Voici une vidéo qui explique la philosophie de la la programmation orientée objet :
Jusqu’ici, les programmes que vous avez créés l'ont été en programmation impérative (c'est-à-dire une succession d'instructions) et en programmation procédurale (c’est-à-dire que chaque programme a été décomposé en plusieurs fonctions réalisant chacune des tâches simples).
À partir des années 1960, un autre type de programmation a été rendu nécessaire par le fait que, lorsque plusieurs
programmeurs travaillent simultanément sur un projet, il faut éviter les conflits entre les fonctions :
la programmation orientée objet est née.
Le premier langage de programmation initiant une forme de programmation orientée objet fut Simula, créé à
partir de 1962. Ce langage servait à faciliter la programmation de logiciels de simulation.
Le premier
langage de programmation réellement fondé sur la programmation orientée objet fut Smalltalk 71, créé au
début des années 70.
La programmation orientée objet est un paradigme de programmation, c'est-à-dire une autre manière de voir les notions
en programmation.
En programmation procédurale, ce sont les fonctions qui sont au cœur du programme ; elles
s'appliquent à modifier des données.
En programmation orientée objet, ce sont les données qui sont au cœur du programme : celles-ci vont désormais être
protégées et c'est le développeur qui décide comment elles seront créées, accessibles, modifiées,
... Ah ! pouvoir désormais définir ses propres objets informatiques en précisant leurs types, leurs propriétés et les
fonctionnalités agissant dessus. Que suffit-il ? Un fiat lux ?
Non, il suffit de travailler le cours qui suit ! Cela s'appelle faire ses classes !
Voici une vidéo qui introduit le vocabulaire de la programmation orientée objet au travers de deux exemples :
Voici un premier exemple concret :
Un chien domestique quelconque peut être vu comme un représentant de l'espèce Canis lupus familiaris..
Médor, Fido ou Pupuce, sont des représentants de cette espèce Canis lupus familiaris.
De plus, les chiens domestiques diffèrent les uns des autres : il existe des éléments variables entre eux qui
permettent de les caractériser.
Par exemple : la race, l'âge, la taille, la masse, la couleur du pelage,
la longueur du pelage, un propriétaire, ...
Sur chaque chien, on peut appliquer plusieurs actions : vacciner, tatouer, tondre, ...
On peut réécrire les phrases précédentes avec le vocabulaire de la programmation objet :
Cette espèce Canis lupus familiaris peut être appelée classe.
N'importe quel chien, par exemple Médor, Fido ou Pupuce, sont des représentants de cette espèce Canis lupus familiaris : ils peuvent être appelés objets de cette classe. (Attention ! Le mot objet est un terme spécifique à l'informatique, il n'y a pas ici de chosification d'un animal !)
Les caractéristiques variables peuvent être appelées attributs d'un chien.
Enfin, il est possible de connaître ou de modifier certains de ces caractéristiques (=attributs ). Par exemple :
"tatouer" permet de retrouver le propriétaire d'un chien : c'est un attribut d'un chien domestique.
"tondre" revient à modifier l'attribut "longueur du pelage".
Ces actions possibles sur n'importe quel représentant de la classe seront appelées méthodes.
Voici un second exemple, cette fois-ci dans le domaine informatique :
Au chapitre précédent sur les structures de données, vous avez découvert la notion de pile, c'est un type de données.
Pour rappel, voici une représentation d'une pile non vide :
Vous aviez vu comme exemple de pile :
Cet exemple de pile peut être vu comme un objet du type pile.
L'élément au sommet d'une pile (non vide), c'est-à-dire celui du haut
de la pile, est une caractéristique propre d'une pile ; cet élément peut être vu comme un attribut d'une pile.
Dans l'exemplaire
de pile représenté ci-dessus, l'attribut haut
prend la valeur "Anakin"
.
Vous avez aussi vu que la structure de données pile possède une interface, c'est-à-dire un ensemble d'opérateurs, c'est-à-dire des actions spécifiques aux piles :
vide()
est_vide(P)
empiler(a,P)
depiler(P)
...
Tous ces opérateurs, peuvent être appelés des méthodes.
Cet ensemble de caractéristiques et de méthodes font que le type de données structurées pile est ce que l'on appelle en programmation objet une classe.
Voici une vidéo présentant le vocabulaire essentiel de la programmation objet avec une analogie concrète pour aider à la compréhension de ce vocabulaire.
Voici un ensemble de définitions, qui vont vous paraître abstraites au départ, mais qui seront clarifiées au fil des exemples de ce cours.
Une classe est une structure de données abstraite regroupant :
les caractéristiques de ces données, caractéristiques appelées les attributs ou variable d'instance,
les actions applicables sur les données, actions appelées les méthodes.
Un objet est un élément issu d'une classe. On parle aussi d'instance de la classe.
Voici quelques exemples :
Un chien peut être vu comme un objet de la classe Canis lupus familiaris, ayant plusieurs attributs : race, âge, taille, masse, propriétaire, ... Sur cet objet, peuvent s'appliquer plusieurs méthodes : vacciner, tatouer, tondre, ...
Médor, Fido et Pupuce sont des instances de cette classe Canis lupus familiaris.
Un pays peut être vu comme un objet de la classe État, ayant plusieurs attributs : nom, superficie, population, capitale, ... Sur cet objet, peuvent s'appliquer plusieurs méthodes : agrandir, se fractionner, fusionner, ...
La France et la Chine sont des instances de cette classe État.
Une voiture particulière peut être vu comme un objet de la classe voiture, ayant plusieurs attributs : marque, prix, propriétaire, ... Sur cet objet, peuvent s'appliquer plusieurs méthodes : acheter, faire le plein, réparer, vendre, ...
