alphorm.com - Formation Programmer en C++

Présentation de la
formation
Site : http://www.alphorm.com
Blog : http://www.alphorm.com/blog
Forum : http://www.alphorm.com/forum
Fabien Brissonneau
Consultant, concepteur et formateur
Objets Logiciels
Contact : fabien.brissonneau@gmail.com
Programmer en C++ alphorm.com™©

Plan
• Présentation du formateur
• Qu’est-ce que C++ ?
• Le plan de la formation
• Les références bibliographiques
• Autres liens utiles

Présentation du formateur
• Fabien Brissonneau
• Email : fabien.brissonneau@gmail.com
• Consultant Concepteur et Formateur
• Missions d’architecture, de conception , de réalisation logicielles
• Fondateur de eiXa6
• Actuellement en mission sur un projet de gestion
• Mes références :
Mon profil Viadeo : http://fr.viadeo.com/fr/profile/fabien.brissonneau
Mon profil LinkedIn : http://fr.linkedin.com/pub/fabien-brissonneau/65/902/92a/

Qu’est-ce que C++?
• Un langage de programmation informatique
• Orienté objets
• Dérivé du - et compatible avec – langage C
• Standardisé ISO depuis 1998
• Dans sa version C++11, de 2011
• Une version nouvelle prévue en 2014

Le plan de la formation
• Chapitre 1 : Du procédural à l’objet
• Chapitre 2 : L’organisation du projet C++
• Chapitre 3 : La syntaxe de base
• Chapitre 4 : Le C++, langage orienté objets
• Chapitre 5 : Les templates
• Chapitre 6 : Les exceptions
• Chapitre 7 : Les fonctions et classes amies
• Chapitre 8 : Les opérateurs
• Chapitre 9 : La librairie standard

Les références bibliographiques
• The C++ Programming Language, Stroustrup, Addison-Wesley
• Programmer en langage C++, Delannoy, Eyrolles
• Apprendre le C++, Delannoy, Eyrolles

Autres liens utiles
• www.cppreference.com
• www.cplusplus.com
• www.learncpp.com
• www.stroustrup.com
• www.open-std.org

Il n’y a plus qu’à…

Du procédural à l’objet
Historique des langages
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les ancêtres du C++, C et Simula
• Les premiers temps du C++
• Les langages proche Java et C#
• Les dernières évolutions du C++

Les ancêtres du C++
• Simula depuis 1962
• Langage à classes
• Ancêtre de C++ et aussi de Smalltalk
• Le langage C, depuis 1972
• Orienté système

Les premiers temps du C++
• Le « C avec des classes », en 1979
• Permettre d’éviter l’usage de l’assembleur ou du C
• Tout en étant performant, et simple d’utilisation
• Version standard ISO en 1998
• Templates, namespaces, et RTTI
• Révision en 2003

Les langages Java et C#
• Java créé par Sun en 1995
• Langage portable, grande bibliothèque de classes
• C# créé par Microsoft en 2001
• Adapté à l’environnement .Net

Les évolutions de C++
• La version standardisée C++11
• Plus simple à apprendre
• Librairie standard suivant TR1

Ce qu’on a couvert
• Le C++ est un langage héritier des C et Simula
• Langage orienté objet, mais compatible avec le C
• Une première version standard en 1998, révisée en 2003
• La dernière version date de 2011

Les critères de qualité
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les critères de qualité du code logiciel
• Fiabilité
• Efficacité
• Maintenabilité
• Portabilité

Les critères de qualité
• Qualité fonctionnelle
• Ergonomie
• Fiabilité
• Efficacité
• Maintenabilité
• Portabilité

La fiabilité
• Le développeur doit être sûr de ce qu’il écrit
• Le code doit être lisible
• Le code doit rester simple
• Pas d’algorithmes compliqués
• Il faut maîtriser le cycle de vie des données

L’efficacité
• Un langage proche de la machine
• Un algorithme facile à améliorer, lisible
• Disposer d’algorithmes tout faits, de façon à éviter de réinventer la roue

La maintenabilité
• Le code doit être lisible et sans surprise
• L’intention du design doit transparaître dans le code
• Pas d’effets de bord malheureux
• Utilisant un maximum de standards, de façon à pouvoir reprendre le
code des autres

La portabilité
• Le langage doit être utilisable sur plusieurs plateformes
• Le C++ est exploitable très largement
• Les standards sont bien définis

• Parmi les critères de qualité du logiciel
• Un bon nombre sont des problèmes liés au code
• Le C++ améliore la fiabilité, la maintenabilité, l’efficacité et la portabilité

L’orienté objets
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les concepts statiques
Classes, objets, méthodes, attributs, héritages
• Les concepts dynamiques
Messages, séquences, polymorphisme

Les classes
• Avec un langage orienté objets, il faut créer ses propres types
• Une classe définit un type
• La définition d’une classe contient la définition des fonctions et des
données
• Une classe déclare des visibilité qui empêche le code extérieur de venir
interférer avec ses états

Les objets
• L’allocation mémoire passe par un « new »
• La zone obtenue est un objet
• Contient les données membres
• Sur lequel s’applique les fonctions membres

Les méthodes
• Une méthode est une fonction dans une classe
• En C++, on parle de fonction membre
• Il est possible de prendre des paramètres, d’avoir des variables locales
• Une fonction membre accède aux données membres de l’objet

Les attributs
• Les attributs sont des données attachées aux objets
• En C++, on parle de données membres
• En général, ces données sont propres à un objet (à une allocation
mémoire)

La généralisation
• Une relation entre deux classes
• Permet de réutiliser le code de l’ancêtre sans le modifier
• Appelée aussi héritage

Les messages
• Les objets communiquent entre eux par message
• Correspond en C++ à un appel de fonction membre
• Peuvent être accompagnés de passage d’arguments
• En général, le message et la fonction membre coïncident

Les séquences
• Dans une fonction membre, le code est séquentiel
• Donc le C++ peut être utilisé comme un langage impératif
• Les séquences de code devraient être courtes

Le polymorphisme
• Lorsqu’un classe B hérite d’une classe A
• Que la classe B redéfinit (au lieu d’hériter simplement) une fonction
membre de A
• Pour un appelant de cette fonction, il est possible de ne pas connaître la
classe B alors qu’il appelle la fonction de B

• Les concepts liés à l’orienté objet ne sont pas nombreux
• Leur utilisation pertinente améliore la qualité du code
• Le C++ supporte les concepts de classes, objets, héritage,
polymorhisme
• Le C++ peut néanmoins être utilisé comme un langage impératif

L’organisation du projet en C++
Le compilateur en ligne
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le compilateur gnu
• Ajouter un fichier source et créer un programme
• Ajouter plusieurs fichiers, choisir une sortie
• Compiler seulement, puis lier

Le compilateur en ligne de commande
• Installer et positionner le PATH
• Lancer g++ fichier
• Création d’un exécutable a.exe
• Exemple d’option : -std=c++11

Ajouter des fichiers sources
• Editer un code pour un programme « hello world » dans main.cpp
• Lancer g++ main.cpp
• Sortie dans a.exe, exécuter et observer

Ajouter plusieurs fichiers
• Créer un second fichier source contenant la fonction display()
• Appeler la fonction display depuis le main
• Noter l’usage de « extern »
• Choisir le nom de la sortie

Compiler seulement et lier
• Compiler seulement chacun des fichiers : -c
• Lier les .o obtenus et créer un exe

