Cours JAVA :
Le polymorphisme en Java.
Version 3.01
Julien Sopena1
1julien.sopena@lip6.fr
Équipe REGAL - INRIA Rocquencour...
Classification hiérarchisée
Animal
Vertébré Invertébré
Mammifère Poisson Reptile
Homme Chat
Les sous-classes (spécialisatio...
À retenir : la classe Object
Important
En Java, toutes les classes héritent de la classe Object.
La déclaration
public cla...
Outline
L’héritage
Principes de l’héritage
Syntaxe de l’héritage en Java
Héritage et visibilité
Héritage et construction
L...
Constructeur implicite : Solutions
Solution 1 :
Ajout d’un constructeur vide.
public class A {
public i n t x ;
public A (...
Spécialiser une méthode héritée : exemple
public class Point {
private i n t x , y ;
. . .
public S t r i n g t o S t r i ...
Outline
L’héritage
Polymorphisme et héritage
Principes du polymorphisme
Protocoles et polymorphisme
Les protocoles standar...
Écrire du code polymorphe : la mauvaise solution
public class Cage {
public void a c c u e i l l i r ( Lion l ) {
. . .
}
...
Outline
L’héritage
Polymorphisme et héritage
Principes du polymorphisme
Protocoles et polymorphisme
Les protocoles standar...
Upcasting : classe fille → classe mère
Définition
On appelle surclassement ou upcasting le fait d’enregistrer une
référence ...
Ce qu’on ne peut pas faire et ne pas faire
Pour permettre le polymorphisme :
=⇒ une sous classe doit pouvoir se faire pass...
Spécification d’un protocole sans implémentation
par défaut
Spécification du protocole – le plus haut possible dans l’arbre ...
Exemples du standard
Extrait de la documentation de java.lang.Number :
The abstract class Number is the superclass of clas...
Implémentation d’une interface
Définition
On dit qu’une classe implémente une interface si elle définit
l’ensemble des métho...
Choix entre classe et interface : exemple
Une grenouille "EST UN" amphibien :
class G r e n o u i l l e extends Amphibien ...
of 15

Polymorphisme (cours, résumé)

expliquation simple pour le polymorphisme
Published on: Mar 4, 2016
Published in: Education      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Polymorphisme (cours, résumé)

  • 1. Cours JAVA : Le polymorphisme en Java. Version 3.01 Julien Sopena1 1julien.sopena@lip6.fr Équipe REGAL - INRIA Rocquencourt LIP6 - Université Pierre et Marie Curie Licence professionnelle DANT - 2012/2013 J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 1 / 118 Grandes lignes du cours L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Principes des classes abstraites Exemple de classe abstraite Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 2 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 3 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 4 / 118 Rappel – principes de la POO 1. Encapsulation Rapprochement des données (attributs) et traitements (méthodes) Protection de l’information (private et public) 2. Agrégation (et composition) Classe A "A UN" Classe B 3. Utilisation Classe A "UTILISE" Classe B J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 5 / 118 Un nouveau principe POO : Héritage Définition Le terme héritage désigne le principe selon lequel une classe peut hériter des caractéristiques (attributs et méthodes) d’autres classes. Soient deux classes A et B Relation d’héritage : Classe B "EST UN" Classe A A est la super-classe ou classe mère de B B est la sous-classe ou classe fille de A Exercice : Héritage, Agrégation ou Utilisation ? Cercle et Ellipse ? Salle de bains et Baignoire ? Piano et Joueur de piano ? Entier et Réel ? Personne, Enseignant et Étudiant ? J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 6 / 118 Motivation pour un nouveau type de relation entre classes Une classe décrit les services (comportements et données) d’un ensemble d’individus Exemple : la classe Animal (animation graphique) Animal +getNom(): String +manger(...): ... +dormir(...): ... +reproduire(...): ... Problèmes pour implémenter cette spécification : Elle est trop générale (exemple : manger( ) est très différent suivant les animaux) Il manque les services spécifiques à certaines catégories d’animaux (exemple : voler( ), nager( ), ...) J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 7 / 118 Les mauvaises solutions 1. Faire que la classe Animal puisse vraiment représenter tous les animaux accroître l’interface publique (tous les services possibles de tous les animaux) ajouter des attributs booléens pour les catégories (isOiseau, isPoisson, ...) ou un attribut qui indique la catégorie tester les attributs pour savoir si on peut répondre à un message Exemple : Animal unChat = new Animal ("chat",...); (avec un attribut genreAnimal de type String dans la classe Animal) code très complexe et non maintenable 2. Faire autant de classes qu’il existe d’espèces animales beaucoup de services vont être très similaires entre les classes beaucoup de factorisations perdues J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 8 / 118 A ... B ... A ... B ...