La voiture du proviseur ou de votre enseignant sont des instances de cette classe voiture.
Une autre manière de dire est qu'une classe regroupe des attributs et méthodes communs à un ensemble d'objets :
Les attributs peuvent être vus comme des variables représentant l'état de l'objet,
Les méthodes peuvent être vues comme des opérations applicables représentant le comportement de l'objet.
Encore quelques définitions :
La création d'un objet d'une classe s'appelle une instanciation de cette classe.
La création d'un nouveau pays revient à une nouvelle instanciation de la classe État. Ce nouveau pays est une instance de cette classe État. Cela nécessite de préciser les attributs de ce nouveau pays : donner un nom, spécifier un territoire, une superficie, préciser la capitale, ...
Concrètement, l'instanciation revient à réserver un espace mémoire puis à le remplir par du contenu.
Il existe trois principaux types de méthodes différentes :
celles qui permettent de construire un objet,
celles qui permettent d'accéder à un attribut,
celles qui permettent de modifier un objet.
Découvrons-les !
Un constructeur est une méthode qui permet l'instanciation. Cette méthode initialise (on dit aussi instancie) l'ensemble des attributs de l'objet.
La déclaration d'indépendance est un constructeur de la classe État. En effet, lors de cette déclaration, les attributs de ce nouveau pays sont précisés : quel nom, quel territoire, quelle superficie, quelle capitale, ...
On considère un jeu dans lequel des cartes sont manipulées. On s'intéresse à l'objet carte à jouer.
Justifier que l'on peut définir une classe nommée JeuDeCartesEnMain
en précisant deux attributs de
cette classe.
Proposer des méthodes qui peuvent s'appliquer à cette classe. (Seuls des verbes d'action sur des cartes à jouer sont attendus ici).
Proposer deux instances de cette classe.
Comme ces définitions sont assez abstraites de prime abord, voici une analogie pour se faire une image plus concrète de la notion de classe :
Une classe peut être vue comme un moule.
Le moule n'est pas un objet : il sert à créer des objets.
Les instances (ou objets) peuvent être vues comme les pièces sortant du moule.
Le procédé de fabrication d'un objet à partir du moule correspond à une méthode de type constructeur.
La couleur est un exemple d'attribut de l'objet (ou instance). Chaque instance a sa propre valeur pour cet attribut.
Repeindre est un exemple de méthode s'appliquant sur l'objet.
Se briser est une autre méthode s'appliquant sur l'objet.
Une classe est une structure de données abstraite regroupant des données :
munies de caractéristiques appelées attributs,
sur lesquelles peuvent s'appliquer des actions appelées méthodes.
La création d'un objet d'une classe est appelée instanciation.
Celle-ci initialise l'ensemble des attributs de cet objet.
L'instanciation se réalise à l'aide d'une méthode s'appelant un constructeur.
Si ces notions vous paraissent encore confuses, c'est normal. Mais sachez que vous les manipuler depuis le début sans le savoir car en Python, tout est objet : les fonctions, les types, ...
Vous faites partie d'une société qui crée des jeux vidéo. Dans le projet d'un nouveau jeu, vous devez gérer les personnages. Afin d'éviter tout conflit dans le code produit par les autres collaborateurs, vous écrivez votre code en utilisant le paradigme de la programmation objet.
Vous allez devoir commencer par créer la classe Personnage
.
Une classe est définie en Python par le mot-clé class
suivi du NomDeLaClasse (par convention, contrairement à une variable, l'initiale est en majuscule et la suite en CamelCase) puis de deux-points :
:
class NomDeLaClasse:
"""
Documentation
"""
Voici le début de la classe Personnage
, avec une succincte documentation :
# pas dans la console mais dans l'éditeur
class Personnage:
"""
Un personnage du jeu vidéo
"""
Pour reprendre l'analogie vue à la fin du 1.3 (pour y retourner), vous êtes en train de "définir" le moule général d'un personnage. Reste à définir les attributs d'un personnage.
Pour simplifier, pour l'instant, nous supposons que les personnages ont deux attributs :
Pour construire un personnage à partir (du moule général) de la classe, il vous faut utiliser un constructeur.
En Python, le constructeur est la méthode :
toujours notée __init__
(utiliser de chaque côté deux tirets du soulignement),
définie (comme pour les fonctions) par le mot-clé def
et se termine par deux-points :
,
Les paramètres seront toujours :
le paramètre self
(qui désigne l’objet auquel s’appliquera la méthode : self
représente l’objet dans la méthode en attendant qu’il soit créé.),
suivi des paramètres correspondant aux différentes valeurs assignées aux attributs lors de l'instanciation de l'objet.
class NomDeLaClasse:
...
def __init__(self, val_attribut1, val_attribut2, ...):
self.nom__attribut1 = val_attribut1
self.nom__attribut2 = val_attribut2
...
Voici le code de la classe Personnage
précédente augmentée du constructeur :
# pas dans la console mais dans l'éditeur
class Personnage: # Définition de la classe
"""
Un personnage du jeu vidéo # Documentation
"""
def __init__(self, genre, experience): # Définition du constructeur
self.genre = genre # premier attribut : le genre (féminin, masculin, autre)
self.experience = experience # deuxième attribut : l'expérience (évaluée par un nombre entier)
A-t-on maintenant le personnage ? Pas encore, il faut appeler (implicitement) le constructeur pour que l'ordinateur alloue une place au futur personnage dans sa mémoire pour y caser l'objet et ses attributs.
