Programmation en Python Cours 7/8

(1)

Cours d’Informatique Scientifique

Programmation en Python Cours 7/8

Laurent Pointal

laurent.pointal @ limsi.fr

@ laposte.net

Source des illustrations: OpenClipArt.org et créations personnelles.

(2)

Programme de la séance

●

Concepts Programmation Orientée Objet

●

Utilité ?

●

Interactions

●

Familles d’objets : classes

●

Encapsulation

●

Composition / Agrégation

●

Héritage

●

POO en Python

●

Définition d ’une classe

●

Création d’objets

●

Utilisation d’objets

(3)

Laurent PointalDépartement Mesures Physiques Cours d’Informatique Scientifique 7/8 3 22

v2.2

Programmation Orientée Objets

Modéliser

Réutiliser

Programmation Procédurale

Programmation Orientée Objets (POO)

Étendre Hériter (Dériver)

Composer / Agréger Encapsulation

Comportement

Méthodes

Attributs

(4)

aurent PointalDépartement Mesures Physiques Cours d’Informatique Scientifique 7/8 4 22

v2.2

Interactions

Attributs Méthodes

Objet

Attributs Méthodes

Objet

Attributs Méthodes

Objet Monde

Extérieur

(5)

v2.2

Des familles: les Classes

●

Nombres (int, float, …bool)

●

Chaînes (str)

●

Séquences (list, tuple, …)

●

Dictionnaires (dict)

●

Ensembles (set, …)

●

Fichiers

●

…

3 instance de ^int

>>> type(x)

<class 'int'>

>>> type("toto")

<class 'str'>

>>> type([1,2,3])

<class 'list'>

>>> type(f)

<class '_io.TextIOWrapper'>

>>> isinstance(3,int) True

Les objets sont des “instances” de classes.

x = 3

f = open("data.txt","w",encoding="utf-8")

x

f

Objet Fichier pour

"data.txt" instance de _io.TextIOWrapper

>>> x.class

<class 'int'>

(6)

v2.2

Encapsulation

L’objet encapsule (regroupe) un accès aux:

●

attributs d’instance (ou variables membres), propriétés liées à l’objet,

●

opérations (ou méthodes) que la classe de l’objet permet.

real: 3 imag: 1.4

complex

conjugate()

Objets Classe

real: 4.672 imag: -78.9

real: 0 imag: 8.24

Exemple avec les complexes:

Il peut aussi y avoir des attributs de classe, partagés par tous les objets d’une classe.

>>> c1 = complex(3, 1.4)

>>> c1 (3+1.4j)

>>> c1.real 3.0

>>> c1.imag

1.4 >>> c2 = c1.conjugate()

>>> c2

(3-1.4j)

(7)

v2.2

Composition / Agrégation

L’objet est composé d'attributs qui sont eux-même des objets d’autres classes. x a un y

protocole:

dateheure: "2012-02-13 11:23"

experimentateur: "Maxime"

valeurs: [(15e3,13.9),(15.01e3,11.2),…]

ResultatsExpe

spectroscopie

agrégation

composition

(8)

v2.2

Héritage (ou dérivation)

Une classe pour définir un modèle spécialisé de quelque chose de plus générique. x est un y

AppareilDeMesure

HP3455A

(9)

v2.2

Héritage (ou dérivation)

D'autres classes pour définir d'autres modèles d'appareils de mesure.

AppareilDeMesure

HP3455A Keithley2000E

Agilent34405A

(10)

v2.2

Héritage (ou dérivation)

De objets de chaque classe, que l'on va utiliser dans des programmes.

AppareilDeMesure

HP3455A

Volt.HP#2 Volt.HP#1

Keithley2000E Agilent34405A

Volt.Agil#1 Volt.Kei#1 Volt.Kei#1

(11)

v2.2

Héritage Multiple (à éviter)

Parfois on a besoin d’hériter de plusieurs classes…

À éviter autant que possible, ou à utiliser en connaissant les

implications.

AppareilDeMesure

HP3455A

SystemeElectronique

Un appareil pour

réaliser des mesures Un système qu'il faut localiser, alimenter, entretenir...