• Nous avons vu les possibilités d’un compilateur en ligne de commande
• Nous invoquons la compilation
• Puis l’édition de lien

Le préprocesseur
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le rôle du préprocesseur
• Intérêt de #include
• Usage de #define
• Intérêt de #define

Le rôle du préprocesseur
• Préparer les fichiers sources
• Construire les unités de compilation
• Inclure des lignes de code de façon conditionnelle
• Définir des macros, plus ou moins complexes

Intérêt de #include
• Avec la directive #include [fichier], il y a inclusion du fichier dans l’unité
de compilation
• Le chemin de recherche est différent selon que l’on utilise fichier ou
bien fichier
• Pas de « ; » en fin de ligne

Usage de #define
• On peut définir un symbole remplacé :
#define MACRO SUITE_DE_CARACTERES
• Ou bien seulement définir un symbole :
#define MON_SYMBOLE
Il est possible de tester si un symbole est défini :
• #ifdef MON_SYMBOLE ou bien #ifndef MON_SYMBOLE
Ne pas oublier le #endif

Eviter d’inclure plusieurs fois
• Pour protéger le contenu d’un entête, que l’on inclurait plusieurs fois :
#ifndef __SYMBOLE__
#define __SYMBOLE__
//blah blah
//déclaration du vrai symbole, fonction, classe, etc
#endif

• Le préprocesseur est capable de préparer les unités de compilation
• Les fichiers sont inclus les uns dans les autres
• Il est possible de gérer des inclusions conditionnelles

Sources et entêtes
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le fichier source, base de l’unité de compilation
• Le contenu du fichier source
• Le contenu des entêtes
• Règles concernant les entêtes

Le fichier source, base de l’unité de compil
• Une unité de compilation est :
Le fichier source
L’ensemble des fichiers inclus
• Pour compiler, tous les symboles doivent être déclarés
L’unité donne naissance à un fichier « objet », extension .o ou .obj
• • L’édition de lien sera réalisée entre les unités de compilation pour
produire l’exécutable

Le contenu du fichier source
• Un fichier source contient les corps des fonctions
• Ou bien le corps des fonctions membres
• Un seul dans l’application contient le point d’entrée, « main »
• Ce type de fichier n’est pas inclus ailleurs
• Il inclut tous les fichiers déclarant les symboles qu’ils utilisent

Le contenu des entêtes
• Un fichier entête est inclus dans d’autres fichiers
• Il peut inclure d’autres entêtes, mais attention
• Il contient la déclaration des fonctions, classes, etc
• Sauf cas des fonctions(-membres) « inline », ne contient pas de corps

Quelques conseils …
• Eviter d’inclure les entêtes plusieurs fois n’est pas possible, donc
pratiquer #ifndef/#define/#endif ou bien #pragma once (MS)
• Un entête ne devrait pas inclure de fichiers, sauf cas particuliers, car les
« noeuds » d’include sont possibles
• Un entête ne devrait pas faire de using namespace … car il propage
l’info à tous les fichiers incluant
• Plutôt qu’inclure une déclaration, un entête peut souvent faire une
déclaration anticipée

• Les fichiers du projet sont soit des fichiers sources, contenant les corps
des fonctions ou fonctions membres, soit des entêtes, contenant des
déclarations
• Un fichier source est à l’origine d’une unité de compilation
• Un fichier d’entête évite d’inclure d’autres fichiers d’entête du même
projet

Les makefiles
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• L’outil make
• Le fichier makefile

L’outil make
• L’utilitaire « make » en ligne de commande
• Permet de lancer une cible décrite dans le makefile
• Compilation / édition de lien / …
• Usage :
Seulement make, par défaut
Ou bien make –f fichier

Le makefile
• Format classique
Cible : dépendance
commande
• Choix de la cible lors du lancement de make
main : main.o display.o
g++ -o main display.o main.o
main.o : main.cpp
g++ -o main.o -c main.cpp -Wall
display.o : display.cpp
g++ -o display.o -c display.cpp -Wall

• L’outil make permet d’enchaîner les compilation/édition de lien
• Cet outil utilise un fichier Makefile

IDE CodeBlocks
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Création d’un projet
• Ajout de fichiers au projet
• Compilation et création de l’exécutable
• Exécution et debug

Création du projet
• Choisir un projet vide
• Choisir les répertoires
• Paramètres du projet, exemple de C++11

Ajouter des fichiers
• Ajout d’un nouveau fichier
• Choisir un fichier d’extension .cpp
• Il est possible de rajouter un fichier d’entête

Compiler et construire le programme
• Compiler un seul fichier : sélection et « build »
• Editer l’exécutable : sélection du projet et « build »

Exécuter en release ou debug
• Exécution en mode release
• Exécution en mode debug
• Affichage des fenêtres de debug, avec callstack, espion, …

• Un IDE est très utile pour maîtriser le développement
• Non seulement nous éditons le code, mais nous commandons les
compilations et link
• Il est possible d’exécuter ou de déboguer à partir de l’IDE

IDE MS Visual Studio
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Création du projet
• Choisir un projet vide
• Choisir les répertoires

Compiler et construire le programme
• Sélection du fichier cpp, puis « compile »
• Sur le projet, « build », « clean », « rebuild »

Exécuter en release ou debug
• Debug - Start debugging / Start without debugging
• Point d’arrêt, pas à pas

La syntaxe de base
Le main
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le démarrage d’un nouveau projet sous Visual Studio
• Ajouter des fichiers sources
• La fonction principale du programme
• L’exécution du programme
• Les codes de retour

Démarrer un nouveau projet C++
• Visual Studio, les types de projets C++
• L’organisation du projet sous Visual Studio

Ajouter des fichiers
• Fichiers sources et fichiers d’en-tête
• Rôle des fichiers sources

La fonction principale d’un programme C++
• Créer la fonction main, qui sera exécutée au démarrage du programme
• Différentes syntaxes possibles
- void main()
- int main(int , char**)
N’importe quels paramètres, même sans signification

L’exécution du programme avec Visual
• Compilation
• Edition de lien
• Exécution

Les codes de retour du main
• Définis dans cstdlib
• EXIT_SUCCESS
Équivalent valeur 0
Equivalent à ne rien retourner
EXIT_FAILURE
• • Interprétation dépendante de l’implémentation

• La présentation du démarrage d’un projet Visual Studio
• La fonction main, sa syntaxe et son rôle

La syntaxe de base
Les entrées-sorties
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les sorties traces sur la console avec cout/cerr
• Les bibliothèques à utiliser
• Les modificateurs
• Les saisies clavier
• Généralités sur les flux

Les sorties traces sur la console
• Sortie standard : cout
• Sortie d’erreur standard : cerr
• Entrée standard : cin

Les bibliothèques à utiliser
• Bibliothèques :
• - pour cout, cin, cerr … : iostream
• - pour ofstream, ifstream… : fstream
• - pour ostringstream, istringstream : sstream
• - pour les manipulateurs : ios, iomanip

Les modificateurs
• Modifient le comportement du flux :
Base :dec/hex/oct
Booléens : boolalpha, noboolalpha
Format flottants : fixed/scientific/hexfloat/defaultfloat
…
Affichage des décimales : setprecision
Largeur de l’affichage : setw

Les saisies clavier
• Utiliser cin comme entrée standard
• L’opérateur extraction
• Surchargeable
• Type istream