Pour créer un personnage,
nommé ici Alex
, c'est-à-dire une instance de la classe Personnage
, il suffit, non pas d'appeler le constructeur __init__
mais directement la classe par son nom
en précisant comme arguments la valeur spécifique de chaque attribut.
Pour créer le personnage nommé Alex
, de genre masculin
et sans
expérience, il vous suffit de saisir :
# dans l'éditeur
Alex = Personnage("masculin", 0)
Vous pouvez visualiser le code de la définition de la classe Personnage
et l'instanciation de l'objet Alex
ci-dessous en ramenant le curseur au début si besoin puis en faisant défiler étape par étape (avec le
bouton "next >") :
Pour créer une instance d'une classe, il suffit en Python d'utiliser la syntaxe :
nouvel_objet = NomClasse(nom_attribut1, nom_attribut2, ...)
Votre personnage Alex
est désormais créé et a sa place dans l'ordinateur (si ce n'est dans le futur jeu !) comme vous pouvez le voir avec :
# dans l'éditeur
>>> print(Alex)
<__main__.Personnage object at 0x032214D0>
__main__.Personnage object
signifie que Alex
est un objet de la classe Personnage
: vous avez dès lors son type.
0x032214D0
correspond à la notation hexadécimale (d'où le 0x
du début) de l'adresse où est stockée l'objet dans la mémoire. L'exécution du code sur votre ordinateur conduira sûrement à une autre adresse.
Les attributs du personnage créé sont désormais toujours accessibles à l'aide de l'opérateur d'accessibilité point .
:
Pour accéder aux valeurs des attributs du personnage Alex
:
# dans l'éditeur
>>> Alex.genre
'masculin'
>>> Alex.experience 0
Pour accéder aux attributs d'une instance, il suffit en Python d'utiliser avec l'opérateur .
en suivant la syntaxe :
valeur = nom_objet.nom_attribut
Créer deux personnages nommés :
Berenice une femme d'expérience 1254.
Bob de genre 'autre' et d'expérience 0.
Vérifier la valeur des attributs de Berenice.
Comme a priori, tout nouveau personnage doit commencer avec une expérience nulle, il est possible de définir la valeur par défaut de cet attribut :
class Personnage:
"""
Un personnage du jeu vidéo
"""
def __init__(self, genre, experience=0): # initialisation
self.genre = genre
self.experience = experience
Alors l'appel au constructeur peut se faire avec un seul argument : le genre .
Création simplifiée d'un personnage avec une expérience banale :
# dans l'éditeur
>>> Duc = Personnage('masculin')
>>> Duc.experience
0
On peut encore créer un personnage avec une autre experience en rajoutant un second argument :
# dans l'éditeur
>>>Elsa = Personnage('feminin', 42)
>>>Elsa.experience
42
Résumé des bases vues au 2.1 de la programmation d'une classe en Python :
On définit une classe en suivant la syntaxe Les méthodes se définissent comme des fonctions, avec le mot clé On construit une instance de classe grâce à son constructeur, une méthode appelée Les méthodes prennent en premier paramètre On définit les attributs d'une instance dans le constructeur de sa classe, en suivant cette syntaxe : On peut accéder aux attribut d'un objet avec l'opérateur
class NomClasse:
(nom en CamelCase).def
, sauf qu'elles se trouvent dans le corps de la classe.__init__
.self
, l'instance de l'objet manipulé.self.nom_attribut = valeur
..
en suivant cette syntaxe : valeur = nom_objet.nom_attribut
Les personnages du jeu vidéo géreront des outils au cours de leur aventure. Ces outils possèdent différents attributs :
un niveau d'expérience minimal du personnage pour qu'il puisse le manipuler (codé sous forme d'un nombre entier),
une masse (le personnage ne peut pas porter trop de charge) (codé sous forme d'un flottant),
le nombre de mains nécessairement libres pour pouvoir l'utiliser (de 1 à 4 : une coopération avec d'autres personnages peut être nécessaire).
Définissez une nouvelle classe nommée Outil
.
Créez le constructeur de cette classe permettant de définir les trois attributs cités pour un outil. Par défaut, le constructeur initialise à 1 le nombre de mains nécessaires pour l'utilisation d'un objet.
Créez deux outils au choix dont un nécessite plus d'une main.
Pour chacun de vos outils, vérifiez la valeur de l'attribut correspondant au nombre de main.
Content de vous, vous montrez le début de votre travail à votre chef d'équipe. Il est horrifié ! Si l'utilisateur a accès à la représentation interne des classes, il pourrait facilement tricher en donnant par exemple à un personnage une experience de 1000000 !
Il vous parle alors de la notion d'encapsulation :
L'encapsulation est un principe qui consiste à regrouper des données avec un ensemble de méthodes permettant de les lire ou de les manipuler dans le but de cacher ou de protéger certaines de ces données.
Les méthodes et données internes (celles plus ou moins "cachées" à l'utilisateur) sont dites privées.
Les méthodes et données accessibles à tout utilisateur (celles que les utilisateurs de la classe connaissent)
sont dites publiques.
Certains langages, comme le PHP ou le Javascript par exemple, définissent de manière stricte cette visibilité en fournissant des mots-clés pour caractériser si chaque élément d’une classe est privé ou public.
En Python, il y a une convention de nommage : un attribut privé est toujours préfixé (c'est-à-dire précédé) de deux espaces soulignés (tiret du bas, celui du 8).
attrib1
et attrib2
sont deux attributs publics.
__attrib3
et __attrib4
sont deux attributs privés.