A

B C

D

Héritage en diamant

(12)

v2.2

Attributs & méthodes hérités

Bénéficier des méthodes et attributs définis dans une classe parente.

HP3455A

AppareilDeMesure

●

catégorie

●

identifiant

●

canaux

●

unites

●

initialiser()

●

mesurer()

●

lire()

●

afficher()

●

affichertout()

●

tensionmax

●

interface

●

initialiser()

●

mesurer()

●

lire()

●

etalonner() catégorie:…

identifiant:…

canaux:…

unites:…

tensionmax:…

interface:… Script...

(13)

v2.2

Définition de Classe

class HP3455A(AppareilDeMesure) :

"""Gestion d'un voltmètre HP 3455A."""

def lire(self,p_numcanal) :

"""Lit la mesure sur un canal particulier."""

if not 0<=p_numcanal<len(self.canaux):

raise ValueError("numéro de canal invalide")

1

^er

paramètre : self

Référence l’objet sur lequel on travaille, espace de noms pour accéder aux

attributs et aux méthodes.

Bloc de définition de la classe, indenté dans le module.

Bloc de définition de la méthode, indenté par rapport à la classe.

Héritage

Accès aux attributs de l’objet.

(14)

v2.2

Création d’objets

h1 = HP3455A("Volt.HP#1","COM1") h2 = HP3455A("Volt.HP#2","COM2")

Utiliser la classe comme une fonction, lui fournir les paramètres de construction de l’objet.

Construction de l’objet:

1) Création par Python d'un objet HP3455A vierge en mémoire.

2) Appel de sa méthode init(objet, paramètres de construction…).

class HP3455A(AppareilDeMesure) :

"""Pilotage d'un voltmètre Hewlett Packard 3455A."""

def init(self,p_ident,p_serie) :

"""Construction des attributs du HP3455A"""

super().init("voltmetre", p_ident, 6, "Volt") self.tensionmax = 1000

self.interface = "serial:"+p_serie+"/9600/8N2"

Appel méthode init de la classe héritée !

Stockage des valeurs dans l’objet (self.xxx).

(15)

v2.2

Utilisation d’objets

Vous l’avez déjà fait avec les chaînes de caractères, listes, dictionnaires, fichiers…

h1 = HP3455A("Volt.HP#1" ," COM1"))

print ("Appareil:", h1.identifiant, "(",h1.categorie,")" )

for canal in h1.canaux:

print("Mesure:", canal) h1.initialiser()

h1.mesurer() h1.liretout()

h1.affichertout()

Accès aux attributs et méthodes en utilisant l’espace de noms de

la variable qui référence l’objet manipulé.

(16)

v2.2

Méthodes spéciales xxx

Elles sont utilisées par

●

les opérateurs mathématiques, logiques...

●

les fonctions génériques

real: 3 imag: 1.4

complex

Objets Classe

Méthodes:

●

conjugate()

Méthodes spéciales:

●

init()

●

str()

●

add()

●

mul()

●

float()

●

abs()

●

…

Opérateurs:

●

+ -

●

* / // %

●

**

Fonctions génériques:

●

abs() real: 4.672

imag: -78.9

real: 0 imag: 8.24

Voir au verso de l'Abrégé Dense Python.

Les méthodes «normales» n'ont pas

de double souligné ! C'est réservé.

(17)

v2.2

Une application: Polynôme de degré 2

Déjà vu en TP, de façon procédurale.

Comment passer en objets ?

Attributs ?

Opérations ?

(18)

v2.2

Poly2 - Construction

class Poly2(object) :

"""Polynôme du second degré."""

def init(self,p_coefa,p_coefb,p_coefc) :

"""Construit un polynôme à partir des coefficients a,b,c."""

self.a = p_coefa self.b = p_coefb self.c = p_coefc

Pour le polynôme 3x² + 2x - 1, on veut pouvoir écrire:

p = Poly2(3,2,-1)

>>> from polynome_m import *

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> p.a 3

>>> p1 = Poly2(-0.5,6.2,3.8)

>>> p1.b 6.2

>>> p.b 2

Utilisation:

Création d’un module polynome_m :

(19)

v2.2

Poly2 - Affichage

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> print(p)

<polynome_m.Poly2 object at 0x7f5a93c92fd0>

Améliorons les choses…

class Poly2(object) :

…

def str(self) :

"""Chaîne d'affichage du polynôme."""

s = "{0.a}x²+{0.b}x+{0.c}".format(self) return s

>>> from polynome_m import *

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> print(p) 3x²+2x+-1

Note: on peut faire esthétiquement mieux, voir le fichier source final.