Généralités sur les flux
• Les flux :
Entrées-sorties : cout/cerr/cin
Fichiers : ofstream, ifstream
String : ostringstream/istringstream
• Héritiers de ios
• Mappés sur streambuf / wstreambuf
• Existent en version char et wchar_t

• Réaliser des entrées-sorties avec la console
• Utiliser des modificateurs
• La notion de flux

La syntaxe de base
Les types de base
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le type booléen
• Les types caractères
• Les types entier
• Les modèles mémoire
• Les types flottants
• Premières remarques sur std::string

Le type booléen
• Le type bool
• Prend les valeurs true ou false
• La valeur 0 est souvent assimilée à false

Les types caractères
• Le type char
• Le type wchar_t
Dépendant du compilateur
Voir char16_t et char32_t

Les types entier
• Les types int :
Le short int
Le int
Le long int
Le long long int
• Existent en version signed ou unsigned
• Le typedef size_t est typiquement un unsigned int
• Utilisé comme valeur de retour de sizeof

Les modèles mémoire
• Win32 et Unix32
4 octets pour int , long et pointeur
• Win64
4 octets pour int, long et 8 pour pointeur
Unix64
• 4 octets pour int, 8 pour long et pointeur
• Pour connaître les valeurs limites, utiliser numeric_limitsT

Les types flottants
• Le type float
IEEE 754 32 bits
• Le type double
IEEE 754 64 bits
Le type long double
• Programmer en C++ alphorm.com™©

Remarque sur std::string
• Conteneur confortable pour manipuler une chaîne de caractères
• Faire #includestring
• Classe std::string

• La présentation des types fondamentaux :
Le char
Les int
Les flottants
Utiliser sizeof et size_t
Utiliser numeric_limits

La syntaxe de base
La classe string
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La classe std::string
• Les fonctions membres de string
• Les fonctions non-membres

La classe std::string
• Inclusion de string
• Dans l’espace de nommage std
• Utiliser std::string ou bien using namespace std;

Les fonctions membres
• Les constructeurs avec ou sans paramètres
• Les opérateurs d’affectation
• Les fonctions assign

• L’opérateur d’affectation
• La fonction at, avec contrôle des bornes
• La fonction data()
• La fonction c_str()

Les itérateurs
• Les fonctions begin() et rbegin()
• Les fonctions end() et rend()

• La fonction empty()
• La fonction capacity()
• La fonction reserve()
• Les fonctions size() et length()

• La fonction append()
• La fonction clear()
• La fonction insert()
• La fonction erase()
• La fonction operator+()
• La fonction compare()
• La fonction replace()

• Les fonctions find(), rfind()
• Les fonctions find_first_of()

Les fonctions non-membres
• Opérateurs de comparaison
• Opérateur +
• Possibilité d’injecter ou d’extraire une string dans un flux et

Les fonctions non-membres
• Depuis C++11, fonctions de conversions vers ou à partir de numériques
• Les fonctions stoi, stol, …
• Les fonctions stof, stod, …

• Nous avons présenté la classe std::string, une représentation
avantageuse de la chaîne de caractères.
• Elle possède des fonctions membres
• Elle peut être considérée comme un conteneur, donc manipulable par
itérateurs
• Des fonctions non-membres peuvent y être appliqués

La syntaxe de base
Les struct et class
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les struct et les class
• Les déclarations anticipées
• La déclaration des membres
• Les visibilités
• Séparer la déclaration de la définition
• Les fonctions membres générées automatiquement

Les struct et class
• Les structures ou les classes ne se distinguent que par la visibilité par
défaut de leurs membres
• Avec struct ou class, nous définissons un type d’objet, dont le
déclaration va contenir à la fois les données et les fonctions associées
• Déclaration : class nom_de_la_classe attributs_éventuels base_éventuelle
déclaration_des_membres
• Les attributs sont en général dépendants de l’implémentation

Les déclarations anticipées
• Une déclaration anticipée déclare un type au compilateur
• Mais le type reste incomplet
• Utile pour éviter d’inclure un entête, si on n’a besoin que de pointeurs
ou références

Les déclarations des membres
• Déclarer les données membres
• Déclarer les fonctions membres
• Déclarer des types internes

Les visibilités
• Il peut y avoir des spécifications de visibilités par zones : public, privée,
protégée
• Par défaut la visibilité est privée

Séparer déclaration et définition
• Dans un fichier d’entête, il faudra mettre la déclaration
• Dans le fichier de corps, il faudra placer les définitions des fonctions
membres

Les fonctions membres générées
• Le constructeur par défaut
• Le destructeur
• Le constructeur par copie
• L’opérateur d’affectation
• Le constructeur de move
• L’opérateur d’affectation move

• Les struct et class sont des types utilisateurs
• Contiennent les données et traitements associés
• Certaines fonctions membres sont générées automatiquement

La syntaxe de base
Le contrôle du flux
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les boucles
Avec while
Avec do-while
Avec for
Avec le nouveau for
• Les conditions
Avec if-else
Avec switch-case
L’opérateur ternaire
• Les labels et goto

Les boucles
• Avec while (condition) …
• Avec do … while(condition)
• Avec for( init ; tant que ; incrémentation ) …
• Avec for( variable : ensemble) …

Les conditions
• Avec if (condition) …
• Avec … else …
• Avec switch (variable) { case valeur : …}
• Le default

L’opérateur ternaire
• Remplace un if (condition) traitement1 else traitement2
• S’exprime comme : (condition) ? Traitement1 : traitement2
• Très utile lorsque cette expression est un retour

Les labels et goto
• Il faut poser des labels dans le code label:
• Puis avec goto label, on est branché à l’endroit
• Pratique, mais rend le code difficile à suivre, ne pas abuser

• Les boucles avec while, do-while, for et la variante for « range »
• Les conditions avec if, else, et switch-case
• L’opérateur ternaire
• Les gotos et les labels (étiquettes)

La syntaxe de base
Les cycles de vie
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les objets automatiques
• Les objets dynamiques
• Les objets statiques

Les objets automatiques
• La mémoire dite automatique est gérée sur la pile
• Rapide
• Destruction garantie des objets

La manifestation du destructeur
• Un objet automatique est détruit, et voit son destructeur appelé
• Faire un destructeur et tracer son exécution

Les objets dynamiques
• Un objet dynamique est créé avec un new
• Il faut le détruire avec un delete

Détruire un objet ou un tableau
• Il existe deux formes principales de delete
Pour un objet, delete
Pour un tableau delete[]

Les objets statiques
• Les objets statiques ont la durée de vie du programme
• Ils peuvent exister avant le main

• Les objets automatiques
• Les objets dynamiques
• Les objets statiques

La syntaxe de base
Les transtypages
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le contrôle de types
• La promotion entière
• Le cast « à l’ancienne »
• L’opérateur static_cast
• L’opérateur dynamic_cast
• L’opérateur const_cast
• L’opérateur reinterpret_cast

Le contrôle de type
• Une variable est déclarée et typée
• Le compilateur interdit la perte de valeur, et de convertir une donnée
dans un type non compatible
• Dans conversions standards existent

La promotion entière
• D’une façon générale, lorsqu’on applique un opérateur sur un entier, il
est promu en int, afin d’éviter les erreurs de débordements
• Par exemple, l’opérateur + sur deux short fournira un résultat bon, alors
que += peut donner un mauvais résultat