En Python, lorsque le nom d'un attribut commence par "__", celui-ci est automatiquement renommé ainsi : _nomClasse__nomAttribut. Étant ainsi renommé, il n'est plus aussi aisément accessible depuis l'extérieur de la classe.
Modifiez le code suivant pour rendre l'attribut experience privé :
class Personnage:
"""
Un personnage du jeu vidéo
"""
def __init__(self, genre, experience=0):
self.genre = genre
self.experience = experience
Créez un nouveau personnage au choix.
Essayez d'accéder directement à son expérience avec la syntaxe : valeur = nom_objet.nom_attribut
.
Que remarquez-vous ?
Il existe un niveau intermédiaire entre privé et public que l'on nomme protégé. En Python, il suffit de préfixer l'attribut (ou la méthode) d'un espace souligné (tiret du bas ou du 8). Par exemple : _attrib5 # attribut protégé
.
Contrairement à d'autres langages, en Python, les données protégées sont accessibles normalement et le préfixe a pour seul objectif d’informer sur leur nature. Nous n'en parlerons pas plus dans ce cours.
Pour l'interface graphique, le niveau d'expérience doit être accessible mais le joueur ne doit pas pouvoir modifier la valeur directement. Pour pouvoir accéder à la valeur de l'attribut, on créé dans la classe une méthode appelée accesseur.
Par convention, un accesseur commence par le verbe anglais get
(to get = obtenir = récupérer).
Comme toute méthode, son appel se fera suivant la syntaxe suivante :
valeur = nom_objet.nom_accesseur()
Voici la classe précédente augmentée de la méthode get_experience
qui permet de récupérer le niveau d'expérience (mais pas de modifier ce niveau) :
class Personnage:
"""
Un personnage du jeu vidéo
"""
def __init__(self, genre, experience=0):
self.genre = genre
self.__experience = experience
def get_experience(self): # self toujours pour désigner l'objet auquel s'appliquera cette méthode
return self.__experience # return ici pour récupérer la valeur souhaitée
Écrivez le code précédent (dans un éditeur ou dans un Jupyter).
Créez un nouveau personnage Freeda ; vous pouvez lui donner le niveau d'expérience que vous voulez.
Obtenez son niveau d'expérience en utilisant le code suivant : Freeda.get_experience()
. Retrouvez-vous la valeur que vous aviez saisie ?
Reprenez la classe que vous avez créé à l'exercice 3 (ici) :
Rajoutez un accesseur permettant de récupérer la masse d'un objet.
Utilisez cette méthode afin de récupérer la masse d'un des objets que vous avez créé lors de l'exercice 3.
Lors du jeu, le niveau d'expérience du personnage doit évoluer : cette expérience doit être accessible en interne mais pas en externe.
Pour pouvoir modifier la valeur de l'attribut d'un objet, on créé dans la classe une méthode appelée
mutateur.
Par convention, un mutateur commence par le verbe anglais set
(to set = modifier).
Comme toute méthode, son appel se fera suivant la syntaxe suivante :
nom_objet.nom_mutateur()
Voici ci-dessous la classe précédente augmentée de la méthode set_experience
qui permet de modifier le niveau d'expérience.
Pour l'instant, cette méthode est publique afin que vous puissiez l'utiliser dans la console. Il est possible de rendre cette méthode privée en la nommant __set_experience
. Dans ce cas, vous pourrez modifier le niveau d'expérience
dans le programme (de l'éditeur) mais pas y accéder depuis la console (cf. le programme de l'exercice 9 du 2.5 accès direct).
class Personnage:
"""
Un personnage du jeu vidéo
"""
def __init__(self, genre, experience=0):
self.genre = genre
self.__experience = experience
def get_experience(self): # self toujours pour désigner l'objet auquel s'appliquera cette méthode
return self.__experience # return ici pour récupérer la valeur souhaitée
def set_experience(self, valeur): # valeur sera le niveau de l'experience
self.__experience = valeur
Remarquez qu'aucun return
n'est nécessaire ici pour le mutateur ; la valeur de l'expérience est changée sans être renvoyée. Un peu comme si vous modifiiez une variable globale.
Écrivez le code précédent (dans un éditeur ou dans un Jupyter).
Créez un nouveau personnage Garou ; vous pouvez lui donner le niveau d'expérience que vous voulez.
Vérifier son niveau d'expérience en utilisant l'accesseur get_experience()
.
Modifier son niveau d'experience en le mettant à 10, par exemple, en utilisant la syntaxe suivante :
Garou.set_experience(10)
.
Vérifier son niveau d'expérience en utilisant la méthode adéquate.
Reprenez la classe que vous avez créé à l'exercice 3 (ici) :
Rajoutez un mutateur permettant de diminuer de 1 le nombre de mains nécessaire à la manipulation d'un objet, si ce nombre n'est pas 1.
Créez un outil dont l'utilisation nécessite initialement 3 mains.
Utilisez le mutateur pour modifier le nombre de mains nécessaire pour la manipulation de cet outil.
Vérifiez, avec une nouvelle méthode à créer, le nombre de mains nécessaires désormais nécessaire à la manipulation de cet objet.
Résumé des informations vues du 2.2 au 2.4 de la programmation d'une classe en Python :
L'encapsulation est un principe qui consiste à cacher ou à protéger certaines données des objets. Un attribut ou une méthode peut être :
public : c'est-à-dire accessible à tout utilisateur, privé : c'est-à-dire accessible "seulement" dans le code de la classe. Un accesseur est une méthode de la classe qui retourne la valeur d’un attribut d'un objet. Un accesseur est défini dans la classe, par exemple en suivant cette syntaxe : Un mutateur est une méthode de la classe qui modifie la valeur d’un attribut d'un objet. Un mutateur est défini dans la classe, par exemple en suivant cette syntaxe :
Un attribut ou une méthode privée s'obtient avec deux soulignements __
en suivant cette syntaxe :
__nom_attribut
ou __nom_methode()
def get_attribut(self):
.def set_attribut(self, nouvelle_valeur):
.
