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Chapitre 2: Programmation objet

Programme Officiel
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Vocabulaire de la programmation objet : classes, attributs, méthodes, objets.

Écrire la définition d'une classe.

Accéder aux attributs et méthodes d'une classe.

On n'aborde pas ici tous les aspects de la programmation objet comme le polymorphisme et l'héritage.
Lien vers le programme complet

La programmation orientée objet (P.O.O.) est un paradigme de programmation permettant au développeur de dépasser les objets proposés par le langage de programmation afin d'en créer de nouveaux adaptés au problème qu'il tente de résoudre: des utilisateurs, des messages, des jouets...

Attributs et méthodes

En POO, les objets sont décrits dans des classes contenant:

  • des attributs qui sont les données associées à l'objet;
  • des méthodes qui sont les fonctions s'appliquant sur cet objet.

En Python, on accède aux attributs et aux méthodes grâce à la notation pointée, vous l'avez déjà utilisée car Python est un langage fortement orienté objet.

Prenons l'exemple des objets de types date du module datetime.

On commence par créer une date de ce type, ce que l'on appelle une instance de l'objet.

Entrée

from datetime import date

prise_bastille = date.fromisoformat("1789-07-14")
print("type:", type(prise_bastille))
print("objet: ", prise_bastille)

Sortie

type: <class 'datetime.date'>
objet:  1789-07-14

Les attributs: données

Cet objet possède des **attributs*: les données relatives à cet objet.

On y accède grâce à la notation pointée: objet.attribut

Entrée

prise_bastille.day

Résultat

14

Entrée

prise_bastille.month

Résultat

7

Entrée

prise_bastille.year

Résultat

1789

Les méthodes: fonctions

Cet objet possède des **méthodes*: les fonctions s'appliquant sur cet objet.

On y accède grâce à la notation pointée: objet.méthode(...)

Entrée

# Appel de la méthode sans argument
prise_bastille.ctime()

Résultat

'Tue Jul 14 00:00:00 1789'

Entrée

# Appel de la méthode avec un argument de type str
prise_bastille.strftime("%A %d %B %Y")

Résultat

'Tuesday 14 July 1789'

Entrée

# Même appel mais en utilisant une version française
import locale

locale.setlocale(locale.LC_ALL, "fr_FR.UTF-8")

prise_bastille.strftime("%A %d %B %Y")

Résultat

'mardi 14 juillet 1789'

Création d'une classe et instanciation

En Python, on créé une classe avec la mot clé class qu'on nomme par habitude avec un nom en UpperCamelCase.

Entrée

class ClasseDeLycee:
    nom = "Terminale"
    numero = 1
    # liste des élèves
    eleves = []

L'objet ClasseDeLycee est une sorte de «patron» à partir duquel on va pouvoir créer des objets à la demande en créant ce que l'on appelle des instances par appel de la classe.

Entrée

## On crée deux instances de l'objet ClasseDeLycee
term1 = ClasseDeLycee()
term2 = ClasseDeLycee()

On peut accéder aux attributs de nos objets à l'aide de la notation pointée: nom_instance.attribut.

Entrée

# nos deux instances contiennent les mêmes attributs nom et numero
term1.nom

Résultat

'Terminale'

Entrée

term2.nom

Résultat

'Terminale'

Entrée

term1.numero, term2.numero

Résultat

(1, 2)

On peut modifier les attributs d'un objet ou les supprimer.

Entrée

# méthode déconseillée
# on utilise plutôt des getters et setters pour ça (voir plus bas)
term2.numero = 2
# les attributs onta bien été modifiés pour l'instance term2
term2.nom, term2.numero

Résultat

('Terminale', 2)

Entrée

# par contre les attributs de l'instance term1 sont inchangés
term1.nom, term1.numero

Résultat

('Terminale', 1)

Entrée

del term1.nom
term1.nom
---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-44-946079c0e9b2> in <module>
----> 1 del term1.nom
      2 term1.nom


AttributeError: nom
Attributs de classe et d'instance

Dans cette partie nous avons utilisé des attributs de classe sans le self pour plus de simplicité dans cette introduction.

Par la suite, on utilisera des attributs d'instance(self.attribut), il y a de légères différences qui sortent du cadre de ce cours.

Les méthodes et la variable self

Les méthodes sont des fonctions définies au sein de la classe qui s'appliquent aux objets créés grâce à cette classe.

Une méthode prend toujours en premier paramètre l'objet lui-même par l'intermédiare du paramètre qu'on appelle par convention self.

De façon générale, le mot clé self désignera l'instance de l'objet au sein du code de la classe.

Entrée

class ClasseDeLycee:
    nom = "Terminale"
    numero = 1
    eleves = []

    def ajoute_eleve(self, élève):
        """Cette méthode ajoute un élève dans la classe"""
        self.eleves.append(élève)

Lorsqu'on appelle une méthode sur une instance de la classe, on utilisera encore la notation pointée: nom_instance.methode(...).