Le cast « à l’ancienne »
• Mettre le type entre parenthèses :
Faire int v =56;
Puis short s = (short)v;
Ou bien short s = short(v);
• Aucun contrôle, écriture peu lisible

Le static_cast
• L’opérateur static_cast valide le transtypage entre types reliés
• Utilisation : Chat* p = static_castChat*(f), si f est Felin*
• Détectera l’erreur à la compilation
• Eclaire l’intention du développeur
• Peut s’appliquer sur une référence aussi

Le dynamic_cast
• Si Felin* p …
• Chat* c = dynamic_castChat*(p) retourne NULL si la conversion n’est
pas correcte runtime
• La conversion est possible si les types sont reliés par héritage

Le const_cast
• Permet d’enlever le caractère const à un pointeur
• Le résultat d’une modification via un pointeur qui était auparavant const
n’est pas garanti
• Si const Type* ct …
• Et Type* t = const_castType*(ct) ;

Le reinterpret_cast
• Instruit le compilateur de considérer les données comme étant du
nouveau type
• Permet de faire quasi tout et surtout n’importe quoi

• Les variables sont déclarées et typées
• Mais il est possible de convertir les variables
• Conversions implicites standard ou utilisateurs
• Conversions explicites, par des transtypages
• Des opérateurs existent, qui évitent de recourir aux casts traditionnels

Le C++, langage orienté objets
Définir ses propres classes
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La création du modèle de domaine
• La création du modèle de conception
• La traduction des classes en C++
• La mise en oeuvre de ces types utilisateurs

La création du modèle de domaine
• La modèle du domaine est une représentation du métier
• Il n’y pas de représentation de l’informatique

Le modèle de conception
• Issu du modèle du domaine
• Ajoute les caractéristiques liées à l’informatique

La traduction des classes en C++
• Les types d’objets sont des classes ou struct
• Les attributs sont des données membres
• Les opérations sont des fonctions membres
• Les associations sont représentées par des données membres de type
pointeur, référence ou objet

La mise en oeuvre de ces types utilisateur
• Il faut créer des objets à partir de ces classes
• S’arranger pour que les variables membres soient affectées
• Déclencher les traitements en appelant les fonctions membres

• Les classes C++ sont issues d’un travail en amont visant à :
Définir le modèle métier
Définir le modèle de conception
• Les classes C++ définissent des nouveaux types, liés à l’utilisateur

Les visibilités de membres
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les zones de visibilité
• Les membres privés
• Les membres protégés
• Les membres publiques

Les zones de visibilité
• Les étiquettes possibles sont private, public, protected
• Par défaut, les membres sont private
• Une zone se termine là où une autre commence

Les membres privés
• Ne sont accessibles que de la classe
• Cache les données en général
• Ou bien les fonctions membres à usage interne

Les membres protégés
• Accessibles de la classe ou bien des classes dérivées
• Représente une information non critique
• Utile aux classes filles

Les membres publiques
• En général la visibilité des fonctions membres
• Accessibles de partout
• Représentent les services offerts par la classe

• Les zones de visibilité définissent l’accessibilité aux membres
• Un membre privé ne peut pas être utilisé par l’extérieur de la classe
• Cacher les données en privé
• Rendre les fonctions membres, qui sont des services, publiques
• Attention à la visibilité protégée

Manipuler les objets
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les objets automatiques ou dynamiques
• Les accès via « . »
• Les accès via « - »
• Les messages d’erreur lorsqu’on se trompe d’opérateur de sélection

Les différents types d’objets
• Un objet peut être manipulé via :
Son nom
Une référence
Un pointeur

L’opérateur de sélection « . »
• Utilisable sur la variable objet elle-même, ou bien une référence
• Non surchargeable
• Utilisation :
Voiture v;
Puis v.demarrer();
Ou bien Voiture r = v;
Puis r.demarrer();

L’opérateur de sélection « - »
• Utilisé sur un pointeur
• Suppose que l’objet est bien alloué
• Surchargeable
• Utilisation :
Voiture* p = new Voiture;
Puis p-demarrer();

Les messages d’erreur
• Utiliser le mauvais opérateur
• Le message d’erreur signale que la partie gauche n’est pas une classe

• Les différents types d’objets
• Les moyens d’accès aux objets
• L’opérateur « . »
• L’opérateur « - »

Constructeurs et destructeur
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Les états d’un objet
• La surcharge des constructeurs
• Le destructeur

Les états d’un objet
• Un état d’un objet est donné par les valeurs de ses attributs

Le constructeur par défaut
• Si aucun constructeur n’est déclaré, un constructeur est généré
• Sans paramètre

La surcharge des constructeurs
• Il est possible, voire souhaitable, de surcharger les constructeurs

Le destructeur
• Généré par défaut si non déclaré
• Gère la fin de vie de l’objet

• Un objet a des états correspondant aux valeurs prises par ses attributs
• Un constructeur par défaut est généré automatiquement si aucun autre
n’est déclaré
• La surcharge est très utile pour les constructeurs
• Un destructeur peut exister pour gérer la fin de vie de l’objet

Copie et move
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• L’opérateur de copie
• Le constructeur par copie
• L’opérateur de move
• Application de copie et move

L’opérateur de copie
• Lorsque a=b
• La variable a est l’objet sur lequel s’applique operator=
• Il faut recopier le contenu de b dans a

Le constructeur par copie
• Lorsque A a = b ou bien A a(b) ou bien void f(A a)
• Il faut construire a à partir de b

L’opérateur de move
• Depuis C++11, il existe les opérateurs de move
• Utilisé lorsque le paramètre est une rvalue
• Il faut recopier les données internes et « vider » le contenu de l’objet
d’origine

Le constructeur de move
• Lorsque A a(b) et b est une rvalue
• Il faut construire a à partir de b et « vider » b

Les usages et priorités
• Par défaut, le constructeur de copie est utilisé
• Si un constructeur de move existe, il sera utilisé lorsque nécessaire

• Pour gérer la copie, nous avons :
Le constructeur de copie
L’opérateur de copie
• Depuis C++11, il existe le move
L’opérateur de move
Utilisés lorsque les paramètres sont des rvalue

La dérivation
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La relation de généralisation-spécialisation
• La traduction de l’héritage publique
• La manipulation des objets
• Les visibilités
• Les héritages protégés et privés

La relation de généralisation-spécialisation
• Une relation entre classes
• Permet de traiter des types différents sous une forme commune
• Permet d’hériter des fonctions et données membres
• La base de la notion de polymorphisme

La traduction en C++
• L’héritage publique est la généralisation « classique »
• Lorsque : class B : public A …
• Tout ce qui est publique sur A reste publique sur B

La manipulation des objets
• Si B hérite de A, il est possible de :
A* p = new B;
A r = b; si B b;
Il y a compatibilité entre A et B
• Il est possible d’appeler une fonction ou donnée membre publique de A
sur un objet B

Les visibilités
• Suivants les visibilités des membres de la classe mère :
Si le membre est private, la classe fille ne voit pas ce membre
Si le membre est protected, la classe fille peut y accéder, mais pas l’extérieur
Si le membre est public, tout le monde peut y accéder

Les héritages protégés et privés
• Par défaut, l’héritage est privé
• Héritage privé :
La classe fille ne définit pas un sous-type de la base
Tout ce qui est publique sur la mère est privé sur la fille
Héritage protégé :
• La classe fille ne définit pas un sous-type de la base
Tout ce qui est publique sur la mère est protégé sur la fille