Il est possible d'insérer dans une classe toute méthode jugée utile.
Dans notre exemple, il serait intéressant :
d'insérer une méthode rencontre
qui fait progresser l'expérience du personnage en fonction des rencontres qu'il vit,
faire en sorte que l'utilisateur ne puisse pas modifier l'expérience de son personnage par simple appel de la méthode set_experience()
On peut supposer que chaque rencontre augmente l'expérience d'un nombre aléatoire compris entre 10 et 20. En Python, cela nécessitera l'utilisation de la bibliothèque random
. Ainsi, le début du programme devra désormais commencer
par l'habituel :
from random import *
La méthode rencontre
conduit au tirage aléatoire du gain d'expérience puis à l'appel de la méthode désormais rendue privée __set_experience
.
from random import *
class Personnage:
... # le début n'est pas modifié : il est à reprendre des exemples précédents par copier-coller.
def __set_experience(self, valeur): # méthode désormais privée car seul le programme y accède pour modifier la valeur : d'où le nom commençant par __
self.__experience = valeur
# Autre méthode :
def rencontre(self):
""""fait évoluer aléatoirement l'expérience lors d'une """
n = randint(10, 20) # tirage aléatoire d'un entier entre 10 et 20 (inclus)
self.__set_experience(self.get_experience() + n) # appel de la méthode __set_experience, agissant sur l'objet sur lequel elle s'appliquera (self).
# Le nouveau niveau d'expérience est l'ancien (obtenu avec self.get_experience() ) augmenté de n.
Complétez puis exécuter le programme complet définissant la classe Personnage
.
Créez un nouveau personnage sans expérience initiale puis faites lui vivre une première rencontre.
Observez l'évolution de son expérience.
Faites vivre au personnage une seconde rencontre et observez l'évolution de son expérience.
Pouvez-vous par un appel direct au mutateur __set_experience()
modifier l'expérience de ce personnage ?
nous avons déjà vu précédemment que lorsque l'on essaie d'afficher un objet créé
à l'aide de la fonction print
, on obtient surtout l'adresse mémoire en hexadécimal de l'objet.
Pour redéfinir le comportement de la fonction print
, il suffit d'utiliser la méthode
native __str__
.
Cette méthode doit :
comporter comme seul paramètre self
qui désigne l'objet concerné par cet appel,
renvoyer une chaîne de caractères.
Nous avons déjà vu qu'après avoir créé un personnage Alex
comme objet
de la classe Personnage
, alors print(Alex)
renvoie que c'est un objet d'une certaine classe
ainsi que son emplacement mémoire.
Nous voulons désormais que cette fonction print
affiche une chaîne de caractères précisant le genre et
le niveau d'expérience du personnage.
Par exemple : après avoir créé le personnage Alex avec :
Alex = Personnage("masculin", 0)
On obtient l'affichage suivant avec print(Alex)
Personnage de genre masculin et de niveau d'expérience 0
Dans la classe Personnage
, créer la méthode __str__
permettant l'affichage voulu.
Tester cette méthode.
Le but est de définir une classe CompteBancaire
qui permette :
d’instancier des objets tels que compte1
,compte2
, ...
ces objets "compte" auront deux attributs : nom
(=titulaire du compte) et solde
(=argent sur le compte),
de connaître le nom du titulaire d'un compte, ainsi que la somme présente sur ce compte,
de gérer les transferts d'argent sur le compte en "sécurité".
et même de créer une méthode "protégée" pour pirater un compte.
tout en disposant d'une documentation précise pour la classe et chaque méthode.
Pour la classe et chaque méthode créée dans la suite de cet exercice, pensez à rajouter une documentation claire.
De plus, à partir de la question 2, pensez à tester la méthode nouvellement créée ou modifiée.
Créez la classe CompteBancaire
.
Créez le constructeur de cette classe en faisant en sorte qu'un nouveau compte s'ouvre par défaut avec 0 euro dessus.
Créez les accesseurs à chacun des deux attributs des objets de la classe.
Créez un mutateur qui permet de faire évoluer la somme placée sur un compte de variation
euros.
Rajoutez à ce mutateur un test qui permet d'afficher un message si le compte est à découvert à l'issue de la modification.
Rendre ce mutateur privé.
Créez une méthode depot
qui utilise le mutateur privé précédent pour ajouter une certaine somme sur un compte bancaire.
Créez une méthode retrait
qui utilise le mutateur privé précédent pour retirer une certaine somme sur un compte bancaire.
Testez cette méthode retrait
de sorte qu'un compte passe dans le négatif.
Est-ce que l'affichage prévu dans le mutateur privé en cas de solde négatif sur le compte s'affiche lors de l'utilisation de cette méthode publique
?
Créez une méthode afficher
qui affiche le nom du titulaire et le solde de son compte.
Créez un mutateur privé qui permette de changer le nom du titulaire.
Créez une méthode protégée _pirater
qui utilise le mutateur précédent et qui permet de changer le nom du titulaire d'un compte bancaire.
Utilisez cette méthode _pirater
pour vous attribuer un compte bancaire. Oh ! Ce n'est pas bien du tout !
Utiliser l'instruction help(CompteBancaire)
afin de visualiser l'ensemble des méthodes visibles facilement par l'utilisateur du code. Un client peut-il facilement être au courant de la présence de cette
méthode protégée _pirater
?
