caractères Unicode sur 16 bits
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Approche du langage
L’indentation (marge) et la fin de ligne n’ont aucun rôle syntaxique
code erroné
if (a <= b)
min = a;
max = b;
else
min = b;
max = a;
c
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Approche du langage
L’indentation (marge) et la fin de ligne n’ont aucun rôle syntaxique
code erroné
if (a <= b)
min = a;
max = b;
else
min = b;
max = a;
La marge et la découpe en lignes sont sans importance. Il faut écrire :
code correct
if (a <= b) {
min = a;
max = b;
} else {
min = b;
max = a;
}
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Approche du langage
Certaines instructions requièrent un
; à la fin, d’autres non :
affectation
variable = expression;
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Approche du langage
affectation
appel de fonction sans résultat
fonction(arg1 , arg2 , . . . argk );
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Approche du langage
affectation
instruction conditionnelle
if (expression) instruction else instruction
if (expression) instruction
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Approche du langage
affectation
boucle tant que while (expression) instruction
c
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Approche du langage
affectation
boucle tant que while (expression) instruction
boucle pour for (expr1 ; expr2 ; expr3 ) instruction
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Approche du langage
Boucle tant que :
while (expression) instruction
Exemple : étant donné u > 0,
trouver le plus grand entier k tel que 2k < u
c
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Approche du langage
Boucle tant que :
while (expression) instruction
Exemple : étant donné u > 0,
trouver le plus grand entier k tel que 2k < u
extrait de code
...
k = 0;
p = 1;
while (p < u) {
k = k + 1;
p = 2 * p;
}
k = k - 1;
...
c
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/* p = 2^k */
/* ou k++; */
/* ou k--; */
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Approche du langage
Boucle pour for (expr1 ; expr2 ; expr3 ) instruction
− expr1 : initialisation
− expr2 : condition de continuation (comme dans while)
− expr3 : passage à l’itération suivante
Exemple : somme des n éléments d’un tableau de nombres tab :
c
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Approche du langage
Boucle pour for (expr1 ; expr2 ; expr3 ) instruction
− expr1 : initialisation
− expr2 : condition de continuation (comme dans while)
− expr3 : passage à l’itération suivante
Exemple : somme des n éléments d’un tableau de nombres tab :
extrait de code
...
somme = 0;
for (i = 0; i < n; i = i + 1)
somme = somme + tab[i];
...
c
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Une toute petite approche de la notion de classe
Présentation des classes sans parler des objets (en quelque sorte
faire du C en Java ? )
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comment
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Pour aujourd’hui, une classe est
comment
une unité de compilation (i.e. un texte source)
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comment
un espace de noms (i.e. un moyen d’allonger les noms des variables et
fonctions, pour éviter les conflits)
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comment
un espace de noms (i.e. un moyen d’allonger les noms des variables et
fonctions, pour éviter les conflits)
Pratiquement, en quoi consiste
faire du C en Java ?
écrire le code à l’intérieur d’une classe (ou plusieurs)
qualifier static toutes les variables et fonctions
qualifier public certains éléments imposés
faire confiance à C, sauf pour les tableaux
c
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Exemple : simulation de la loi normale
loi de probabilité uniforme
toutes les valeurs ont la même probabilité
la fonction Math.random() fait cela
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loi normale ou gaussienne
1 x−µ
densité de probabilité p(x) = σ√12π e − 2 ( σ )
(les valeurs centrales sont
plus probables que les valeurs extrêmes)
2
comment l’avoir sur l’ordinateur ?
c
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loi normale ou gaussienne
1 x−µ
densité de probabilité p(x) = σ√12π e − 2 ( σ )
(les valeurs centrales sont
plus probables que les valeurs extrêmes)
2
comment l’avoir sur l’ordinateur ?
Bonne approximation (les ri sont des tirages uniformes, 0 <= ri <= 1) :
y = r1 + r2 + · · · + r12 − 6
c
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fichier SimuLoiNormale.java
public class SimuLoiNormale {
static double alea() {
double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
s = s + Math.random();
return s - 6;
}
c
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double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
return s - 6;
}
static int nombre = 100;
double somme, somcar;
somme = somcar = 0;
for (int i = 0; i < nombre; i++) {
double x = alea();
somme = somme + x;
somcar = somcar + x * x;
}
double moy = somme / nombre;
double var = somcar / nombre - moy * moy;
System.out.println("moyenne " + moy);
System.out.println("variance " + var);
}
}
c
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Quels sont les membres de la classe
SimuLoiNormale ?
double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
return s - 6;
}
somme = somcar = 0;
double x = alea();
somme = somme + x;
}
}
}
c
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SimuLoiNormale ?
double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
return s - 6;
}
deux méthodes :
SimuLoiNormale.alea()
SimuLoiNormale.main(. . . )
une variable :
SimuLoiNormale.nombre
somme = somcar = 0;
double x = alea();
somme = somme + x;
}
}
}
c
L.