Entrée

term1 = ClasseDeLycee()
term1.ajoute_eleve("Alan Turing")

Entrée

# l'attribut eleves a bien été modifié
term1.eleves

Résultat

['Alan Turing']

Entrée

# mais pas pour l'instance term2
term2.eleves

Résultat

[]

Méthodes particulières

Initialisation avec le constructeur __init__()

Il est souvent interressant de créer des objets différents à partir d'un même classe , il est donc possible d'ajouter des arguments qui seront pris en charge lors de l'instanciation de l'objet en utilisant la méthode prédéfinie: __init__().

Voici comment nous pourrions permettre de personnnaliser notre classe dès sa création.

Entrée

class ClasseDeLycee:
    def __init__(self, nom, numero, eleves):
        self.nom = nom
        self.numero = numero
        self.eleves = eleves


prem7 = ClasseDeLycee("Première", 7, ["Ada Lovelace"])

print(prem7.nom, prem7.numero, prem7.eleves)

Sortie

Première 7 ['Ada Lovelace']

On peut donner des valeurs par défaut aux paramètres dans la signature de la méthode __init__.

Entrée

class ClasseDeLycee:
    def __init__(self, nom="Terminale", numero=3, eleves=[]):
        self.nom = nom
        self.numero = numero
        self.eleves = eleves


term3 = ClasseDeLycee()

print(term3.nom, term3.numero, term3.eleves)

Sortie

Terminale 3 []

Entrée

# on peut personnaliser les attributs souhaités de l'instance
# en gardant les valeurs par défaut pour les autres

term4 = ClasseDeLycee(numero=4)

print(term4.nom, term4.numero, term4.eleves)

Sortie

Terminale 4 []

La méthode __str__()

Cette méthode est utilisée pour donner une représentation des objets sous forme lisible lors d'un appel de la fonction print.

Pour l'instant si on affiche notre instance, on a:

Entrée

print(term4)

Sortie

<__main__.ClasseDeLycee object at 0x7fe037f4bc10>

Entrée

class ClasseDeLycee:
    def __init__(self, nom="Terminale", numero=3, eleves=[]):
        self.nom = nom
        self.numero = numero
        self.eleves = eleves

    def __str__(self):
        return f"<Classe de Lycée {self.nom}{self.numero}>"


term3 = ClasseDeLycee()

print(term3)

Sortie

<Classe de Lycée Terminale3>
 

On peut également utiliser la méthode __repr__() qui est plus générale et qui sera également utilisée lors d'un appel de la fonction print si __str__ n'est pas définie.

Les accesseurs(getters) et mutateurs (setters)

Il est fortement déconseillé de récupérer (get) ou modifier (set) des attributs de l'objet directement par l'utilisation de la notation pointée vue précédemment.

Pour chaque attribut, il est conseillé de définir deux méthodes:

  • get_nom_attribut: pour le récupérer.
  • set_nom_attribut: pour le modifier.

C'est long oui, mais c'est la pratique couramment recommandée.

Voici ce que cela donnerait dans notre cas, on a trois attributs, il faut donc ajouter six méthodes.

Entrée

class ClasseDeLycee:
    def __init__(self, nom="Terminale", numero=3, eleves=[]):
        self.nom = nom
        self.numero = numero
        self.eleves = eleves

    def get_nom(self):
        return self.nom

    def set_nom(self, nom):
        self.nom = nom

    def get_numero(self):
        return self.numero

    def set_numero(self, numero):
        self.numero = numero

    def get_eleves(self):
        return self.eleves

    def set_eleves(self, eleves):
        self.eleves = eleves

    def __str__(self):
        return f"<Classe de Lycée {self.nom}{self.numero}>"


c = ClasseDeLycee()

print("Au début")
print(c)

Sortie

Au début
<Classe de Lycée Terminale3>

Entrée

# Modification des attributs avec les setters
c.set_nom("Seconde")
c.set_numero(15)
print(c)

Sortie

<Classe de Lycée Seconde15>

Entrée

# Récupération des attributs avec les getters
c.get_nom(), c.get_eleves()

Résultat

('Seconde', [])

En plus: Héritage

Un des aspects intéressants (mais hors-programme) est la possibilité de créer des sous classes qui héritent des attributs et méthode de la classe parente.

L'héritage q'il est bien réalisé permet d'éviter des répétitions de code (Principe DRY: Don't Repeat Yourself), et permet d'aboutir à une grande structuration des données.

Entrée

class Terminale(ClasseDeLycee):
    def __init__(self, numero, eleves=[]):
        # super appelle le constructeur du parent
        super().__init__("terminale", numero, eleves)

    # On ne met à jour que les méthodes qui sont changées
    # Toutes les autres méthodes sont héritées
    def __str__(self):
        return f"<Classe de Terminale{self.numero}>"


term7 = Terminale(7)
print(term7)

Sortie

<Classe de Terminale7>

Entrée

term7.get_eleves()

Résultat

[]

Toutes les méthodes du parent non modifiées sont héritées.

Entrée

term7.set_eleves(["Albert Einstein", "Paul MacCartney"])
term7.get_eleves()

Résultat

['Albert Einstein', 'Paul MacCartney']

Il reste cependant à définir les méthodes et attributs propres à cette classe: voeux_parcoursup, mention_bac...