P. TrauULP-IPST

Introduction au C++


Table des matières

*  1) INTRODUCTION *  2) PREMIÈRES SPÉCIFICITÉS C++ *  3) VOCABULAIRE *  4)APPLICATIONS *  5) EXEMPLE COMPLET (COMMENTÉ)

le C++

Introduction pour qui connaît le C

Cette page n'est pas destinée au débutant. Je suppose que le lecteur connait bien le C standard (ANSI). Sinon, vous pouvez d'abord voir mon cours C complet. Pour un problème précis, allez directement à son index.

1) INTRODUCTION

Le C++ est LA solution pour passer aux L.O.O. (langages orientés objet) sans trop de problèmes.

a) qu'est-ce qu'un objet ?

une STRUCTure regroupant des données et les fonctions pour les manipuler.

b) pourquoi un L.O.O. ?

Le passage de l'assembleur aux langages structurés a permis d'obtenir des programmes maintenables : on peut les comprendre, les modifier, les améliorer : on a une structure de programme claire. Par contre si l'on décide de modifier la structure des données importantes (par exemple remplacer le tableau des données par une liste chaînée), il fallait réécrire tout le programme. Les objets structurent les données : en changeant la structure d'un objet, il suffit de modifier ses "méthodes" pour que la transformation s'applique à tout le programme. La programmation est plus simple, les méthodes (fonctions en C) sont classées par types de données plutôt que séquentiellement. De plus elles sont organisées hiérarchiquement (arborescence=bidimensionnel plutôt que séquentiel=linéaire).

c) avantages - inconvénients ?

d) Pourquoi C++ ?

C++ est sûrement un mauvais L.O.O. (du point de vue de l'informaticien puriste), par contre il permet de garder tous les avantages du C : portable, possibilité d'utiliser différents niveaux d'optimisation au sein d'un même programme (objets - langage structuré classique - assembleur). Il permet de passer en douceur aux objets, mais surtout de garder et réutiliser toutes les bibliothèques existantes. Bien que plus strict que C, il acceptera à peu près tout, donc sera avare en messages d'erreur de compilation. C'est le programmeur qui doit se forcer à programmer "objets", s'il ne le fait pas le compilateur ne le prévient même pas. Comme vous le verrez ici, le passage aux objets (si l'on connaît déjà C) est très simple.

2) PREMIERES SPECIFICITES C++

a) commentaires

Les commentaires /* ... */ restent possibles, on y a ajouté les commentaires commençant par / et se finissant à la fin de la ligne.

b) entrées-sorties (flux)

à condition d'inclure <iostream.h> (et donc pas <stdio.h>), on peut utiliser cout (pour afficher à l'écran) et cin (pour lire sur le clavier). Exemple : L'avantage de ces fonctions est qu'elles peuvent être plus facilement surchargées que printf et scanf (par exemple étendues aux tableaux). Les flux fstream possèdent les mêmes fonctionnalités pour les fichiers (je ne détaille pas).

c) mot clef const

e) arguments par défaut

On peut déclarer des valeurs par défaut des arguments d'une fonction (uniquement dans le prototype, pas dans l'entête). Les arguments réels peuvent être omis en commençant par le dernier (impossible d'omettre les premiers si l'on veut préciser un suivant).

f) résolution de portée

Si vous disposez de deux (ou plus) entités (donnée ou méthode) de même nom, en C standard seule la plus locale est accessible. ou::nom permet en C++ de préciser de quel nom on parle (en général ou correspond à une classe, ::nom pour accéder à une variable globale).