Par groupe, vous devez développer un projet libre dans lequel vous utiliserez la programmation objet.
Un jeu de 52 cartes est constitués de
Carte
, qui contient le constructeur et les accesseurs nécessaires à modéliser un jeu de 52 cartes.
Par quel mot-clé débute toute classe ?
Voici le début d'un script pour cette classe. De nombreuses méthodes sont incomplètes.
class Carte:
"""
Un jeu de 52 cartes
"""
def __init__(self, valeur, couleur): # toujours self pour désigner l'objet auquel s'appliquera cette méthode
"""constructeur de la classe"""
# À compléter # penser qu'il y a deux attributs
# ensembles des accesseurs
def get_valeur(self):
# À compléter # penser à utiliser un return afin de récupérer la valeur souhaitée
def get_couleur(self):
# À compléter # penser à utiliser un return afin de récupérer la valeur souhaitée
Complétez le constructeur de la classe en écrivant une ligne pour chaque attribut.
Compléter les deux méthodes correspondant aux accesseurs liés à chaque attribut.
Testez votre code en construisant une première carte, nommée carte_en_main
, qui est une instance de
la classe Carte et qui devra être ici le 7 de carreau.
Rajouter au code précédent deux mutateurs nommé set_couleur
et set_valeur
; ces méthodes
ont deux paramètres : self
et nouvelle
On suppose que désormais la carte en main n'est plus le 7 de carreau mais le 10 de cœur. Utiliser les deux
mutateurs créés afin de changer les attributs de l'instance carte_en_main
.
On veut construire une méthode trier_hasard
dans la classe Carte ayant pour seul paramètre
self
qui permet de modifier la couleur et la valeur d'une carte pour simuler le tirage aléatoire
d'une carte du
jeu.
Pour cela :
Rajouter en première ligne de code : from random import *
.
Voici ci-dessous le début de la méthode trier_hasard
à insérer dans la classe Carte :
def tirer_hasard(self):
"""
choix au hasard de la couleur et de la valeur
"""
# pour la couleur
coul = choice(['carreau', 'coeur', 'pique', 'trefle']) # choix au hasard d'un élément de la liste
# ligne à rajouter pour modifier la couleur de la carte (utilisez le mutateur set_couleur())
En utilisant le mutateur set_couleur()
, compléter la dernière ligne de la méthode
trier_hasard
.
On modélise le tirage aléatoire de la valeur par le tirage aléatoire d'un nombre entier entre 1 et 13 où :
le 1 correspond à l''As',
le 11 correspond au 'Valet',
le 12 correspond à la 'Dame',
le 13 correspond au 'Roi'.
On simule le tirage aléatoire grâce à randint(1, 13)
.
Voici la suite de cette
méthode trier_hasard
(à ajouter en dessous des lignes précédentes) :
# pour la valeur
n = randint(1, 13) # tirage aléatoire de la valeur
if n == 1:
# ligne à rajouter pour modifier la valeur de la carte en 'As' (utilisez le mutateur set_valeur())
elif n == 11:
# poursuivre en traitant chaque cas
Compléter la fin de la méthode trier_hasard
.
Utiliser cette méthode trier_hasard
pour modifier carte_en_main
.
Après chaque nouveau lancer, découvrez la nouvelle valeur et la nouvelle couleur en utilisant les accesseurs,
Modifier le code de la méthode trier_hasard
afin de remplacer le traitement des différents par
des if
,
elif
et else
par l'utilisation d'un dictionnaire.
Libre à vous de développer davantage ce projet en rajoutant votre propres idées.
Ce prolongement sera repris dans le chapitre lp3 sur la
Pour l'instant deux classes ont été créées de manière indépendante : la classe Personnage
et celle Outil
. L'objectif est désormais de faire un lien entre ces deux classes.
Pour cela, nous allons utilisé ces classes comme un module simple utilisable par différents programmes, tout comme vous utilisiez des bibliothèques déjà construites à l'intérieur de programme. On parle alors de modularité.
En pratique, vous pouvez :
créer un fichier par classe.
modifier ainsi une classe (donc un fichier) sans avoir à modifier les autres.
partager le travail en équipe en se répartissant les classes (donc les fichiers) à réaliser.
Pour lier les deux classes déjà construites, nous allons successivement :
Construire la classe Outil
à l'intérieur d'un fichier spécifique,
Importer cette classe Outil
dans un nouveau programme qui correspondra à la classe Personnage
précédente modifiée.
Ce programme correspondra à un nouveau fichier,
Créer un programme principal qui importera la seule classe Personnage
.
Ce programme correspondra grosso modo au programme accessible à l'utilisateur.
Voici le détail de ce qui est à faire :
Créez un fichier nommée outil.py
qui contient le code de la classe Outil
. Il vous suffit d'y mettre comme contenu le code obtenu à la fin de l'exercice 8 (cf. lien direct).
Créez un nouveau fichier nommé personnage_avec_outil.py
.
Y mettre le contenu de la classe Personnage
obtenu à la fin de l'exercice 9 (cf. lien direct).
Comme quelques modifications sont nécessaires pour lier les deux classes, afin d'éviter les confusions, renommer la classe comme
PersonnageAvecOutil
.
Rajouter en deuxième ligne le code suivant :
from outil import *
Ce code permet d'importer les fonctions présentes dans le fichier outil.py, c'est-à-dire d'utiliser les méthodes de la classe Outil
. Désormais, les deux classes sont
liées.
Créez un fichier main.py
. Ce fichier sera le programme que l'utilisateur exécutera directement.
