Dans la société technologique d'aujourd'hui, les connaissances en programmation informatique sont très demandées. Alors que de nouveaux langages sont créés, les langages existants sont toujours mis à jour pour les améliorer. Bien que la plupart des langages de programmation présentent certaines similitudes, chacun d'entre eux possède des règles et des méthodes spécifiques qui le rendent unique.
Un concept commun à de nombreux langages de programmation est la programmation orientée objet.
Qu'est-ce que la programmation orientée objet ?
La programmation orientée objet, ou POO, est un modèle de programmation qui repose sur le concept de classes et d'objets. Elle est utilisée pour structurer un programme logiciel en éléments de code simples et réutilisables, généralement appelés classes, qui sont utilisés pour créer des instances individuelles d'objets. Il existe de nombreux langages de programmation orientés objet, notamment JavaScript, C++, Java et Python.
Par exemple, Python, qui est un langage de programmation polyvalent populaire, permet de coder en utilisant des techniques procédurales, orientées objet ou fonctionnelles. Java, un autre langage populaire, est exclusivement orienté objet.
L'approche orientée objet se concentre sur les objets qui composent le système.
Un objet est tout ce qui peut être nommé et décrit. Les objets sont des « choses » qui sont modélisées dans des programmes et, par conséquent, le but d'un programme orienté objet est de représenter le monde réel en code.
En effet, le terme « objet » dans la programmation orientée objet représente une manière spécifique d'organiser le code et peut être défini, techniquement, comme « une entité qui englobe à la fois les données et le comportement ». Cela signifie que toutes les données et toutes les procédures/fonctions d'un système appartiennent à un ou plusieurs objets. Dans la programmation orientée objet, les objets collaborent les uns avec les autres, en envoyant et en recevant des messages.
Quel est l'objectif de la programmation orientée objet ?
La programmation orientée objet vise à mettre en œuvre des entités du monde réel comme l'héritage, le masquage ou encore le polymorphisme en programmation. L'objectif principal de la POO est de lier ensemble les données et les fonctions qui opèrent sur elles afin qu'aucune autre partie du code ne puisse accéder à ces données, sauf cette fonction.
De plus, l'objectif de la programmation orientée objet est de produire un code réutilisable bien conçu.
En effet, la POO se concentre sur les objets que les développeurs veulent manipuler plutôt que sur la logique requise pour les manipuler. Cette approche de la programmation est bien adaptée aux programmes de grande taille, complexes et activement mis à jour ou maintenus. Cela inclut les programmes de fabrication et de conception, ainsi que les applications mobiles. La POO peut par exemple être utilisée pour les logiciels de simulation de systèmes de fabrication.
L'organisation d'un programme orienté objet rend également la méthode avantageuse pour le développement collaboratif, où les projets sont divisés en groupes. Les autres avantages de la POO sont la réutilisation du code, l'évolutivité et l'efficacité.
Comment fonctionne la POO ?
La POO repose sur 4 principes :
- L'encapsulation
- L'abstraction
- L'héritage
- Le polymorphisme
Le principe d'encapsulation
L'encapsulation présente toutes les informations importantes d'un objet à l'intérieur de l'objet et n'expose que les informations choisies au monde extérieur.
Cette propriété garantit que les informations d'un objet sont cachées au monde extérieur en regroupant dans une classe les caractéristiques ou attributs qui ont un accès privé, et les comportements ou méthodes qui ont un accès public.
L'encapsulation de chaque objet est responsable à la fois de ses informations et de son état. Celui-ci ne peut être modifié que par les méthodes propres à l'objet. De cette façon, les attributs internes d'un objet sont inaccessibles de l'extérieur et ne peuvent être modifiés qu'en appelant les fonctions correspondantes. Cette encapsulation prévient ainsi toute utilisation inappropriée ou inattendue de l'objet.
Exemple d'encapsulation avec une voiture. La voiture partage des informations publiques par le biais des feux de freinage ou des clignotants pour indiquer les virages ou les potentiels dangers, c'est l'interface publique. En revanche, l'interface interne, le mécanisme de conduite de la voiture, est cachée sous le capot. Lors de la conduite d'une voiture, il est nécessaire d'indiquer les mouvements aux autres conducteurs, mais pas d'exposer des données privées sur le type de carburant ou la température du moteur, car cela représente beaucoup de données, ce qui perturberait les autres conducteurs.
Le principe d'abstraction
Un autre principe de la programmation orientée objet est l'abstraction, qui se produit lorsque l'utilisateur interagit uniquement avec des attributs et des méthodes sélectionnés d'un objet, en utilisant des outils de haut niveau simplifiés pour accéder à un objet complexe.
Dans la POO, les programmes sont généralement très volumineux et les objets communiquent beaucoup entre eux. Ainsi, l'abstraction facilite la maintenance d'un code volumineux, dans lequel diverses modifications peuvent intervenir au fil du temps.
L'abstraction est donc basée sur l'utilisation de choses simples pour représenter la complexité. Les objets et les classes représentent le code sous-jacent, en cachant les détails complexes à l'utilisateur. Il s'agit donc d'une extension de l'encapsulation. Pour reprendre l'exemple précédent, il n'est pas nécessaire de connaître tous les détails du fonctionnement du moteur d'une voiture pour pouvoir la conduire.
Le principe d'héritage
L'héritage définit des relations hiérarchiques entre les classes, de sorte que les attributs et méthodes communs peuvent être réutilisés. En définissant des attributs et des comportements de base dans une classe, il est possible de créer des classes secondaires qui étendent la fonctionnalité de la classe principale et ajoutent des attributs et des comportements supplémentaires. C'est l'une des clés de la programmation orientée objet.
Exemple basé sur l'animal : on peut utiliser une seule classe d'animaux et ajouter un attribut de type d'animal qui spécifie le type d'animal. Différents types d'animaux nécessiteront différentes méthodes, par exemple, les reptiles doivent pouvoir pondre des œufs et les poissons doivent pouvoir nager. Même si les animaux ont une méthode commune, comme le déplacement, la mise en œuvre nécessiterait de nombreuses instructions « si » pour garantir le comportement idéal en matière de déplacement. Par exemple, les grenouilles sautent, tandis que les serpents glissent. Le principe de l'héritage résout ce problème.
Le principe de polymorphisme
Le polymorphisme consiste à concevoir des objets qui partagent des comportements, ce qui permet de traiter les objets de différentes manières. Il s'agit de la capacité de présenter la même interface pour différents moyens ou types de données sous-jacents. En utilisant l'héritage, les objets peuvent remplacer les comportements primaires partagés par des comportements secondaires spécifiques. Le polymorphisme permet à la même méthode d'exécuter des comportements différents de deux manières : le remplacement de méthode et la surcharge de méthode.
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