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SimuLoiNormale ?
double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
return s - 6;
}
deux méthodes :
une variable :
somme = somcar = 0;
double x = alea();
somme = somme + x;
}
}
dans la classe on peut utiliser le
nom court (voir appel d’alea)
}
c
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SimuLoiNormale ?
double s = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++)
return s - 6;
}
deux méthodes :
une variable :
somme = somcar = 0;
double x = alea();
somme = somme + x;
}
}
dans la classe on peut utiliser le
nom court (voir appel d’alea)
dans une autre classe il faudra
employer le nom complet
(voir l’appel de random)
}
c
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L’identification complète d’une méthode
alea s’appelle en fait
à l’intérieur de sa classe on peut utiliser le nom court
c
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deux méthode distinctes peuvent avoir le même nom :
il suffit qu’elles appartiennent à des classes distinctes
c
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deux méthode distinctes peuvent avoir le même nom :
il suffit qu’elles appartiennent à des classes distinctes
on peut appeler random notre fonction :
SimuLoiNormale.random()
Math.random()
les noms complets sont différents.
c
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Surcharge des noms des méthodes
plus fort : deux méthodes de la même classe peuvent avoir le même nom, il
suffit qu’elles aient des signatures distinctes
class SimuLoiNormale {
...
static double alea() { ... }
...
static double alea(int k) { ... }
...
}
c
L.
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plus fort : deux méthodes de la même classe peuvent avoir le même nom, il
suffit qu’elles aient des signatures distinctes
...
static double alea() { ... }
...
static double alea(int k) { ... }
...
}
appels de ces méthodes :
y = SimuLoiNormale.alea();
...
y = SimuLoiNormale.alea(20);
c
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/* la première */
/* la deuxième */
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un autre exemple (extrait de la bibliothèque standard)
class Math
static
static
static
...
}
c
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{
double abs(double x) { ... }
float abs(float x) { ... }
int abs(int x) { ... }
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class Math
static
static
static
...
}
{
emploi
y = Math.abs(x);
c
L.
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class Math
static
static
static
...
}
{
emploi
y = Math.abs(x);
encore un exemple
System.out.println("Résultat: ");
System.out.println(y);
c
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Paquets (package)
les classes sont un
c
L.
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rangement des méthodes
POO et Java
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Paquets (package)
les classes sont un
les paquets sont un rangement des classes
package mesOutils;
...
}
}
c
L.
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Paquets (package)
les classes sont un
package mesOutils;
...
}
}
la classe s’appelle maintenant : mesOutils.SimuLoiNormale
c
L.
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Paquets (package)
les classes sont un
package mesOutils;
...
}
}
et la méthode : mesOutils.SimuLoiNormale.alea()
c
L.
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Paquets (package)
les classes sont un
package mesOutils;
...
}
}
et la méthode : mesOutils.SimuLoiNormale.alea()
but de tout cela : éviter les conflits de noms (réutilisabilité)
c
L.
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Paquets (package)
les noms de paquet peuvent contenir . :
java.awt.event.MouseEvent
Java n’y voit pas une hiérarchie (java.awt.event n’est pas un
sous-paquet de java.awt)...
c
L.
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Paquets (package)
...mais les paquets correspondent à des répertoires : les classes de
java.awt.event doivent être dans java/awt/event
c
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Paquets (package)
java.sun.com recommande un système de nommage planétaire (cosmique ?) :
package fr.univ mrs.dil.tichit.stats.mesOutils;
...
c
L.
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Paquets (package)
java.sun.com recommande un système de nommage planétaire (cosmique ?) :
package fr.univ mrs.dil.tichit.stats.mesOutils;
...
la fonction s’appelle maintenant
fr.univ mrs.dil.tichit.stats.mesOutils.SimuLoiNormale.alea()
c
L.
