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La programmation orientee objetset le langage Java

Master BBSG 2Laurent Tichit

Departement Informatique et Interactions, Faculte des Sciences de Luminy

Cours 1: Java “sans les objets”

c©L. Tichit, 2015-2016 POO et Java 1 / 32

Java “sans les objets”

Ressources

Documentation

www.dil.univ-mrs.fr/~tichit/java/ (cours, docs)java.sun.com : logiciel et docs, dontla doc de l’API : http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

Logiciel

JRE - Java Runtime Environment : machine java + bibliotheques, pourexecuter les programmes javaJDK - Java Development Toolkit : compilateur et outils pour developper(contient un JRE)editeur de textes quelconque (bloc-notes, vi, Jext, gedit, etc.)tres preferable : eclipse (EDI tres puissant)

version courante de Java 8 (2015) : JavaSE 8 update ? ? (ou OpenJDK 8build ? ?)

Windows : jdk-8u??-windows-i586/x64.exeUbuntu/Debian : openjdk-8-jdk

Ressources

Documentation

Logiciel

Ressources

Documentation

Logiciel

Le langage Java

cree par James Gosling, vers 1995 chezSun Microsystems Inc.

destine a l’informatique repartie : securite,reutilisabilite, portabilite

langage neuf(pas de compatibilite a assurer)langage oriente objetsbibliotheque tres importantelangage compile et interprete par uninterpreteur (appele machine virtuelle)

Java est compile et interprete

compilation : traduction texte java → bytecode

interpretation : execution du bytecode par une machine virtuelle Java(portabilite et securite)

MaClasse.java MaClasse.class

javadonnées résultats

machine-hôte

texte bytecode

Deux commandes a connaıtre

compilation d’un fichier sourcejavac <nom de fichier>ex : javac Bonjour.java

execution d’une classe executablejava <nom de classe>ex : java Bonjour

il doit exister une classe Bonjour

comportant une methode main particuliere

avec eclipse tout cela devient transparent → rapidite de developpement maisnuit a la comprehension des mecanismes)

L’inevitable � PRINT "HELLO" �

Une classe executable complete (minimale) :

fichier Bonjour.java

public class Bonjour {public static void main(String[] args) {

System.out.println("Bonsoir !");

Essai :>javac Bonjour.java

>java Bonjour

Bonsoir !

java Bonjour

Bonsoir !

>java Bonjour

Bonsoir !

Deux erreurs frequentes

public class Bonjour {public static void main() {

>java Bonjour.class

Exception in thread "main"

java.lang.NoClassDefFoundError: Bonjour/class

>java Bonjour

java.lang.NoSuchMethodError: main

Une classe executable doit posseder une methode ayant la signaturepublic static void main(String[] args)

>java Bonjour

java.lang.NoSuchMethodError: main

Une classe executable doit posseder une methode ayant la signaturepublic static void main(String[] args)

Deux mises en garde...

Les langages orientes objets ont ete developpes pour lutter contre lacomplexite des grosses applications :

il est difficile d’en montrer l’interet sur de petits exemplesce cours fait appel a l’experience et/ou l’imagination de l’auditeur

Les bibliotheques accompagnant ces langages sont tres copieuses :

la documentation de l’API est absolument indispensableles recherches dans cette doc sont de veritables � jeux de pistes �

ne pas hesiter a reutiliser des programmes qui fonctionnentplus que jamais il est necessaire de beaucoup pratiquer

Deux mises en garde...

Les langages orientes objets ont ete developpes pour lutter contre lacomplexite des grosses applications :

il est difficile d’en montrer l’interet sur de petits exemplesce cours fait appel a l’experience et/ou l’imagination de l’auditeur

Les bibliotheques accompagnant ces langages sont tres copieuses :

la documentation de l’API est absolument indispensableles recherches dans cette doc sont de veritables � jeux de pistes �

ne pas hesiter a reutiliser des programmes qui fonctionnentplus que jamais il est necessaire de beaucoup pratiquer

Approche du langage

Parlant tres (trop ?) simplement, la POO c’est de la carrosserie :

packaging et gestion des droits d’acces aux elements des programmesmise en commun et reutilisation du code