Dans ce fichier main.py
, coller le code suivant :
# importation des fonctions présentes dans le fichier personnage_avec_outil.py, c'est-à-dire des méthodes de la classe PersonnageAvecOutil
from personnage_avec_outil import *
# gestion de l'affichage de la saisie du genre par l'utilisateur
genre = input("""
Saisir la lettre correspondant au genre désiré pour votre personnage :
M : si vous voulez une héros de genre masculin,
F : si vous voulez une héroïne de genre féminin,
A : si vous désirez un personnage sans genre déterminé
""")
genre = genre.upper() # pour s'assurer que la lettre saisie est en majuscule
# Création du nouveau personnage, appelé ici par défaut hero
if genre == 'F':
hero = PersonnageAvecOutil('feminin')
elif genre == 'M':
hero = PersonnageAvecOutil('masculin')
elif genre == 'A':
hero = PersonnageAvecOutil('autre')
else :
print("erreur de saisie dans le choix du genre")
# Affichage d'une caractéristique du personnage créé :
print("Votre personnage a comme niveau d'expérience {}.".format(hero.get_experience()))
Remarquez que la méthode get_experience()
de la classe PersonnageAvecOutil
est directement utilisable.
L'utilisateur peut ainsi utiliser les méthodes
sans savoir comment elles ont été écrites.
En exécutant le programme de ce fichier, vous devez voir apparaître dans la console :
>>>
Votre personnage a comme niveau d'expérience 0.
Voici une vidéo pour aider à la réalisation de l'exercice précédent ainsi que du suivant :
Maintenant que les deux classes sont liées, il est possible de modifier ou de créer des méthodes.
On veut désormais que tout personnage possède un objet, unique pour simplifier pour l'instant.
Pour cela, on considère que le personnage possède un nouvel attribut, nommé objet
, qui correspond à l'outil en main.
On veut désormais que tout personnage nouvellement créé commence avec un seul outil : un simple bâton de marche, de masse 0.5 kg et que l'on peut tenir à une seule main.
Pour cela, modifiez comme ci-dessous le script de la méthode __init__
de la classe PersonneAvecOutil
du fichier personnage_avec_outil.py
:
def __init__(self, genre, experience=0):
self.genre = genre
self.__experience = experience
self.objet = Outil(0, 0.5) # ligne à rajouter
Cette ligne rajoutée fait appel au constructeur de la classe Outil
, constructeur importé grâce au code de la première ligne
from outil import *
.
On désire maintenant obtenir un accesseur pour ce nouvel attribut objet
. On veut qu'il nous renvoie la masse et le nombre de mains nécessaires à son utilisation.
Pour le créer dans la classe PersonneAvecOutil
(donc dans le fichier fichier personnage_avec_outil.py
), il suffit d'utiliser les méthodes déjà existantes dans la classe Outil
.
Le script suivant, qui permet d'obtenir un tel accesseur, est à copier en fin de fichier personnage_avec_outil.py
:
# méthode faisant appel à la classe Outil :
def get_objet(self):
"""accesseur des caractéristiques masse et nombre de mains de l'objet"""
masse = self.objet.get_masse()
main = self.objet.get_main()
return masse, main
Notez bien que :
les méthodes get_masse()
et get_main()
sont celles de la classe Outil
importée.
elles s'appliquent sur l'instance self.objet
qui correspond à l'attribut objet
du personnage courant (appelé avec le mot-clef self
).
On désire que lors de la création d'un nouveau personnage, s'affiche le nom de l'objet avec la valeur de ces attributs de masse et de nombre de mains nécessaires.
Pour cela, il suffit de rajouter les deux lignes suivantes en fin du programme principal (du fichier main.py
) :
# Découverte des caractéristiques de l'objet en main du héros ou de l'héroïne :
print("Vous commencez avec un bâton de marche de masse {} que vous pouvez tenir à {} main.".format(hero.get_objet()[0],hero.get_objet()[1]))
Notez bien que :
bien que la classe Outil
ne soit pas directement importée dans la fichier main.py
, on peut accéder aux attributs de l'outil.
cet accès se fait grâce à l'accesseur nouvellement créé, qui lui est importé de la classe PersonnageAvecOutil
grâce à la ligne déjà présente : from personnage_avec_outil import *
.
Si vous exécutez ce programme main.py
, vous verrez s'afficher dans la console :
>>>
Votre personnage a comme niveau d'expérience 0.
Vous commencez avec un bâton de marche de masse 0.5 que vous pouvez tenir à 1 main.
Résumé de cette partie :
On peut décomposer un projet en plusieurs classes dont le script est écrit dans des fichiers séparés, On peut utiliser une classe dans une autre classe par simple import de fichier, L'utilisateur aura un accès direct à un fichier (ici L'utilisateur utilise indirectement l'ensemble des classes : en instanciant un personnage de la classe On peut ainsi partager le travail de codage entre plusieurs personnes sans risque de perturbation, une fois l'architecture globale des fichiers conçue.
main.py
: il ne voit pas comment est conçue l'architecture globale du projet
ni l'ensemble des classes qui le composent).PersonnageAvecOutil
,
il instancie aussi un outil de la classe Outil
.
Vous devez créer une nouvelle méthode, nommée decouverte
dans la classe PersonnageAvecOutil
qui modélise la découverte d'un nouvel objet par le joueur, objet dont le niveau requis, la masse et la
nombre de mains sont donnés comme paramètres de cette méthode.
Cette méthode conduira au remplacement de l'outil en main (celui de l'attribut objet
) par le nouveau dans le seul cas où le personnage possède
un niveau d'expérience suffisant pour cela.