  • 2. Classification hiérarchisée Animal Vertébré Invertébré Mammifère Poisson Reptile Homme Chat Les sous-classes (spécialisations) de la classe Mammifère sont les classes Homme et Chat Les ascendants (généralisations) de la classe Mammifère sont les classes Vertébré et Animal J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 9 / 118 Héritage Une sous-classe hérite des services (comportements et données) de ses ascendants Pour factoriser au mieux la programmation, il suffit de placer les services à la bonne place dans la relation d’héritage AnimalgetNom() setNom() VertébréremuerVertèbres() Invertébré Mammifèreallaiter() Poisson nager() Hommeécrire() Chat J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 10 / 118 Hiérarchie en Java Une classe hérite toujours d’une seule et unique classe (héritage simple versus héritage multiple) Cette classe est dite super-classe de la sous-classe Par défaut, toute classe hérite de la classe Object qui est la racine unique de l’arbre d’héritage Object Animal Question ... Vertébré Invertébré Mammifère Poisson Reptile J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 11 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 12 / 118 Syntaxe Pour indiquer qu’une classe hérite d’une autre classe, on utilise le mot-clé extends. public class Appartement extends Logement Important La classe Appartement ainsi définie possède toutes les caractéris- tiques de la classe Logement (i.e., ses éléments privés et publics). J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 13 / 118 Spécialisation public class Logement { f i n a l public double s u r f a c e ; public double p r i x ; public S t r i n g p r o p r i e t a i r e ; private boolean vendu ; } public class Appartement extends Logement { f i n a l public i n t etage ; private boolean cave ; } Les attributs de la classe Appartement sont : surface, prix, proprietaire, vendu, etage et cave. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 14 / 118 Implémentation en Java public class Homme extends Mammifère { // a t t r i b u t s propres aux hommes uniquement private boolean d r o i t i e r ; . . . public void é c r i r e () { i f d r o i t i e r { . . . } else { . . . } } } Homme unHomme = new Homme ( . . . ) ; // appel d ’ un s e r v i c e propre aux hommes unHomme . é c r i r e ( ) ; // appel d ’ un s e r v i c e commun aux v e r t é b r é s ( h é r i t é ) unHomme . remuerVertèbres ( ) ; // appel d ’ un s e r v i c e commun aux animaux ( h é r i t é ) unHomme . setNom ( "Adam" ) ; J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 15 / 118 Héritage de comportements Durant l’exécution, l’instruction : unHomme . setNom ( "Adam" ) ; provoque : La recherche de setNom() dans la classe Homme Puisqu’elle n’existe pas, la recherche se poursuit en remontant l’arbre d’héritage jusqu’à trouver Animal.setNom() Animal.setNom() est exécutée (dans le contexte de unHomme) Si la méthode Animal.setNom() n’était pas définie, une erreur serait détectée lorsque la classe Object serait atteinte J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 16 / 118
  • 3. À retenir : la classe Object Important En Java, toutes les classes héritent de la classe Object. La déclaration public class A { . . . } doit donc être comprise comme public class A extends Object { . . . } même si on ne l’écrit pas ainsi. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 17 / 118 À retenir : le mot-clé super Á retenir Java fournit la référence super qui désigne pour chaque classe, sa classe mère. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 18 / 118 Héritage d’attributs public class Animal { // a t t r i b u t s propres à tous l e s animaux private S t r i n g nom ; . . . public S t r i n g getNom (){ return nom ; } public void setNom ( S t r i n g n ) { nom = n ; } . . . } public class Vertébré extends Animal { // a t t r i b u t s propres aux Vertébrés private i n t nbVertèbres ; . . . public void setNbVertèbres ( i n t n ) { nbVertèbres = n ; } public void remuerVertèbres ( ){ System . out . p r i n t l n ( this.getNom() + "remue" + nbVertèbres + " v e r t è b r e s " ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 19 / 118 Héritage d’attributs – suite public class Homme extends Mammifère { // a t t r i b u t s propres aux hommes uniquement private boolean d r o i t i e r ; . . . public Homme ( S t r i n g unNom , boolean d r o i t i e r ) { this.setNbVertebres(50) ; this.setNom(unNom) ; this . d r o i t i e r = d r o i t i e r ; } . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 20 / 118 Héritage d’attributs – fin Homme uneFemme = new Homme( "Ève " , true ) ; Ève true uneFemme 50 true uneFemme . remuerVertèbres ( ) ; System . out . p r i n t l n (uneFemme . getNom ( ) ) ; J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 21 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 22 / 118 Héritage et encapsulation Les membres (attributs et méthodes) déclarés privés dans une classe ne sont pas visibles dans une sous-classe En d’autres termes, l’héritage n’implique pas la visibilité public class Homme extends Mammifère { // a t t r i b u t s propres aux hommes uniquement private boolean d r o i t i e r ; . . . public Homme ( S t r i n g unNom , boolean d r o i t i e r ) { this . setNbVertebres ( 5 0 ) ; nom = unNom ; // e r r e u r this . d r o i t i e r = d r o i t i e r ; } . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 23 / 118 Visibilité Le modificateur qui précède chaque méthode (et attribut) détermine sa visibilité : private défaut protected public la classe elle-même OUI OUI OUI OUI une sous-classe, paquetage = NON OUI OUI OUI pas une sous-classe, paquetage = NON OUI OUI OUI une sous-classe, paquetage = NON NON OUI OUI pas une sous-classe, paquetage = NON NON NON OUI Rappel Les attributs doivent toujours être déclarés private J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 24 / 118
  • 4. Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 25 / 118 Instantiation des attributs hérités public class Homme extends Mammifère { // a t t r i b u t s propres aux hommes uniquement private boolean d r o i t i e r ; . . . public Homme ( S t r i n g unNom , boolean d r o i t i e r ) { this.setNbVertèbres(50) ; this.setNom(unNom) ; this . d r o i t i e r = d r o i t i e r ; } . . . } Problèmes Obligation d’introduire des modificateurs telles que Vertébré.setNbVertèbres() Redondance – la super-classe Mammifère doit avoir un constructeur J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 26 / 118 Héritage et construction – Correction Pour initialiser les attributs hérités, le constructeur d’une classe peut invoquer un des constructeurs de la classe mère à l’aide du mot-clé super. public class Homme extends Mammifère { private s t a t i c f i n a l i n t NB_VERTEBRES = 50; private boolean d r o i t i e r ; public Homme ( S t r i n g unNom , boolean d r o i t i e r , i n t nbVertèbres ) { // super d o i t ê t r e l a première i n s t r u c t i o n super (unNom , nbVertèbres ) ; this . d r o i t i e r = d r o i t i e r ; } public Homme ( S t r i n g unNom , boolean d r o i t i e r ) { this (unNom , d r o i t i e r , NB_VERTEBRES) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 27 / 118 Règles d’utilisation d’un constructeur de la classe mère. Règles 1. L’appel d’un constructeur de la classe mère doit être la première instruction du constructeur de la classe fille. 2. Il n’est pas possible d’utiliser à la fois un autre constructeur de la classe et un constructeur de sa classe mère dans la définition d’un de ses constructeurs. public class A { public A( i n t x ) { super ( ) ; this ( ) ; } } INTERDIT J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 28 / 118 Constructeur implicite Si aucun constructeur de la classe ou de la super-classe n’est invoqué explicitement, le compilateur ajoute un appel au constructeur sans argument de la super-classe public class B extends A { public B( i n t x ) { // appel super () i m p l i c i t e this . x = x ; . . . } } Attention : Dans ce cas, le