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Instruction import
but : alléger les noms des classes lors de leur utilisation
on écrit au début du fichier
import mesOutils.SimuLoiNormale;
import java.awt.event.*;
c
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POO et Java
// une classe
// tout le paquet
25 / 32
Instruction import
// une classe
// tout le paquet
cela permet d’écrire SimuLoiNormale.alea()
au lieu de mesOutils.SimuLoiNormale.alea()
c
L.
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POO et Java
25 / 32
Instruction import
// une classe
// tout le paquet
cela permet d’écrire SimuLoiNormale.alea()
au lieu de mesOutils.SimuLoiNormale.alea()
il ne s’agit pas de
désigner un paquet que, sinon, le compilateur ne trouverait pas,
ni d’obtenir le droit d’accéder aux classes du paquetage
mais uniquement de
permettre l’emploi du nom court des classes du paquetage
c
L.
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25 / 32
Structure d’un fichier source Java
un ou aucun énoncé package
c
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un nombre quelconque d’énoncés import
c
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26 / 32
une (préférable) ou plusieurs classes
c
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POO et Java
26 / 32
dont une seule est public, elle impose son nom au fichier
c
L.
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dont une seule est public, elle impose son nom au fichier
partout où on veut, des commentaires
fichier MonCadre.java
/* auteur: Laurent
* date: 20.10.14 */
package mesOutils;
import java.awt.*;
public class MonCadre {
le code de la classe est ici
}
c
L.
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Conventions de nommage
des recommandations, non des obligations
c
L.
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POO et Java
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but : faciliter la lecture des programmes (réutilisabilité)
c
L.
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noms faits de plusieurs mots : à partir du 2e , commencer chaque mot par une
majuscule
c
L.
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majuscule
noms des classes : commencer par majuscule
class CadrePrincipalDeMonApplication { ...
c
L.
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majuscule
noms des méthodes et variables : commencer par minuscule
int x, y;
double vitesseDuVent;
c
L.
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majuscule
int x, y;
paquetages : commencer chaque élément par minuscule
import mesOutils.statistiques.*;
c
L.
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majuscule
int x, y;
paquetages : commencer chaque élément par minuscule
import mesOutils.statistiques.*;
variables statiques finales : tout en majuscule, avec des
static final int NOMBRE DE POINTS = 1000;
c
L.
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Les tableaux du langage
Tous les tableaux sont dynamiques (créés à l’exécution)
c
L.
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tous les accès aux tableaux sont contrôlés
c
L.
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exemple : déclaration
int[] table;
(pour le moment, table vaut null)
c
L.
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int[] table;
création :
table = new int[nombreElts];
c
L.
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int[] table;
création :
accès aux éléments du tableau (exemple) :
table[i] = expression;
c
L.
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int[] table;
création :
accès aux éléments du tableau (exemple) :
table[i] = expression;
un tel accès provoque toujours deux vérifications :
table 6= null, sinon NullPointerException
0 ≤ i <nombreElts, sinon ArrayIndexOutOfBoundsException
c
L.
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La taille des tableaux
Exemple :
fichier TestArgsMain.java
public class TestArgsMain {
for (int i = 0; i < args.length; i++)
System.out.println(args[i]);
}
}
c
L.
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La taille des tableaux
Exemple :
fichier TestArgsMain.java
public class TestArgsMain {
for (int i = 0; i < args.length; i++)
System.out.println(args[i]);
}
}
Essai :
> javac TestArgsMain.java
> java TestArgsMain Combien vaut 2+3
Combien
vaut
2+3
>
c
L.
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Une variable tableau est une référence...
int[] t1, t2;
(déclaration)
null
t1
c
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null
t2
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int[] t1, t2;
(déclaration)
null
t1
t1 = new int[7];
null
t2
(création)
0
0
0
0
t1
c
L.
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POO et Java
0
0
0
null
t2
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int[] t1, t2;
(déclaration)
null
t1
t1 = new int[7];
null
t2
(création)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
t1
t2 = t1;
null
t2
(affectation)
t1
c
L.
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t2
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Tableaux à deux indices
Déclaration
double[][] matrice;
Création
matrice = new double[nl][nc];
Exemple (avec nl = 3, nc = 4) :
matrice
0
c
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
POO et Java
0
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Tableaux à deux indices
On obtient le même résultat avec :
double[][] matrice;
...
matrice = new double[nl][];
for (int i = 0; i < nl; i++)
matrice[i] = new double[nc];
matrice
0
c
L.
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
POO et Java
0
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La programmation orientée objets et le langage Java

Transcription

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