• La généralisation-spécialisation est une relation entre classes
• Le C++ connaît 3 types d’héritages
• L’héritage publique est l’héritage habituel
• Par défaut, le C++ applique l’héritage privé

La dérivation multiple
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La syntaxe de l’héritage multiple
• La manipulation des objets
• Les collisions et le démasquage
• Un ancêtre commun et l’héritage virtuel

La syntaxe de l’héritage multiple
• Lorsque class C : A,B …
• Héritage publique ou non : class C : public A, public B …
• Suit les mêmes règles que l’héritage simple

La manipulation des objets
• Si C hérite de A et de B
• A* p = new C, mais aussi B* p = new C
• Les accès aux membres sont bien entendu limités par le type du
pointeur

Les collisions et le démasquage
• Lorsque le même membre existe sur plusieurs branches dérivées
• Exemple si m existe sur A et sur B, sur C il existe A::m et B::m
• Réglé au niveau de l’appel : p-A::m ou bien p-B::m
• Ou bien réécriture sur C
• Ou bien sur C : using A::m, par exemple
• Il existe aussi des problèmes liés à la résolution de la surcharge

Un ancêtre commun et l’héritage virtuel
• Si A et B ont un ancêtre commun O, alors C qui hérite de A et de B
possède plusieurs versions de O
• Il faut régler les problèmes de collisions
• L’héritage virtuel permet d’éviter d’avoir plusieurs versions de O

• L’héritage multiple donne la possibilité à une classe d’avoir plusieurs
ancêtres
• Il y a collision lorsque ces ancêtres ont les mêmes membres
• Le démasquage consiste à favoriser un ancêtre ou l’autre
• Il peut même y avoir un ancêtre commun, dans ce cas l’héritage virtuel
est fortement intéressant
• Noter aussi le problème de résolution de la surcharge à travers les
niveaux d’héritage

Le polymorphisme
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• L’héritage et la redéfinition
• Le mot-clé « virtual » et le polymorphisme
• L’intérêt du polymorphisme
• L’opérateur dynamic_cast

L’héritage et la redéfinition
• Lorsque la classe B hérite de A
• Si une fonction m existe sur A, on peut réécrire m sur B
• Alors il existe deux versions de la fonction, selon qu’on fait un appel sur
A ou B
• Ne pas confondre redéfinition et surcharge

Le mot-clé virtual et le polymorphisme
• Avec un pointeur sur A, il possible de déclencher la fonction m de B
• Si m est une fonction polymorphe sur A
• Le mot-clé à utiliser est « virtual »

L’intérêt du polymorphisme
• Lorsque le code est écrit sur A*, il est compatible avec n’importe quel
sous-type de A
• Le code ne changera pas malgré le changement de l’objet manipulé

La détection de type avec dynamic_cast
• Le polymorphisme s’oppose à la détection de type des objets
• Parfois nécessaire, peut s’obtenir avec dynamic_cast
• Sur pointeur ou référence

• Le polymorphisme ne fonctionne pas par défaut en C++
• Le mot-clé « virtual » permet de mettre en oeuvre ce polymorphisme
• Il y a un surcoût à la présence runtime des infos de type
• L’opérateur « dynamic_cast » peut détecter le type de l’objet

Les fonctions générées
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Le destructeur
• Le constructeur de copie
• L’opérateur =
• L’opérateur move

Le constructeur par défaut
• Est généré lorsque aucun constructeur n’est généré
• Ou bien marqué default
• Peut être supprimé explicitement par delete
• Les 6 fonctions automatiquement générées peuvent être marquées
default ou delete

Le destructeur
• Avant sa disparition, un objet voit son destructeur appelé
• Fonction de nettoyage pour toute ressource que l’objet s’est allouée
• Non surchargeable
• Généré automatiquement si aucun destructeur n’existe

Le constructeur de copie
• Utilisé lorsqu’un objet doit être construit à partir d’un autre
• Généré automatiquement si ni constructeur de move, ni opérateur de
move (en C++03, ceux-ci n’existent pas)

L’opérateur =
• Pour écraser un objet par un autre
• Généré automatiquement si ni constructeur de move, ni opérateur de
move (en C++03, ceux-ci n’existent pas)

• Appelé automatiquement pour éviter une recopie
• Généré s’il n’existe aucun constructeur de copie, opérateur de copie, ni
destructeur
• Il faut aussi qu’il n’y ait pas de membres constants

L’opérateur move
• Remplace l’usage de la recopie
• Généré s’il n’existe aucun constructeur de copie, opérateur de copie, ni
destructeur
• Il faut aussi qu’il n’y ait pas de membres constants

• En C++, il y a 6 fonctions générées automatiquement
• En plus des 4 du C++03, il faut ajouter les move
• Depuis C++11, il est possible de marquer « delete » ou « default » ces
fonctions automatiquement générées

Le C++, les templates
Utiliser des classes templates
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La syntaxe d’utilisation de vectorT
• La génération de types différents
• La syntaxe avec mapK,V
• Les paramètres optionnels

La syntaxe d’utilisation de vectorT
• Pour utiliser vector, il faut inclure vector
• Puis choisir un type de contenu pour vector
• Par exemple, vectorint
• Créer un objet de ce type : vectorint v1;
• Ici nous avons un vecteur vide

La génération de types différents
• A priori, vectorint et vectordouble sont des types différents
• Si vectorint v1 et vectordouble v2
• Alors v1 = v2 n’existe pas …

La syntaxe de map
• Avec map, il faut fournir 2 paramètres
• Inclure map
• Un tableau associatif attend clé et valeur :
• Par exemple mapchar,string

Les paramètres optionnels
• La syntaxe de map permet l’utilisation d’un troisième paramètre
• On peut l’omettre, c’est un paramètre optionnel
• Pour map, mapchar,string et mapchar,string,lesschar sont
équivalent

• L’utilisation d’une classe template suppose en général l’inclusion du
corps de la classe
• Il est possible d’avoir plus d’un paramètre template
• Certains paramètres sont optionnels

La création d’une classe
template
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Une exemple de classe qui existerait en plusieurs versions
• La classe template est un modèle pour les classes réelles
• La classe peut nécessiter plus d’un paramètre
• Les paramètres peuvent aussi être des valeurs

Un exemple de classe en plusieurs versions
• Pour avoir besoin des templates, il faut une classe dont les versions
différent selon le type
• Par exemple pile_de_int et pile_de_double
• Implémentation quasi-identique, sauf le type int ou double

La classe template est un modèle
• Pour éviter les doublons, nous créons la classe template
• Il faudra créer pile_de_T
• Syntaxe : template typename T class pile { … };

Il peut y avoir plus d’un paramètre
• Pour un tableau associatif :
• Syntaxe : templatetypename K, typename V class tableau { … };
• Et proposer des valeurs par défaut
• Comme : template typename K, typename V, typename S = lessK
class tableau { …};

Certains paramètres sont des valeurs
• Avec un exemple dans lequel la taille maxi est une valeur
• Exemple avec la pile : template typename T, int max_size pile {…};
• A l’utilisation : pileint,1024 p1;

• Une classe template ressemble à une classe, mais certains paramètres
sont laissés à l’utilisateur
• Il est possible d’attendre plusieurs paramètres
• On peut proposer des valeurs par défaut
• Certains paramètres sont des valeurs