Qu’y a-t-il sous cette carrosserie ? essentiellement, le C :

meme syntaxe de baseconservation de la grande majorite des concepts

Officiellement nous connaissons Python. Aujourd’hui, nous allons

presenter rapidement quelques differences entre la syntaxe de base de Java etcelle de Pythonfaire une mauvaise approche de la notion de classe

Approche du langage

Les variables et fonctions doivent etre declarees. Exemple :

en Python

def distance(x1, y1, x2, y2):dx = x1 - x2dy = y1 - y2return 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);

Approche du langage

Les variables et fonctions doivent etre declarees. Exemple :

en Python

def distance(x1, y1, x2, y2):dx = x1 - x2dy = y1 - y2return 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);

Types primitifs

Nombres entiers

byte : entier sur 8 bits (256 valeurs, de −128 a +127)

short : entier sur 16 bits (65536 valeurs, de −32768 a +32767)

int : entier sur 32 bits (' 4, 3× 109 valeurs)

long : entier sur 64 bits

Nombres decimaux

float : flottant sur 32 bits (norme IEEE, 7 chiffres significatifs)

double : flottant sur 64 bits (norme IEEE, 15 chiffres significatifs)

Valeurs booleennes

boolean : { false, true }Caracteres

char : caracteres Unicode sur 16 bits

Types primitifs

Nombres entiers

Nombres decimaux

Valeurs booleennes

Types primitifs

Nombres entiers

Nombres decimaux

Valeurs booleennes

boolean : { false, true }

Caracteres

Types primitifs

Nombres entiers

Nombres decimaux

Valeurs booleennes

Approche du langage

L’indentation (marge) et la fin de ligne n’ont aucun role syntaxique

code errone

if (a <= b)min = a;max = b;

elsemin = b;max = a;

La marge et la decoupe en lignes sont sans importance. Il faut ecrire :

code correct

if (a <= b) {min = a;max = b;

} else {min = b;max = a;

Approche du langage

L’indentation (marge) et la fin de ligne n’ont aucun role syntaxique

code errone

if (a <= b)min = a;max = b;

elsemin = b;max = a;

La marge et la decoupe en lignes sont sans importance. Il faut ecrire :

code correct

if (a <= b) {min = a;max = b;

} else {min = b;max = a;

Approche du langage

Certaines instructions requierent un � ; � a la fin, d’autres non :

affectationvariable = expression;

appel de fonction sans resultatfonction(arg1, arg2, . . . argk);

instruction conditionnelleif (expression) instruction else instructionif (expression) instruction

boucle � tant que �

while (expression) instruction

boucle � pour �

for (expr1; expr2; expr3) instruction

Approche du langage

boucle � pour �

Approche du langage

boucle � pour �

Approche du langage

boucle � pour �

Approche du langage

boucle � pour �

Approche du langage

Boucle � tant que � :while (expression) instruction

Exemple : etant donne u > 0,trouver le plus grand entier k tel que 2k < u

extrait de code

...k = 0;p = 1; /* p = 2^k */while (p < u) {

k = k + 1; /* ou k++; */p = 2 * p;

}k = k - 1; /* ou k--; */...

Approche du langage

Boucle � tant que � :while (expression) instruction

Exemple : etant donne u > 0,trouver le plus grand entier k tel que 2k < u

extrait de code

...k = 0;p = 1; /* p = 2^k */while (p < u) {

k = k + 1; /* ou k++; */p = 2 * p;

}k = k - 1; /* ou k--; */...

Approche du langage

Boucle � pour �

for (expr1; expr2; expr3) instruction− expr1 : initialisation− expr2 : condition de continuation (comme dans while)− expr3 : passage a l’iteration suivante

Exemple : somme des n elements d’un tableau de nombres tab :

extrait de code

...somme = 0;for (i = 0; i < n; i = i + 1)

somme = somme + tab[i];...

Approche du langage

Boucle � pour �

for (expr1; expr2; expr3) instruction− expr1 : initialisation− expr2 : condition de continuation (comme dans while)− expr3 : passage a l’iteration suivante

Exemple : somme des n elements d’un tableau de nombres tab :

extrait de code

...somme = 0;for (i = 0; i < n; i = i + 1)

somme = somme + tab[i];...

