Leçon 3 : Héritage

IUP 2 Génie Informatique

Méthode et Outils pour la Programmation

Françoise Greffier

LES FORMES GEOMETRIQUES

Où l’on propose une application permettant de : Dessiner un carré, un rectangle, un cercle, un

triangle …. Associer au dessin : périmètre et surface.

CLASSE FORME

enum categorie { carre, rectangle, cercle, triangle};

class figure{public:

. . .void dessiner (void);double périmètre (void);double surface (void);. . .

private :categorie c;double a,b;point centre;

};

IMPLANTATION

double figure::surface(void){switch c{case carre : return (a*a);case rectangle : return (a*b);. . . }

}

POURQUOI HERITER ?

Relier des objets entre eux (famille)

Factoriser des traitements (Réutilisabilité) Représenter le centre de la figure (généralisation)

IDENTIFICATION DES OBJETS Un cercle (rayon) ne « ressemble » pas à un rectangle (diagonale)

Faciliter l ’extension l’application (Extensibilité) On traite les ellipses

COMMENT HERITER ?

GESTION D’UNE

HIERARCHIE DE CLASSES FactorisationToute figure géométrique a un centre

Spécialisation (un objet est un cas particulier d ’un autre objet)Un carré est un cas particulier de rectangle

Enrichissement (un objet a des propriétés propres)Un triangle rectangle comprend le calcul de l’hypoténuse

GRAPHE D’HERITAGE

Figure

Polygone Ellipse

Parallélogramme triangle Cercle

Rectangle triangle rectangle

Hérite de

RELATION D’HERITAGE

La classe D hérite de la classe M

MClasse mère

DClasse dérivée

Héritage simple :Un unique ascendant direct

HERITAGE PUBLIC

• Les classes dérivées héritent de la classe mère en se spécialisant • Les membres public de la classe mère deviennent des membres public des classes dérivées. • Les classes dérivées peuvent avoir des membres supplémentaires.(enrichissement)

Héritage public Relation : « est une sorte de »

HERITAGE public en C++

class M{public :void f(void);void g(void);

private:...

};

class D:{public :Méthodes redéfinies : void f(void);

Méthodes supplémentaires : void h(void);

private:Caractéristiques supplémentaires

};

public M

L ’instance W de la classe D a accès à la section public des classes D et M

Partage des caractéristiques

class M{public :

...protected :

private:

};

class D:

{public :

...

private:

Caractéristiques supplémentaires

};

public M

Pour la classe D : les membres de la section protected de la classe mère M sont accessibles par ses fonctions membres et fonctions amies

Pour la classe M : les membres de la section protected se comportent comme s’ils étaient placés dans sa section private.

HERITAGE : publicPartage des caractéristiques

class M{public :

protected:

private :

};

class D :{public :

protected:

private :

};

public M

Partie inaccessiblehéritée

Accès aux caractéristiques

class M{public :

...protected :

private:};

class D:

{public :

...

private:

Caractéristiques supplémentaires

};

public M

(ex: fonction main) accès aux sections public des classes M et D

Vision utilisateur

accès aux sections public et protected de la classe M

Classe D

Accès aux caractéristiques

class M{public :

...protected :

private:};

class D:

{public :

...

private:

Caractéristiques supplémentaires

};

public M

Attention : l ’utilisation du qualificateur protected est contraire au principe d ’encapsulation.Si des modifications sont apportées à la section protected de la classe M alors toutes les classes dérivées qui utilisent l ’accès direct à cette section sont susceptibles de subir des modifications.

Les constructeurs

class figure{public :figure (point);//construct :centre

private :point centre;};

rectangle::rectangle(double a,double b,point c):figure (c){ lo=a;

la=b;}

public figureclass rectangle : { public :rectangle(double,double,point);// constructeur par initialisation : //longueur et largeur, centre

};

Appel du constructeur de la classe mère

Les constructeurs

Lors de la création d ’une instance d ’une classe dérivée son constructeur et tous les constructeurs de ses classes parentes sont activés.

Héritage simple :Les constructeurs sont activés de la racine de l ’arbre d ’héritage vers les classes dérivéesActivation : d ’un constructeur par défaut (qui doit exister) ou bien appel à un constructeur explicite.

Les destructeurs

Lors de la destruction d’une instance d ’une classe dérivée son destructeur et tous les destructeurs de ses classes parentes sont activés.

Héritage simple :Les destructeurs sont activés de la classe dérivée vers la racine de l ’arbre d ’héritage.

Fonctions polymorphes

class M{public :

void f(void);void g(void);

private :. . .