De plus, deux affichages différents sont attendus dans la console :
Nouvel objet
s'il y a eu changement d'outil,
Dommage, il faut encore progresser en niveau
sinon.
Testez votre code en lançant le programme main.py
puis en saisissant, par exemple, dans la console :
>>> hero.decouverte(10, 1.23, 2)
Vous devez obtenir comme affichage :
>>> hero.decouverte(10, 1.23, 2)
Dommage, il faut encore progresser en niveau
Testez le cas de la découverte d'un objet que votre personnage peut posséder vu son niveau d'expérience.
Vous pouvez vous amuser à rajouter d'autres méthodes (voire même des attributs) pour poursuivre le jeu.
Vous pouvez avoir un personnage avec plusieurs outils possédés. Pour cela, il vous suffit de modifier ou rajouter des attributs de votre personnage et d'instancier autant de fois la classe Outil
que le nombre d'outils
que votre personnage peut avoir. Évidemment, vos aurez sûrement alors à modifier les méthodes liées à ces attributs.
Maintenant que vous maîtrisez la programmation objet, vous allez pouvoir implémenter ces deux notions de piles et de files à l'aide de ce paradigme de programmation.
Dans cet exercice, vous allez créer progressivement une implémentation de la notion de pile accompagnée de son interface
vue au chapitre précédent sous forme de méthode s'appliquant à un objet pile.
La notion de liste Python sera utilisée pour créer la classe Pile
.
Voici ci-dessous un début de code, mais erroné, pour cette classe Pile
.
Corriger le code proposé afin que le constructeur permette de créer un objet pile en faisant en sorte que
par défaut le contenu est une liste vide.
class Pile:
def __init__(self, valeurs):
self.contenu = valeurs
Pour faciliter les tests par simple affichage, insérer la méthode __str__
suivante dans la classe
en cours de création :
def __str__(self):
"""permet l'affichage des valeurs de la pile
les unes au-dessus des autres, la dernière étant au sommet"""
l = self.contenu.copy() # copie indépendante pour ne pas modifier le contenu de la liste lors de l'affichage
l.reverse()
ch =""
for valeur in l:
ch = ch +"\n" + str(valeur)
return ch
Tester le constructeur déjà codé.
Créer la méthode est_vide
qui renvoie True
si la pile est vide,
False
sinon
Tester cette méthode.
Créer la méthode empiler
qui prend en paramètre un entier elt
et qui place
cet élément au sommet de la pile.
Tester cette méthode.
Créer la méthode depiler
qui supprime l'élément placé au sommet de la pile sous peu qu'elle
soit non vide et qui renvoie l'élément dépilé.
Utiliser une précondition.
Tester cette méthode.
Nous allons rajouter d'autres méthodes à la classe Pile
définie à l'exercice précédent.
Créer l'accesseur sommet
qui renvoie la valeur du sommet de la pile, sous peu que celle-ci
soit non vide, sans la retirer.
Créer la méthode hauteur
qui renvoie le nombre d'éléments de la pile sur laquelle s'applique
cette méthode.
Créer la méthode vider
qui vide la pile sur laquelle s'applique cette méthode.
Dans cet exercice, vous allez créer progressivement une implémentation de la notion de file accompagnée de son interface
vue au chapitre précédent sous forme de méthode s'appliquant à un objet file.
La notion de liste Python sera utilisée pour gérer le corps de la file.
Lorsque nous aurons vu comme structures de données les listes chaînées, nous pourrons améliorer la classe créée
dans cette exercice, en particulier au niveau du coût de la méthode defiler
.
Voici ci-dessous le début de code pour cette classe File
.
class File:
def __init__(self, corps, tete=None, queue=None):
self.tete = tete
self.corps = corps
self.queue = queue
def __str__(self):
"""permet l'affichage des valeurs de la file
les unes à côté des autres, la tête apparaissant en premier,
la queue en dernier"""
ch =""
if self.tete != None:
ch = str(self.tete)
if self.corps != []:
for elt in self.corps :
ch = ch +" | "+str(elt)
if self.queue != None:
ch = ch +" | "+str(self.queue)
return ch
Pour permettre l'affichage du contenu de la file, la méthode __str__
a été modifiée.
Quels sont les attributs de la classe File
?
Quel est le type de l'attribut corps
?
Créer la méthode est_vide
qui renvoie True
si la file est vide,
False
sinon
Tester cette méthode.
Créer la méthode enfiler
qui prend en paramètre un entier elt
et qui place
cet élément à la queue de la file.
Tester cette méthode, entre autre avec une file vide, une file a un élément, une file a deux éléments, une file a plus de deux éléments.
Créer la méthode defiler
qui supprime l'élément en tête de la file sous peu qu'elle
soit non vide et qui renvoie l'élément défilé.
Utiliser une précondition.
Penser à tester la méthode avec une file vide, une file a un élément, une file a deux éléments, une file a plus de deux éléments.
Tester cette méthode.
Créer un accesseur get_tete
qui renvoie l'élément en tête de la file, sans le supprimer.
Créer une méthode longueur
qui renvoie la taille de la file.
L'implémentation réalisée sur les files à l'exercice précédent n'est qu'une implémentation parmi d'autres.
On pourrait aussi, entre autres :
utiliser une liste chaînée,
la classe Pile
créé lors de cet exercice pour implémentée une file comme
le couple de deux piles entree
et sortie
comme vu
lors de cet exercice du chapitre précédent.
Voici une liste de sites traitant de la programmation orientée objet :
Voici une video sur le site lumni qui traite de la programmation objet : programmer-avec-des-objets
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