Une fonction template
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Une fonction qui existe en plusieurs versions selon les types
• La fonction template réduit les redondances
• La fonction peut avoir de nombreux paramètres, valeurs par défaut …
• Il existe un grand nombre de fonctions déjà faites

Une fonction en plusieurs versions
• Nous prenons le cas de la fonction max
• Appliquée à int ou à double
• Implémentation idendique
• Utilisation de l’opérateur
• A priori, on utilise un entête et un corps

La fonction template réduit les dépendances
• Pour éviter les doublons, nous créons la fonction template
• L’implémentation est la même
• Le type est générique
• Déclaration et définition dans le même fichier
• Lors de l’utilisation, il n’est pas nécessaire de spécifier le type

Paramètres multiples, valeurs par défaut
• Il est possible d’avoir plusieurs paramètres
• Une valeur par défaut permet d’éviter de fournir les paramètres
• Il est possible de fournir des valeurs

Des fonctions template existent
• Exemples avec max, for_each, find_if …

• Une fonction template est paramétrée par le type sur lequel est elle
appliquée
• Il n’est pas nécessaire de spécifier le type à l’appel
• Les paramètres suivent les mêmes règles que pour les classes
• Il est possible de spécialiser les fonctions template

Template avancés …
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Une classe template peut contenir un objet paramétré
• Une classe template peut hériter d’une classe template
• Une classe non-template peut hériter d’une version d’un template
• Un paramètre template peut être lui-même un type template
• Avec « typedef », on simplifie l’écriture du template

Une classe template contient un template
• Une classe template contient …
• Un objet d’un type …
• Qui est une classe template
• Aussi possible de référencer une fonction template (amie)

Une classe template hérite …
• D’une classe template
• Il y a concordance des types
• On peut mélanger héritage et objet inclus

Une classe non-template hérite …
• D’une classe template
• Il faut donc choisir le paramètre

Un paramètre template…
• Peut être un type template
• Exemple avec vector complexint
• Dans la version C++03, ne pas coller les

Avec « typedef », l’écriture simplifiée
• Plutôt que d’utiliser le type vectorcomplexint
• En faisant : typedef vectorcomplexint vector_comp ;
• Puis vector_comp ma_variable ;
• Cela évite de répéter une syntaxe compliquée

• Une classe template peut contenir un objet paramétré
• Une classe template peut servir de classe de base
À une classe template
À une classe non-template
Un paramètre de template peut être lui-même un type template
• • Avec « typedef », on simplifie la syntaxe

Limites et pièges
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• L’implémentation d’un template suppose la disponibilité de
fonctionnalités sur les types paramètres
• Une erreur peut apparaître si le type ne possède pas ces fonctionnalités
• Ou bien la sémantique peut ne pas être respectée
• Il est possible de spécialiser des classes ou fonctions template

L’implémentation suppose la disponibilité …
• De certaines fonctions ou opérateurs sur les types template
• Exemple de max, avec l’opérateur
• Tant que l’opérateur existe sur les types utilisés en paramètres, tout va
bien

Si le type ne possède pas l’opérateur …
• Une erreur apparaît à la compilation
• Le message d’erreur n’est pas forcément explicite
• Il apparaît au gré du type utilisé en paramètre

La sémantique peut ne pas être respectée
• Exemple du max
• Avec des char*
• Le maximum qui ressort n’est pas l’ordre lexicographique
• L’erreur est d’autant plus grave qu’elle n’apparaît pas … !

Les spécialisations de template
• Il faudrait donc spécialiser le template
• Syntaxe template char* max(char*, char*)
• Evite la génération de max pour char*

Les spécialisations de classes templates
• La spécialisation existe aussi pour les classes templates
• Exemple avec templateclass _Ty
struct _Is_floating_point
: false_type
{// determine whether _Ty is floating point
};
template
struct _Is_floating_pointfloat
: true_type
{// float is floating point
};

• L’implémentation d’un template suppose la disponibilité de certaines
fonctions sur les paramètres
• Soit les fonctions n’existent pas
• Soit la sémantique n’est pas respectée
• Il faut spécialiser le template, fonction ou classe

Le C++, les exceptions
Gérer les erreurs
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Intérêt général des exceptions
• Récupérer une erreur levée bas niveau
• Les possibilités de récupération des exceptions
• Les exceptions standards

Intérêt général des exceptions
• Le mécanisme des exceptions est un mécanisme de gestion des erreurs
• Pas facile à bloquer
• Sépare le code nominal du code d’erreur
• Explicite : les exceptions sont typées
• Riches : les exceptions sont des objets

Récupérer des erreurs levées bas niveau
• Si une exception est levée …
• Le mot-clé try introduit le bloc de code nominal
• Le mot-clé catch introduit chaque bloc de code de gestion d’erreur
• Plusieurs blocs catch peuvent se suivre
• Le bloc catch est typé, sauf catch(…)
• Possibilité d’imbriquer les try

Les possibilités de récupération
• Avec un catch
• Possibilité de manipuler des super-types d’exceptions
• Si personne ne récupère l’exception … terminate
• Spécifier les exceptions levées … unexpected (déprécié en C++11)

Les exceptions standards
• La classe mère des exceptions standards est exception (exception)
• La fonction what() retourne une chaîne explicative
• Des sous-classes d’exceptions : bad_alloc (alternative new avec
std::nothrow) , bad_cast, …
• Ou aussi : logic_exception, runtime_error (avec d’autres sous-classes)

• Le mécanisme est de gestion des erreurs par exceptions est efficace
• Pour récupérer les exceptions, il faut utiliser try/catch
• Si personne ne gère les exceptions, on peut intervenir en dernier
recours
• La librairie standard utilise des exceptions pour signaler des erreurs

Lever ses exceptions
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Lever des exceptions avec throw
• Relancer une exception avec throw
• Spécifier les levées d’exception

Lever des exceptions avec throw
• Pour lever une exception, il faut utiliser throw
• Comme throw 42; = dans ce cas, le type de l’exception est un entier
• En général, il est préférable de lever une exception riche en données
• Donc un objet, d’une classe bien choisie
• Il est préférable de lever un objet (valeur), il sera récupéré par référence

Relancer une exception
• Dans un bloc catch …
• Il est possible d’utiliser throw;
• L’exception repart vers le try englobant
• Ne pas lever une nouvelle exception (voir throw_with_nested)

Spécifier les levées d’exception
• Dans la déclaration d’une fonction
• Mettre throw(ex1,ex2) signifie qu’elle ne lève que ex1, ex2
• Si throw(), aucune exception ne sera levée
• Obsolète, remplacée en C++11 par noexcept(expr)
• Avec C++03, appel éventuel de unexpected
• Obsolète en C++11

• Lever une exception est simplement utiliser le mot-clé throw pour
retourner un objet exception à l’appelant
• Il est possible de relancer une exception
• Il est possible de spécifier ce que lève une fonction

Créer ses classes
d’exceptions
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Présentation de deux fonctions qui peuvent lever des erreurs
• Lever une exception sans créer sa propre classe : limitée
• Créer une classe d’exception pour gérer un premier cas
• Créer une seconde classe, et l’intégrer dans une famille

Des fonctions qui nécessitent les exceptions
• Imaginons deux fonctions qui gèrent un tableau de taille fixe
• La première retourne un élément / index
• La seconde retourne l’index /élément
• Il est possible que :
L’index ne soit pas bon
L’élément n’existe pas