Une toute petite approche de la notion de classe

Presentation des classes sans parler des objets (en quelque sorte � commentfaire du C en Java ? �)

Pour aujourd’hui, une classe est

une unite de compilation (i.e. un texte source)un espace de noms (i.e. un moyen d’allonger les noms des variables etfonctions, pour eviter les conflits)

Pratiquement, en quoi consiste � faire du C en Java � ?

ecrire le code a l’interieur d’une classe (ou plusieurs)qualifier static toutes les variables et fonctionsqualifier public certains elements imposesfaire confiance a C, sauf pour les tableaux

une unite de compilation (i.e. un texte source)

un espace de noms (i.e. un moyen d’allonger les noms des variables etfonctions, pour eviter les conflits)

Exemple : simulation de la loi normale

loi de probabilite uniforme

toutes les valeurs ont la meme probabilitela fonction Math.random() fait cela

loi normale ou gaussienne

densite de probabilite p(x) = 1

2πe−

12 ( x−µ

(les valeurs centrales sontplus probables que les valeurs extremes)

comment l’avoir sur l’ordinateur ?Bonne approximation (les ri sont des tirages uniformes, 0 <= ri <= 1) :

y = r1 + r2 + · · ·+ r12 − 6

2πe−

12 ( x−µ

comment l’avoir sur l’ordinateur ?

Bonne approximation (les ri sont des tirages uniformes, 0 <= ri <= 1) :

y = r1 + r2 + · · ·+ r12 − 6

2πe−

12 ( x−µ

comment l’avoir sur l’ordinateur ?Bonne approximation (les ri sont des tirages uniformes, 0 <= ri <= 1) :

y = r1 + r2 + · · ·+ r12 − 6

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;

static int nombre = 100;

public static void main(String[] args) {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);

Quels sont les membres de la classeSimuLoiNormale ?

deux methodes :SimuLoiNormale.alea()SimuLoiNormale.main(. . . )

une variable :SimuLoiNormale.nombre

dans la classe on peut utiliser lenom court (voir appel d’alea)

dans une autre classe il faudraemployer le nom complet(voir l’appel de random)

for (int i = 0; i < 12; i++)

return s - 6;

somme = somcar = 0;

somme = somme + x;

for (int i = 0; i < 12; i++)

return s - 6;

somme = somcar = 0;

somme = somme + x;

for (int i = 0; i < 12; i++)

return s - 6;

somme = somcar = 0;

somme = somme + x;

for (int i = 0; i < 12; i++)

return s - 6;

somme = somcar = 0;

somme = somme + x;

for (int i = 0; i < 12; i++)

return s - 6;

somme = somcar = 0;

somme = somme + x;

L’identification complete d’une methode

alea s’appelle en faitSimuLoiNormale.alea()

a l’interieur de sa classe on peut utiliser le nom court

deux methode distinctes peuvent avoir le meme nom :il suffit qu’elles appartiennent a des classes distinctes

on peut appeler random notre fonction :SimuLoiNormale.random()

Math.random()

les noms complets sont differents.

Math.random()

Surcharge des noms des methodes

plus fort : deux methodes de la meme classe peuvent avoir le meme nom, ilsuffit qu’elles aient des signatures distinctes

class SimuLoiNormale {...

static double alea() { ... }...

static double alea(int k) { ... }...

appels de ces methodes :

y = SimuLoiNormale.alea(); /* la premiere */...

y = SimuLoiNormale.alea(20); /* la deuxieme */

plus fort : deux methodes de la meme classe peuvent avoir le meme nom, ilsuffit qu’elles aient des signatures distinctes

static double alea() { ... }...

static double alea(int k) { ... }...

}appels de ces methodes :

y = SimuLoiNormale.alea(); /* la premiere */...

y = SimuLoiNormale.alea(20); /* la deuxieme */

un autre exemple (extrait de la bibliotheque standard)class Math {

static double abs(double x) { ... }static float abs(float x) { ... }static int abs(int x) { ... }...

emploiy = Math.abs(x);

encore un exempleSystem.out.println("Resultat: ");

System.out.println(y);

}emploi

y = Math.abs(x);

}emploi

y = Math.abs(x);

Paquets (package)

les classes sont un � rangement � des methodes

les paquets sont un rangement des classes

package mesOutils;

class SimuLoiNormale {static double alea() {

la classe s’appelle maintenant : mesOutils.SimuLoiNormale

et la methode : mesOutils.SimuLoiNormale.alea()

but de tout cela : eviter les conflits de noms (reutilisabilite)

Paquets (package)

package mesOutils;

Paquets (package)

package mesOutils;

Paquets (package)

package mesOutils;

Paquets (package)

package mesOutils;

Paquets (package)

les noms de paquet peuvent contenir � . � :java.awt.event.MouseEvent

Java n’y voit pas une hierarchie (java.awt.event n’est pas un� sous-paquet � de java.awt)...