constructeur sans argument doit être défini dans la super-classe J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 29 / 118 Constructeur implicite : exemple public class A { public A () {System . out . p r i n t l n ( "A" ) ; }} public class B extends A { public B () {System . out . p r i n t l n ( "B" ) ; } } Le ligne de code suivante : B c = new B ( ) ; produira l’affichage suivant : java MonProg A B J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 30 / 118 Constructeur implicite : erreur fréquente Etape 1 : Jusqu’ici tout va bien. public class A { public i n t x ; } public class B extends A { public i n t y ; public B ( i n t x , i n t y ) { this . x = x ; this . y = y ; } } Etape 2 : Puis, on ajoute un constructeur. public class A { public i n t x ; public A (int x) { this.x =x; } } public class B extends A { public i n t y ; public B ( i n t x , i n t y ) { this . x = x ; this . y = y ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 31 / 118 Constructeur implicite : erreur fréquente javac B.java B.java:3: cannot find symbol symbol : constructor A() location: class A public B ( int x , int y ) { ^ 1 error } public class B extends A { public i n t y ; public B ( i n t x , i n t y ) { super() ; Ajout du compilateur this . x = x ; this . y = y ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 32 / 118
  • 5. Constructeur implicite : Solutions Solution 1 : Ajout d’un constructeur vide. public class A { public i n t x ; public A () {} public A ( i n t x ) { this . x = x ; } } public class B extends A { public i n t y ; public B ( i n t x , i n t y ) { this . x = x ; this . y = y ; } } Solution 2 : Appel explicite au super(int). public class A { public i n t x ; public A ( i n t x ) { this . x = x ; } } public class B extends A { public i n t y ; public B ( i n t x , i n t y ) { super(x); this . y = y ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 33 / 118 Constructeur d’une classe dérivée Un constructeur d’une classe dérivée commence toujours : 1. soit par l’appel explicite d’un autre constructeur de la classe. 2. soit par l’appel explicite ou implicite d’un constructeur de la classe mère. Corollaire Comme tout objet dérive (directement ou indirectement) de la classe Object : Tout constructeur commence par exécuter le constructeur de l’Object J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 34 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 35 / 118 Définition de la redéfinition. Définition On appelle redéfinition (en anglais « overriding ») d’une méthode, la possibilité de définir le comportement d’une méthode selon le type d’objet l’invoquant, i.e., de donner une nouvelle implémentation à une méthode héritée sans changer sa signature. public class A { public i n t f (int x) { . . . } } public class B extend A { public i n t f (int x) { . . . } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 36 / 118 La signature d’une méthode Java public class Homme extends Mammifère { . . . public void dessiner () { System . out . p r i n t l n ( " G r i b o u i l l i s " ) ; } } public class Leonard extends Homme { . . . public void dessiner () { System . out . p r i n t l n ( " Joconde " ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 37 / 118 Overloading vs Overriding ATTENTION Il ne faut pas confondre la redéfinition (en anglais « overriding ») et la surcharge (en anglais « overloading ») qui a été étudiée dans le cours d’introduction et qui correspond à la possibilité de définir des comportements différents pour la même méthode selon les arguments passés en paramètres. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 38 / 118 Surcharge d’une méthode redéfinie On peut aussi surcharger une méthode redéfinie. public class Logement { public void vendre ( S t r i n g acquereur ) { this . p r o p r i e t a i r e = acquereur ; this . vendu = true ; } } public class Appartement extends Logement { public void vendre ( S t r i n g acquereur ) { this ( acquereur ) ; this . cave = false : } public void vendre ( S t r i n g acquereur , boolean cave ) { this ( acquereur ) ; this . cave = cave : } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 39 / 118 Spécialiser une méthode héritée La référence super permet de redéfinir une méthode f héritée en réutilisant sa définition dans la classe mère. On dit alors qu’on spécialise la méthode héritée f. public class A { public void f () { . . . } } public class B extends A { public void f () { . . . super.f() . . . } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 40 / 118