Lever une exception banale
• Une exception de type banalisé n’est pas pratique
• Pas d’infos sur l’erreur
• Pas de localisation
• …

Créer sa propre classe d’exception
• Pour la première fonction :
Récupération de l’indice tenté
Récupération de la taille max du tableau
Un constructeur
Une fonction de d’explication

Créer une seconde classe
• Pour la seconde fonction, nous pouvons faire pareil
• Mais nous pouvons ensuite généraliser
• Le polymorphisme va fonctionner

• Créer une classe d’exception n’est pas bien difficile
• Elle permet de capter le contexte d’erreur
• Préparer au minimum un constructeur et des fonctions utiles
• Il est possible d’intégrer ses classes dans une hiérarchie

Le C++, les amis
Une fonction amie
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Une classe pour les entiers de Gauss
• Une fonction membre pour ajouter 2 entiers de Gauss
• L’addition avec une fonction non-membre
• Syntaxe avancée pour les fonctions amies

Une classe pour les entiers de Gauss
• Une classe avec deux champs entiers
• Choix de constructeurs ou initialisation directe
• Une fonction membre d’affichage

Utiliser une fonction membre
• Pour ajouter deux entiers de Gauss
• Nous choisissons une fonction membre
• Facilité de réalisation
• Accès direct aux informations

Problèmes avec une fonction membre
• Implémentation différente de a+b et b+a
• Il est très simple de se tromper dans l’implémentation
• Certaines écritures ne fonctionneront tout simplement pas

Utiliser une fonction non-membre
• Si nous utilisons une fonction non-membre
• Difficile d’accéder aux données - getter ?
• Mais rôles symétriques des paramètres simples à implémenter
• Déclarer la fonction non-membre comme amie

Syntaxe avancée pour les fonctions amies
• Lorsqu’il est légitime de déclarer la fonction avec la classe
• Enchaîner : friend … et définir la fonction dans la classe…
• Mais ce n’est pas une fonction membre !!

• Pour accéder aux données privées d’une classe
• Soit implémenter une fonction membre
• Soit une fonction non-membre déclarée comme amie
• Une syntaxe spécifique permet de simplifier la définition des fonctions
amies

Le C++, les amis
Une classe amie
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Une classe de conteneur
• Une classe d’itérateur
• Déclarer la classe itérateur comme amie du conteneur

Une classe de conteneur
• Une classe array_list, qui :
Contient une implémentation tableau
Offre des service d’accès
• Son implémentation est connue par l’utilisateur

Une classe itérateur
• Un itérateur propose de parcourir le conteneur
• Afin d’isoler l’utilisateur de l’implémentation du conteneur
• L’itérateur doit accéder au ième élément du conteneur

Déclarer l’itérateur en tant que amie
• Une classe amie a accès aux données privées
• Plus besoin d’accesseurs
• C’est le conteneur qui fait la déclaration

• Les membres privés d’une classe ne sont pas accessibles de l’extérieur
• Une classe déclarée amie a accès aux membres privés
• C’est un accès privilégié, qui n’est pas transmissible, ni héritable…

Le C++, les opérateurs
Les opérateurs unaires et
binaires
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Réaliser un opérateur binaire
Fonction membre
Fonction non-membre
• Réaliser un opérateur unaire
Fonction membre
Fonction non-membre
• Opérateur non-membre comme fonction amie

Réaliser un opérateur binaire
• En fonction membre
• Un seul paramètre
• Qui correspond à l’opérande de droite
• L’opérande gauche est this

Opérateur binaire non-membre
• Fonction non-membre
• Prend 2 paramètres, respectivement opérande de gauche et de droite
• Implémentation symétrique sur les 2 paramètres

Réaliser un opérateur unaire
• Fonction membre
• Pas de paramètre
• L’opérande est this
• Facilité d’implémentation

Opérateur unaire fonction non-membre
• Fonction avec un paramètre
• Ce paramètre est l’opérande
• Obligation d’accès aux données ou bien amie

Les opérateurs amis
• Si l’opérateur est une fonction non-membre
• Il doit avoir accès aux données internes …
• Le mieux est de le déclarer ami de la classe

• Un opérateur peut être unaire, binaire
• Il peut être réalisé sous la forme d’une fonction membre ou non
• Pour l’implémentation non-membre, il peut être déclaré ami

Réaliser ses opérateurs
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Faire correspondre la sémantique : opérateur +
• Un opérateur + qui modifie l’objet courant (this)
• Un opérateur + implémenté en fonction membre
• Implémenter + avec +=
• Remarque sur les conversions implicites

Faire un opérateur +
• Qui n’additionne pas !
• Aucune détection sémantique par le compilateur
• Très difficile à détecter
• Sur des types où la sémantique n’est pas naturelle

Un opérateur + modifiant this
• Un opérateur + réalisé en fonction membre
• Va vite modifier l’objet courant
• Erreur !

Fonction membre, rôles différents
• Opérateur + fonction membre
• Appliqué sur un type convertible en le type courant
• Le compilateur ne trouvera pas la conversion

Implémenter + avec +=
• Pour obtenir la cohérence +, +=, ++ …
• Réaliser + avec +=
• Simplifie l’écriture de la fonction non-membre

Remarques sur les conversions implicites
• Lors de l’application de l’opérateur
• Si des conversions existent sur les paramètres
• On ne sait plus quel opérateur est utilisé
• Ou bien on génère des ambigüités

• Nous avons donné quelques conseils :
Les opérateur binaires sont plutôt des fonctions non-membres
Les opérateur unaires modifiant this sont membres
Garder la sémantique des opérateurs
Préférer la surcharge aux conversions implicites

Les opérateurs [] et ()
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• L’opérateur []
• Application à un conteneur
• L’opérateur ()
• Application aux foncteurs

Un conteneur
• Nous réalisons un conteneur
• Données sous forme de tableau
• Besoin d’exporter le ième élément

L’opérateur []
• Avec un opérateur [int]
• Ecriture simple et intuitive
• Deux syntaxes possibles
Sans modification possible des données
Avec passage par référence

Implémenter l’opérateur ()
• Syntaxe simple operator () (a,b,…)
• Exemple d’implémentation à la place de []

Opérateur () pour mimer une fonction
• Pour une fonction template qui fait un appel fcnt(int a)
• Créer une classe :
L’opérateur () prend un seul paramètre
Le constructeur prend un paramètre et garde la valeur
L’opérateur () applique un appel avec les 2 paramètres

• Nous avons présenté les opérateurs [] et ()
• L’opérateur [] permet une syntaxe d’indexeur
• L’opérateur () sera utile pour les foncteurs

L’opérateur -
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Imaginons un wrappeur de pointeur
• Son destructeur détruit la ressource pointée
• Remplaçons la fonction d’accès à l’objet pointé par un opérateur-

Un wrappeur
• Une classe « wrapper » encapsule un pointeur
• Le pointeur donne accès à un objet
• Lorsque le wrappeur est détruit, l’objet est détruit

Accès aux données pointées
• Une fonction d’accès à l’objet est nécessaire
• Il faut utiliser - pour accéder aux fonction de l’objet encapsulé

Implémenter l’opérateur -
• Remplaçons la fonction d’accès
• Avec P* operator-()
• L’interface de l’objet encapsulé est promu

