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Utiliser le paradigme objet

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Objectifs

Comprendre la notion de paradigme objet.
Utiliser la programmation orientée objet en Python.

Points clés

La programmation orientée objet consiste à créer et/ou à utiliser des objets.
Un objet est un exemplaire particulier d’une classe. Il possède des attributs et des méthodes.
En Python, tout est objet. Les fonctions dir() et help() permettent d’avoir des informations sur les objets utilisés.

Pour bien comprendre

Savoir programmer une classe en Python.

1. La programmation orientée objet (POO)

a. Généralités

Le paradigme objet se base sur la création et/ou l’utilisation d’objets. On parle également de POO (Programmation Orientée Objet).

En informatique, un objet est une modélisation d’un élément du monde réel. Il s’agit en fait de données et de fonctions qui agissent sur ces données réunies dans une même entité. Ces données sont appelées les arguments de l’objet. Les fonctions sont les méthodes.

On peut se représenter chaque objet comme une capsule qui regroupe des attributs et des méthodes.

objet = attributs + méthodes

On parle alors d’encapsulation des données et des méthodes dans les objets.

Chaque objet appartient au moins à une classe. Une classe permet de créer des objets. C’est une famille d’objets équivalents qui représentent un type de données. Un objet, aussi appelé une instance, est un exemplaire particulier d’une classe.

Exemple
En Python, str est la classe des chaines de caractères. Un objet str contient une chaine de caractères et des méthodes.

Par exemple, l’instance (ou objet) mot = ‘poulet’ de la classe str est une chaine de caractères.

La méthode upper() permet de créer une nouvelle instance de la classe str contenant la chaine de caractères ‘poulet’ en majuscule.

Beaucoup de langages permettent la programmation orientée objet.

Il en existe toutefois de deux types : les langages objets à classes (Python, Java, etc.) et les langages objets à prototypes (JavaScript, etc.).

Les langages objets à prototypes ne permettent pas de créer des classes mais permettent de créer des objets dont les caractéristiques sont héritées d’objets déjà existants : on parle de prototypage.

b. Avantages et inconvénients

L’un des avantages de la programmation orientée objet est que l’on peut réutiliser facilement les classes créées. De plus, le principe d’encapsulation des attributs et des méthodes dans les objets rend les codes plus sûrs puisque seule une connaissance des classes permet d’accéder aux données afin de les manipuler.

La programmation orientée objet rend cependant les codes moins performants car les objets sont des structures complexes dont la création et la manipulation demandent plus de ressources informatiques. Le paradigme objet nécessite de plus de se documenter avant de programmer.

2. La programmation orientée objet en Python

a. Généralité

En Python, tout est objet. Dès qu’une variable est créée, elle référence un objet, que ce soit un nombre entier (int), un nombre flottant (float), un tableau (list) ou toute autre structure.

Pour connaitre la liste des attributs et des méthodes d’un objet, on peut utiliser l’instruction :
dir(nom_de_la_classe) ou dir(nom_de_la_variable).

L’instruction help(nom_de_la_classe) ou help(nom_de_la_variable) permet d’accéder à la documentation de la classe de l’objet utilisé.

Exemple
Les objets de la classe list sont des tableaux.
L’instruction dir(list) renvoie la liste des attributs et des méthodes des tableaux.

En Python, les bibliothèques définissent la plupart du temps des classes.

Exemple
La bibliothèque matplolib contient le module pyplot qui contient des classes, lesquelles permettent de créer des objets qui contiennent toutes les caractéristiques afin de créer des graphiques.
Une fois un objet créé, la méthode show() permet de créer une image numérique du graphique.

b. Création de classes

En Python, la programmation orientée objet consiste à créer des classes avant d’effectuer les traitements informatiques nécessaires à la résolution du problème étudié. Le mot-clé class permet de définir une nouvelle classe.

Exemple
Si l’on veut faire des statistiques, on peut créer une classe SerieStat.

Python	Explication
class SerieStat:	On définit la classe SerieStat.
def __init__(self, liste): self.serie = liste	On définit le constructeur de la classe SerieStat.
def taille(self): return len (self.serie)	On définit la méthode taille qui renvoie le nombre d’éléments de la série statistique.
def somme(self): resultat = 0 for elt in self.serie: resultat = resultat + elt return resultat	On définit la méthode somme qui renvoie la somme des éléments de la série statistique.
def moyenne(self): n = self.taille() return self.somme()/n	On définit la méthode moyenne qui renvoie la moyenne des éléments de la série statistique.

Le code suivant permet ainsi de calculer la moyenne du tableau [1, 2, 3, 4, 5].

Python	Explication
serie = SerieStat([1, 2, 3, 4, 5])	On crée l’objet serie de la classe SerieStat.
moy = serie.moyenne()	On affecte à la variable moy la moyenne des éléments de la série serie.

Voici l'exécution de ce code sur Python Tutor.

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