Protected :};

class D1:

{public :

void f(void);

void h(void);

private:

Caractéristiques supplémentaires

};

class D2 :

{public :

void f(void);

void k(void);

private:

Caractéristiques supplémentaires

};

public M public M

Le polymorphisme offre la possibilité d ’associer à une méthode un code différent selon l’objet auquel elle appartient.Exemples : f ou tracer pour les formes géométriques

Fonctions polymorphes (Liaison statique)

class M{public :

void f(void);void g(void);

private :. . .

Protected :}; D1 w1;

D2 w2;

w1.f( );

w2.g( );

Vision utilisateur

class D1:

{public :

void f(void);

void h(void);...};

public M class D2 :

{public :

void f(void);

void k(void);

…};

public M

Liaison statique

Comment dans une hiérarchie par héritage, le compilateur sélectionne la méthode polymorphe à exécuter parmi les surcharges incluses dans la hiérarchie de classes ?

Fonctions polymorphes (surcharge ) Liaison statique

Résolution de la surcharge par liaison statique

D1 w1;

D2 w2;

w1.f( );

w2.g( );

Vision utilisateurClasse M

ClasseD1

ClasseD2

Le type de W1 est D1, par conséquent le compilateurregarde si la méthode f est dans la classe D1Si oui, celle-ci est exécutéeSi non, il la recherche dans la première classe ascendante, etc...

Héritage et COMPATIBILITE de type

class M

{ . . .

};

class D :

{ . . .

};

M* ptrM;D d;

ptrM=&d;

D* ptrD;

M m;

ptrD=&m;

On dit que le type statique de *ptrM est M.On dit que le type dynamique de *ptrM est D.L’objet pointé par ptrM reste de type D.

Vision utilisateur

public M

Collection d’objets de types différents

{figure* T[4]; // tableau de pointeurs

// sur figureT[0]=new carré();T[1]=new rectangle();T[2]=new cercle();T[3]=new triangle();

}Sur cet exemple, les composants du tableau T ont

un type statique = figureun type dynamique = carré ou rectangle ...

Liaison statique des fonctions

class figure{ public :void tracer (void) { } //action vide

};

class rectangle: { public :void tracer (void);//rectangle IC est tracé

};

public figure

figure* Ptr;

Ptr = new rectangle();Ptr -> tracer( );

Vision utilisateur

Le type statique de *Ptrest figure. Par conséquent, l’instruction Ptr->tracer( ) active la méthode tracer de la classe figure.=> Action vide

Liaison dynamique des fonctionsFonctions virtuelles

class figure

{ public :

void tracer (void) { } //action vide

};

class rectangle : public figure

{ public :

void tracer (void);// instance courante est tracée

};

figure* Ptr;

Ptr = new rectangle( );Ptr -> tracer( );

Vision utilisateur

La fonction tracer est virtuelle.Par conséquent, l’instruction Ptr->tracer( ); active la méthode associée au type dynamique de *ptr.=> Tracé du rectangle

virtual

virtual

Les fonctions virtuelles

Lors de la redéfinition d’une fonction virtuelle: Les fonctions virtuelles doivent avoir la même

liste de paramètres. Les types de retour sont égaux ou sont des

pointeurs compatibles.

L’exécution des fonctions virtuelles s’appuie sur une indirection (table de pointeurs de fonctions virtuelles).

Classes dérivées : Tout comme une fonction ordinaire une fonction

virtuelle sert de fonction par défaut dans les classes dérivées.

Une fonction virtuelle redéfinie dans une classe dérivée reste virtuelle dans la classe dérivée même si cela n’est pas spécifié.

Les fonctions virtuelles

Classe abstraite

Une classe abstraite est une classe qui ne peut pas être instanciée

exemple : L’instantiation de la classe figure n’a pas de sens.On ne peut pas tracer une figure, on tracera un carré, un cercle …

=> la méthode tracer est virtuelle pure

class figure{ public :

void tracer (void) ;

};

Une classe qui comprend une fonction virtuellepure et qui ne l’implémentepas est une classe abstraite.

virtual =0

//fonction virtuelle pure

Classe abstraite

SYNTAXE : on indique qu’une méthode virtuelle est pure en ajoutant =0 en fin de spécification.

class figure{ public :

void tracer (void) ;

};

Une classe qui comprend une fonction virtuellepure et qui ne l’implémentepas est une classe abstraite.

virtual =0

//fonction virtuelle pure

UTILISATION D’UNE CLASSE ABSTRAITE

class figure

{ public :

virtual void tracer (void) =0;

//fonction virtuelle pure

};

figure F;

figure* Ptr;

Ptr = new figure;

Vision utilisateur

//illégal

//illégal

// légal

L’instantiation de la classe figure n’a pas de sens.On en peut déclarer que des pointeurs sur figure.D ’une façon générale :

L’instantiation d ’une classe abstraite n’a pas de sens.Elle est refusée à la compilationOn en peut déclarer que des pointeurs sur une classe abstraite.