• Nous avons proposé l’opérateur -
• La syntaxe est originale, il y a promotion de l’interface encapsulée
• Très utile pour la réalisation des smart-pointers

Les opérateurs de
conversion
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• La conversion par le constructeur à 1 paramètre
• Exemple avec une classe complexe
• Conversion de int vers complexe
• Conversion de complexe en double
• Problème des conversions implicites / opérateur

La conversion due au constructeur
• Un constructeur à 1 paramètre
• Réalise un opérateur de conversion
• Implicite, mais peut être empêché par « explicit »

Une classe complexe
• Contenant deux données int
• Un constructeur avec liste d’initialisation
• Un constructeur à 1 paramètre int
• On peut créer un complexe à partir d’un int

Implémenter l’opérateur int()
• Pour convertir de façon implicite complexe en int
• Sémantique pas naturelle
• Mot-clé « implicit » depuis C++11

Autre opérateur de conversion
• Pour convertir complexe en double
• Sémantique à choisir, ici module

La surcharge et la conversion implicite
• Lorsqu’on applique une fonction surchargée
• Les paramètres peuvent être convertis
• Si implicitement, difficile détection de la fonction appelée
• Exemple avec l’opérateur + sur les complexe

• Nous avons montré la syntaxe des opérateurs de conversion
• La sémantique n’est pas forcément naturelle
• Les conversions implicites peuvent poser des problèmes

Le C++, la librairie standard
Les conteneurs séquentiels
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Présentation générale des conteneurs de la librairie standard
• Les conteneurs séquentiels
• Le vector

Présentation générale des conteneurs
• Les conteneurs séquentiels : vector, list, forward_list, deque
• Les adaptateurs : stack, queue, priority_queue
• Les conteneurs associatifs ordonnés : map, multimap, set, multiset
• Les conteneurs associatifs non-ordonnés : unordered_map,
unordered_multimap, unordered_set, unordered_multiset
• Les pseudo-conteneurs : string, array, valarray, bitset

Les conteneurs séquentiels
• Les conteneurs : vector, list, forward_list, deque
Constructeurs surchargés : par défaut (vide), avec n éléments, …
Fonctions size(), empty(), capacity(), reserve(), resize(), clear()
• Le conteneur vector est un tableau associatif
Accès avec [] en temps constant
Accès aléatoire
Possède shrink_to_fit() (comme deque et string)

Manipuler vector
• Construit éventuellement sans taille
• Redimensionnement automatique
• Accès via back(), front()
• Ou bien at(i), [i]
• Alimentation avec push_back(e), insert(…)

Traiter vector avec les iterator
• Accès aux itérateurs par : begin(), cbegin(), rbegin(), crbegin()
• Marqueur de fin : end(), cend(), rend(), crend()
• Abstraction vis-à-vis de l’implémentation
for(auto p = v.begin(); p!=v.end(); ++p)
cout *p ‘n‘
for( auto x : v)
cout x ‘n‘

Le vector est efficace
• Utiliser vector comme conteneur par défaut
• Les fonctions insert et push_back sont plus efficaces sur vector
• Les listes souvent vides doivent utiliser forward_list
• Les éléments des conteneurs STL doivent supporter copie et move
• Utiliser conteneur de pointeurs ou de smart_pointers
• Pour traverser un conteneur, utiliser for(each) ou un itérateur

• Nous avons présenté en largeur les conteneurs de la STL
• Les conteneurs séquentiels sont 4, il y a des adaptateurs
• Le vector est un conteneur de choix
• Il faut utiliser les itérateurs pour traverser un conteneur

Les conteneurs associatifs
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Présentation générale des conteneurs associatifs
• Les conteneurs associatifs ordonnés
• Les conteneurs associatifs non-ordonnés

Présentation des conteneurs associatifs
• Les conteneurs associatifs ordonnés : map, multimap, set, multiset
• Les conteneurs associatifs non-ordonnés : unordered_map,
unordered_multimap, unordered_set, unordered_multiset
• Recherche basée sur des clés
• Soit simples, une entrée unique par clé
• Multi, plusieurs entrées par clé

Les conteneurs associatifs ordonnés
• Les constructeurs surchargés : valeurs par défaut pour :
Le comparateur ()
L’allocateur (new, delete)
La source
• Les accès via :
[k] ou at(k), pour map
Ou bien find(k), lower_bound(k), upper_bound(k)
• Insertion :
Avec insert(value_type) (remarque : value_type : pairconst K, T

Les conteneurs associatifs non-ordonnés
• Basés sur des hash-table
• Partagent la plupart des opérations avec les ordonnés
• Pas besoin de relation d’ordre, mais utilise une fonction hashT et
equal_toT
• La fonction hashT existe pour des types usuels
• La fonction equal_toT est par défaut ==
• Ordre non garanti, dépend de hashT

• Nous avons présenté les conteneurs associatifs
• Les conteneurs associatifs ordonnés tels qu’en C++03, basés sur des
arbres binaires équilibrés
• Les conteneurs associatifs non-ordonnés (C++11), basés sur des tables
de hashage.

Les algorithmes
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Plan
• Présentation générale des algorithmes
• Les algorithmes ne modifiant pas les conteneurs
• Les algorithmes modifiant les conteneurs
• Les algorithmes de recherche et de tri
• Les algorithmes comme max, min…

Présentation des algorithmes
• Environ 80 algorithmes existent dans algorithm
• Ils travaillent sur des séquences entre itérateurs
• Certains ont besoin d’accès aléatoire
• La plupart retourne la fin de la séquence pour signaler « non trouvé »
• Permet d’obtenir un code sûr, utilisant des fonctions bien nommées,
connues

Les algorithmes ne modifiant pas
Les algos :
• Applique : for_each(b,e,f)
• Predicats : all_of(b,e,f), any_of(b,e,f), none_of(b,e,f)
• Compte : count(b,e,v), count_if(b,e,f)
• Recherche : find(b,e,v), find_if(b,e,f)…
• Comparaison : equal(b,e,b2), mismatch(b,e,b2)
• Recherche de séquences : search(b,e,b2,e2), search_n(b,e,n,v)…

Les algorithmes modifiant les conteneurs
• Nombreux algos : transform, copy, unique, remove, replace, rotate, …
• Permutations
• Remplissage
• Echanges

Les algorithmes de recherche et tri
• Comme sort(b,e) ou sort(b,e,f), utilisant
• Autres algos : stable_sort, partial_sort, …
• Nécessite un accès aléatoire
• Algos binary_search(…)
• Fusion avec merge(b,e,b2,e2, out)…
• Traitements d’ensembles
• Comparaison lexicographique

Min et max
• Base : min(a,b), min(a,b,f),… max idem
• Obtenir une paire : pair(x,y) = minmax(a,b)
• Min et max sur des séquences : min_element(b,e)…

• Il existe de nombreux algorithmes déjà implémentés
• Le bénéfice est un code plus lisible, entre autres
• Les algos opérent sur des séquences
•

Le langage C++
Conclusion
Fabien Brissonneau
Objets Logiciels

Conclusion
• Nous avons présenté le langage C++
• Un langage proche du C, proche de la machine
• Mettant en oeuvre des concepts orientés objets

Conclusion
• Le langage est dans sa version C++11
• Supporté maintenant par la plupart des environnements modernes
• Une syntaxe plus simple
• Une librairie plus étoffée
• Un langage moderne et efficace
• Une version arrive nommée C++14, mise à jour mineure de C++11

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