3) VOCABULAIRE

a) la classe

Une classe est un regroupement de données et de méthodes. C'est donc une extension des STRUCT du C :

class MaClasse {déclaration données et méthodes } MonInstance;

Ne pas oublier le ; final même quand on ne déclare pas d'instance ici (en général les classes sont globales, les variables devraient plutôt être locales). En fait les mots clef struct et union permettent également la déclaration de méthodes en plus de données, simplement elles sont par défaut publiques (public) (accessibles aux autres classes) alors que pour une classe elles sont par défaut privées (private).

b) l'instance

On utilisera le terme "instanciation" à chaque création d'une instance (ce qu'on appelait avant une variable). L'adresse de l'instance actuelle est appelée "this" (sans avoir à la déclarer).

c) l'héritage

les classes sont structurées de manière arborescente. Si l'on crée une classe d'objets A (dite classe de base), on peut créer une classe B qui "dérive" de A : elle en hérite toutes les composantes (données et méthodes). On peut, à partir de C++ version 2, utiliser l'héritage multiple (une classe hérite de plusieurs classes de base), alors que ce n'était pas possible avant.

d) la surcharge

On peut décrire plusieurs méthodes de même nom, à condition que chacune s'applique à des types de données différents. Par exemple on peut définir int puissance(int,int) et float puissance(float,float), les deux fonctions ayant une implémentation différente suivant le type de données, c'est le compilateur qui choisira en fonction des types des arguments. On peut même surcharger les opérateurs classiques du C (redéfinir + pour les vecteurs par exemple). On ne peut pas surcharger deux fonctions ayant exactement les mêmes types d'arguments mais retournant un type différent (produits scalaire et vectoriel par exemple)

e) le constructeur

Pour chaque classe, il existe une méthode nécessaire (mais non obligatoire, si on ne la définit pas le compilateur en crée une par défaut) : le constructeur. Son nom est toujours le même que celui de la classe. Il est appelé implicitement à chaque nouvelle création d'instance ou explicitement par la fonction new (correspond au malloc, mais c'est le compilateur qui détermine la taille nécessaire). Le constructeur est une fonction qui ne retourne rien (même pas void). Le destructeur est appelé implicitement à la destruction d'un objet ou explicitement par delete. Remarque : le constructeur peut affecter une valeur à un membre constant (mais qui ne pourra pas changer jusqu'à sa destruction).

4)APPLICATIONS

a)simple

si je déclare : je peux par exemple appeler la fonction (attention, pas n'importe où, voir paragraphe suivant) : On peut utiliser les 3 accès, autant de fois que l'on veut et dans n'importe que ordre. L'accès qui s'applique est le dernier spécifié (ou celui par défaut, private pour class et public pour struct).

c) héritage

Les accès dérivés sont le plus restrictif entre celui défini dans la classe de base et celui précisé lors de la dérivation (ici dérivation publique, les accès restent inchangés sauf pour les privés qui sont inaccessibles). On pourrait maintenant définir une classe segment contenant un pixel et un point (la couleur n'a besoin d'être stockée qu'une fois). On redéfinirait des méthodes de même nom : Segment::allume...

d) new, delete

Si l'on veut définir explicitement le destructeur d'une classe (pour fermer un fichier par exemple), on utilise le nom de la classe précédé de ~ : On peut aussi surcharger << (pour cout) : Ces deux surcharges sont globales. Mais on peut également les définir comme fonctions membres :

f) classes virtuelles

Soient : une classe A, deux classes B et C dérivant de A, une classe D dérivant de B et C. Nous aurons dans D deux instances de A (qui peuvent être différentes). Mais si une seule instance de A suffisait, il suffit de les déclarer : Le constructeur de D appellera une seule fois celui de A

g) polymorphisme

Si plusieurs classes (point, ligne, segment) possèdent des méthodes de même signature (écriture similaire du prototype), on peut éviter de réécrire des fonctions dont le contenu serait identique mais d'appliquant à des objets différents (déplacer=éteindre+ajouter+allumer pout tous mes objets). On peut pour cela utiliser les fonctions virtuelles (dynamiques : le choix de la fonction a utiliser est déterminée à l'exécution) ou les fonctions templates (statiques : le choix des fonctions est fait à la compilation). Voyez l'exemple complet.

5) EXEMPLE COMPLET (commenté)

----------- La bibliothèque graphique pour Tubo C (DOS) - Graphiq0.cpp -----------