(20)

v2.2

Poly2 - Extraction des racines

class Poly2(object) : …

def discriminant(self) :

"""Retourne le discriminant ("delta") du polynôme."""

return self.b2 - (4self.aself.c)**

def racines(self) :

"""Retourne un tuple contenant les racines réelles du polynôme.

Le tuple peut être vide, contenir une racine, ou contenir deux racines.

"""

delta = self.discriminant() if delta < 0:

return () elif delta == 0:

**return (-self.b / (2*self.a), ) else:**

**x1 = (-self.b - sqrt(delta))/(2self.a) x2 = (-self.b + sqrt(delta))/(2self.a) return (x1,x2)**

Méthode racines() de Poly2 qui retourne un tuple:

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> p.racines()

(-1.0, 0.3333333333333333)

(21)

v2.2

Poly2 - Évaluation

class Poly2(object) : …

def calcul(self,p_x) :

"""Calcul du polynôme pour valeur x."""

**return self.a*p_x**2 + self.b*p_x + self.c**

Pour calculer l’évaluation du polynôme pour une valeur de x :

class Poly2(object) : …

def call(self,p_x) :

"""Utilisation du polynome comme une fonction."""

return self.calcul(p_x)

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> p.calcul(2) 15

>>> p = Poly2(3,2,-1)

>>> p(2) 15

Et afin d’utiliser le polynôme comme si c’était une fonction :

(22)

v2.2

Programmation en Python Cours 7/8

Cours d’Informatique Scientifique

Programmation en Python Cours 7/8

Laurent Pointal

laurent.pointal @ limsi.fr

@ laposte.net

Programme de la séance

Concepts Programmation Orientée Objet

Utilité ?

Interactions

Familles d’objets : classes

Encapsulation

Composition / Agrégation

Héritage

POO en Python

Définition d ’une classe

Création d’objets

Utilisation d’objets

Programmation Orientée Objets

Modéliser

Réutiliser

Programmation Procédurale

Programmation Orientée Objets (POO)

Étendre Hériter (Dériver)

Composer / Agréger Encapsulation

Comportement

Méthodes

Attributs

Interactions

Attributs Méthodes

Objet

Attributs Méthodes

Objet

Attributs Méthodes

Objet Monde

Extérieur

Des familles: les Classes

Nombres (int, float, …bool)

Chaînes (str)

Séquences (list, tuple, …)

Dictionnaires (dict)

Ensembles (set, …)

Fichiers

…

3 instance de int

>>> type(x)

<class 'int'>

>>> type("toto")

<class 'str'>

>>> type([1,2,3])

<class 'list'>

>>> type(f)

<class '_io.TextIOWrapper'>

>>> isinstance(3,int) True

Les objets sont des “instances” de classes.

x = 3

f = open("data.txt","w",encoding="utf-8")

x

f

Objet Fichier pour

"data.txt" instance de _io.TextIOWrapper

>>> x.__class__

<class 'int'>

Encapsulation

L’objet encapsule (regroupe) un accès aux:

attributs d’instance (ou variables membres), propriétés liées à l’objet,

opérations (ou méthodes) que la classe de l’objet permet.

real: 3 imag: 1.4

complex

conjugate()

Objets Classe

real: 4.672 imag: -78.9

real: 0 imag: 8.24

Exemple avec les complexes:

Il peut aussi y avoir des attributs de classe, partagés par tous les objets d’une classe.

>>> c1 = complex(3, 1.4)

>>> c1 (3+1.4j)

>>> c1.real 3.0

>>> c1.imag

1.4 >>> c2 = c1.conjugate()

3 instance de ^int

>>> x.class