...mais les paquets correspondent a des repertoires : les classes dejava.awt.event doivent etre dans java/awt/event

java.sun.com recommande un systeme de nommage planetaire (cosmique ?) :package fr.univ mrs.dil.tichit.stats.mesOutils;

la fonction s’appelle maintenantfr.univ mrs.dil.tichit.stats.mesOutils.SimuLoiNormale.alea()

Paquets (package)

Instruction import

but : alleger les noms des classes lors de leur utilisation

on ecrit au debut du fichierimport mesOutils.SimuLoiNormale; // une classe

import java.awt.event.*; // tout le paquet

cela permet d’ecrire SimuLoiNormale.alea()

au lieu de mesOutils.SimuLoiNormale.alea()

il ne s’agit pas de

designer un paquet que, sinon, le compilateur ne trouverait pas,ni d’obtenir le droit d’acceder aux classes du paquetage

mais uniquement de

permettre l’emploi du nom court des classes du paquetage

Instruction import

mais uniquement de

Instruction import

mais uniquement de

Structure d’un fichier source Java

un ou aucun enonce package

un nombre quelconque d’enonces import

une (preferable) ou plusieurs classes

dont une seule est public, elle impose son nom au fichier

partout ou on veut, des commentaires

fichier MonCadre.java

/* auteur: Laurent* date: 20.10.14 */

package mesOutils;

import java.awt.*;import java.awt.event.*;

public class MonCadre {le code de la classe est ici

package mesOutils;

Conventions de nommage

des recommandations, non des obligations

but : faciliter la lecture des programmes (reutilisabilite)

noms faits de plusieurs mots : a partir du 2e , commencer chaque mot par unemajuscule

noms des classes : commencer par majusculeclass CadrePrincipalDeMonApplication { ...

noms des methodes et variables : commencer par minusculeint x, y;

double vitesseDuVent;

paquetages : commencer chaque element par minusculeimport mesOutils.statistiques.*;

variables statiques finales : tout en majuscule, avec des � �

static final int NOMBRE DE POINTS = 1000;

Les tableaux du langage

Tous les tableaux sont dynamiques (crees a l’execution)

tous les acces aux tableaux sont controles

exemple : declarationint[] table;

(pour le moment, table vaut null)

creation :table = new int[nombreElts];

acces aux elements du tableau (exemple) :table[i] = expression;

un tel acces provoque toujours deux verifications :

table 6= null, sinon NullPointerException

0 ≤ i <nombreElts, sinon ArrayIndexOutOfBoundsException

La taille des tableaux

Exemple :

fichier TestArgsMain.java

public class TestArgsMain {public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < args.length; i++)

System.out.println(args[i]);

Essai :> javac TestArgsMain.java

> java TestArgsMain Combien vaut 2+3

Combien

La taille des tableaux

Exemple :

fichier TestArgsMain.java

public class TestArgsMain {public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < args.length; i++)

System.out.println(args[i]);

Essai :> javac TestArgsMain.java

> java TestArgsMain Combien vaut 2+3

Combien

Une variable tableau est une reference...

int[] t1, t2; (declaration)

t1 t2nullnull

t1 = new int[7]; (creation)

0 0 0 0 0 0 0 t1 t2

t2 = t1; (affectation)

0 0 0 0 0 0 0 t1 t2

t1 t2nullnull

0 0 0 0 0 0 0 t1 t2

t1 t2nullnull

0 0 0 0 0 0 0 t1 t2

Tableaux a deux indices

Declarationdouble[][] matrice;

Creationmatrice = new double[nl][nc];

Exemple (avec nl = 3, nc = 4) :

0 0 0 0

matrice

0 0 0 0

Tableaux a deux indices

On obtient le meme resultat avec :

double[][] matrice;

matrice = new double[nl][];

for (int i = 0; i < nl; i++)

matrice[i] = new double[nc];

0 0 0 0

matrice

0 0 0 0

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