  • 6. Spécialiser une méthode héritée : exemple public class Point { private i n t x , y ; . . . public S t r i n g t o S t r i n g () { return " ( " + x + " , " + y + " ) " ; } } public class PointCouleur extends Point { private byte c o u l e u r ; . . . public S t r i n g t o S t r i n g () { return super . t o S t r i n g () + " nCouleur ␣ : ␣" + this . c o u l e u r ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 41 / 118 Limite pour désigner une méthode redéfinie Attention On ne peut remonter plus haut que la classe mère pour récupérer une méthode redéfinie : pas de cast (ClasseAncetre)m() pas de super.super.m() J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 42 / 118 Annotation pour la redéfinition Depuis Java 5, on peut annoter par @Override les redéfinitions de méthodes. Ceci est très utile pour repérer des fautes de frappe dans le nom de la méthode : le compilateur envoie un message d’erreur si la méthode ne redéfinit aucune méthode. public class Point { private i n t x , y ; . . . @Override public S t r i n g t o s t r i n g () { return " ( " + x + " , " + y + " ) " ; } } Point.java:3: method does not override or implement a method from a supertype @Override ˆ J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 43 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 44 / 118 Les fondements de la covariance Rappels 1. La redéfinition d’une méthode c’est le fait de donner une nouvelle implémentation en conservant la signature. 2. La signature d’une méthode est composée de son nom et des types de ses arguments. Définition On appelle covariance le fait de modifier le type de retour d’une méthode lors de sa redéfinition. En Java, elle a été introduite dans la version : Java 1.5. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 45 / 118 Outline L’héritage Principes de l’héritage Syntaxe de l’héritage en Java Héritage et visibilité Héritage et construction La redéfinition La covariance Interdire l’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 46 / 118 classes finales Lors de la conception d’une classe, le concepteur peut empêcher que d’autres classes héritent d’elle (classe finale). f i n a l public class A { } Remarque(s) La classe String est une classe finale. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 47 / 118 Méthodes finales On peut empêcher la redéfinition d’une méthode d’instance d’une classe dans une de ses sous-classes en la déclarant final. public class A { f i n a l public void f () {} } public class B extends A { // on ne peut pas r e d é f i n i r f () ! } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 48 / 118
  • 7. Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 49 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 50 / 118 Polymorphisme : définition Définition Le polymorphisme peut être vu comme la capacité de choisir dynamiquement la méthode qui correspond au type réel de l’objet. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 51 / 118 Principe POO : Polymorphisme Si la classe B hérite de la classe A Classe B "EST-UN" Classe A toute méthode m de A peut-être invoquée sur une instance de la classe B (+ transitivité sur l’héritage de A) Le polymorphisme consiste à exploiter cela en fournissant un B dans les expressions "qui attendent" un A. // un homme e s t un animal Animal anim1 = new Homme( "Caïn" , false ) ; // un chat a u s s i Animal anim2 = new Chat ( " Européen " ) ; System . out . p r i n t l n ( anim1 . getNom ( ) ) ; System . out . p r i n t l n ( anim2 . getNom ( ) ) ; // un animal n ’ e s t pas nécessairement un homme Homme h = anim1 ; J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 52 / 118 Choix de la méthode : liaison dynamique public class Point { private i n t x , y ; . . . public S t r i n g t o S t r i n g () { return " ( " + x + " , " + y + " ) " ; } } public class PointCouleur extends Point { private byte c o u l e u r ; . . . public S t r i n g t o S t r i n g () { return super . t o S t r i n g () + " nCouleur ␣ : ␣" + this . c o u l e u r ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 53 / 118 Choix de la méthode : liaison dynamique (suite) public class TraceurDeLigne { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Point [ ] tab = new Point [ 3 ] ; tab [ 0 ] = new PointCouleur (2 ,3 , bleu ) ; tab [ 1 ] = new PointCouleur (2 ,3 , v e r t ) ; tab [ 2 ] = new PointCouleur (2 ,3 , rouge ) ; System . out . p r i n t l n ( "Ma␣ l i g n e ␣ : ␣" ) ; for ( Point p : tab ) System . out . p r i n t l n ( "␣−␣" + p . toString ( ) ) ; } } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 54 / 118 Choix de la méthode : liaison dynamique (suite) Si p référence une PointCouleur, quelle méthode toString() va être invoquée ? 1. La méthode toString() est définie dans Point 2. Mais elle est spécialisée dans PointCouleur C’est la version la plus spécialisée (PointCouleur.toString()) qui est invoquée car la recherche de la méthode débute dans la classe effective de l’objet référencé par p La recherche est menée à l’exécution et ce mécanisme est appelé la liaison dynamique. Lorsqu’une méthode est spécialisée dans une sous-classe, sa visibilité peut être augmentée (ex. protected → public) mais elle ne peut pas être réduite (ex. public → private) J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 55 / 118 Écrire du code polymorphe : le problème On veut coder une classe Zoo qui aura plusieurs cages permettant d’acceuillir différents types d’animaux. Il faut donc implémenter une classe Cage permettant de contenir tous ces annimaux. public class Zoo { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Cage uneCage1 = new Cage ( . . . ) ; Cage uneCage2 = new Cage ( . . . ) ; // On a j o u t e un l i o n Lion unLion = new Lion ( . . . ) ; uneCage1 . a c c u e i l l i r ( unLion ) ; // On a j o u t e un s i n g e Singe unSinge = new Singe ( . . . ) ; uneCage2 . a c c u e i l l i r ( unSinge ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 56 / 118
  • 8. Écrire du code polymorphe : la mauvaise solution public class Cage { public void a c c u e i l l i r ( Lion l ) { . . . } public void a c c u e i l l i r ( Singe s ) { . . . } } Ici, la surcharge est une très mauvaise solution Si une nouvelle espèce animale doit être prise en compte, il faudra modifier le code de la classe Cage J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 57 / 118 Écrire du code polymorphe : la bonne solution La bonne solution consiste à utiliser le polymorphisme, en implémentant une méthode acceuillir générique pour tout les animaux. Son paramètre étant de type Animal on pourra l’appeler avec une référence de Lion ou de Singe. public class Cage { public void a c c u e i l l i r ( Animal a ) { System . out . p r i n t l n ( a . getNom ( ) + " e s t ␣en␣ cage " ) ; . . . } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 58 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 59 / 118 Motivation Nouvelle spécification à prendre en compte : tous les animaux ne peuvent pas aller en cage La méthode Cage.accueillir() doit être à même de détecter les animaux ne pouvant l’être public class Zoo { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Cage uneCage1 = new Cage ( . . . ) ; Homme unHomme = new Homme ( . . . ) ; uneCage . a c c u e i l l i r (unHomme ) ; =⇒ il refuse !!! } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 60 / 118 Première solution public class Cage { . . . public void a c c u e i l l i r ( Animal a ) { i f ( a instanceof Homme ) System . out . p r i n t l n ( a . getNom ( ) + " r e f u s e ␣d ’ a l l e r ␣en␣ cage " ) ; return ; . . . } } Très mauvaise solution Des connaissances propres à la classe Homme sont dans la classe Cage si une nouvelle espèce animale refuse d’aller en cage, il faudra modifier le code de la classe Cage J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 61 / 118 Mise en place d’un protocole public class Cage { . . . public void a c c u e i l l i r ( Animal a ) { i f ( ! a . supporteCage ( ) ) { System . out . p r i n t ( a . getNom ( ) ) ; System . out . p r i n t l n ( "␣ r e f u s e ␣d ’ a l l e r ␣en␣ cage " ) ; return ; } . . . } } Tout animal doit pouvoir répondre à ce protocole Nous allons implémenter le protocole dans la hiérarchie de racine Animal, en utilisant l’héritage et en spécialisant lorsque c’est nécessaire J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 62 / 118 Vue de l’arbre d’héritage Animal supporteCage() ⇒ false Vertébré supporteCage() ⇒ true Invertébré Mammifère Poisson supporteCage() ⇒ false Homme supporteCage() ⇒ false Lion J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 63 / 118 Mise en place d’un protocole public class Animal { . . . public boolean supporteCage () { return f a l s e ; } } public class Vertébré extends Animal { . . . public boolean supporteCage () { return true ; } } public class Homme extends Mammifère { . . . public boolean supporteCage () { return f a l s e ; } } public class Zoo { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Cage uneCage1 = new Cage ( . . . ) ; uneCage1 . a c c u e i l l i r (new Lion ( . . . ) ) ; // Génère un appel à Vertébré . supporteCage ( ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 64 / 118
  • 9. Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 65 / 118 Retour sur les protocoles standards public class Zoo { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Cage [ 1 0 ] l e s C a g e s ; Lion unLion = new Lion ( . . . ) ; l e s C a g e s [ 0 ] . a c c u e i l l i r ( unLion ) ; Singe unSinge = new Singe ( . . . ) ; l e s C a g e s [ 1 ] . a c c u e i l l i r ( unSinge ) ; for ( Cage c : l e s C a g e s ) { System . out . println(c.contenu()) ; i f ( unLion . equals(c.contenu()) System . out . p r i n t l n ( "J ’ a i ␣ trouve ␣ l e ␣ l i o n " ) ; } } } La classe Lion ne dispose pas de méthode equals(), pourquoi n’y a-t-il pas d’erreur de compilation ? Où est l’appel la méthode toString() de Animal ? J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 66 / 118 Le protocole toString() p u b l i c c l a s s System { p u b l i c s t a t i c P rin tStream out ; . . . } p u b l i c c l a s s P rintStream { p u b l i c v o i d p r i n t ( Object arg ) { p r i n t ( arg . toString() ) ; } . . . } p u b l i c c l a s s Object { p u b l i c S t r i n g toString ( ) { r e t u r n g e t C l a s s ( ) . getName ( ) + "@" + I n t e g e r . t o H e x S t r i n g ( hashCode ( ) ) ; } . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 67 / 118 Le protocole toString() – suite La classe Object est la racine de l’unique arbre d’héritage La classe Animal hérite (implicitement) de la classe Object Il suffit de spécialiser la méthode toString() dans vos classes pour qu’un objet de type PrintStream (tel que System.out) puisse afficher vos instances public class Animal { . . . @Override public S t r i n g t o S t r i n g () { return this . getNom () ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 68 / 118 Le protocole equals() La classe Object dispose d’une méthode equals() public class Object { public boolean equals ( Object arg ) { return this == arg ; } . . . } Elle ne retourne true que si les deux références désignent le même objet J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 69 / 118 Le protocole equals() – suite Le protocole equals() est employé dans les paquetages standards pour comparer les objets entre eux Extrait de la documentation de java.util.Arrays : public s t a t i c boolean equ als ( Object [ ] a , Object [ ] a2 ) Returns true if the two specified arrays of Objects are equal to one another. The two arrays are considered equal if both arrays contain the same number of elements, and all corresponding pairs of elements in the two arrays are equal. Two objects e1 and e2 are considered equal if ( e1==null ? e2==null : e1 . equals ( e2 )) In other words, the two arrays are equal if they contain the same elements in the same order. Also, two array references are considered equal if both are null. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 70 / 118 Spécialisation de equals() dans vos classes public class Coordonnée { private i n t x , y ; . . . public boolean equ al s ( Object obj ) { // t e s t sur l e s r é f é r e n c e s i f ( this == obj ) return true ; i f ( obj == null ) return false ; // t e s t sur l e s c l a s s e s i f ( this.getClass () != obj . getClass ( ) ) return false ; // t e s t sur l e s données Coordonnée other = (Coordonnée) obj ; return ( this . x == other . x && this . y == other . y ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 71 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 72 / 118
  • 10. Upcasting : classe fille → classe mère Définition On appelle surclassement ou upcasting le fait d’enregistrer une référence d’une instance d’une classe B héritant d’une classe A dans une variable de type A. En java, cette opération est implicite et constitue la base du polymorphisme. public class A { . . . } public class B extends A { . . . } A a = new B() // C ’ e s t de l ’ upcasting ( s u r c l a s s e m e n t ) . On dit que a1 est une référence surclassée (elle est du type A et contient l’adresse d’une instance d’une sous-classe de A). J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 73 / 118 Downcasting : classe mère → classe fille Définition On appelle déclassement ou downcasting le fait de convertir une référence « surclassée » pour « libérer » certaines fonctionnalités cachées par le surclassement. En java, cette conversion n’est pas implicite, elle doit être forcée par l’oppérateur de cast : (<nomClasse>). public class A { . . . } public class B extends A { . . . } A a = new B ( ) ; // surclassement , upcasting B b = (B) a ; // downcasting Pour que la conversion fonctionne, il faut qu’à l’exécution le type réel de la référence à convertir soit B ou une des sous-classe de B ! J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 74 / 118 Downcasting : mise en garde ! Attention Le downcasting ne permet pas de convertir une instance d’une classe donnée en une instance d’une sous-classe ! class A { A() {}} class B extends A { B() {}} A a = new A ( ) ; B b = (B) a ; Ça compile, mais ça plantera à l’exécution : Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: A cannot be cast to B J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 75 / 118 Downcasting : utilisation de instanceof On peut utiliser le mot-clé instanceof pour savoir si une référence d’une classe donnée ou d’une de ces sous-classes. Si a est une référence de type B alors l’expression a instanceof A renvoie true si B est une sous-classe de A et false sinon. a = new B() ; i f ( a instanceof A) { System . out . p r i n t ( "a␣ r é f é r e n c e ␣un␣A, " ) ; System . out . p r i n t l n ( "ou␣une␣ sous ␣ c l a s s e ␣de␣A. " ) ; } Remarque(s) Attention, l’utilisation d’instanceof est souvent la marque d’un défaut de conception et va à l’encontre du polymorphisme. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 76 / 118 Exemple : classe rendant un service générique. public class Garage { V e h i c u l e [ ] tab ; i n t nbVehicules ; Garage ( i n t t a i l l e ) { tab = new V e h i c u l e [ t a i l l e ] ; nbVehicules = 0; } void e n t r e r V e h i c u l e ( V e h i c u l e v ) { i f ( nbVehicules <tab . l e n g t h ) tab [ nbVehicules++] = v ; } V e h i c u l e s o r t i r V e h i c u l e () { i f ( nbVehicules >0) return tab[−−nbVehicules ] ; else return n u l l ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 77 / 118 Exemple : polymorphisme d’héritage public class Vehicule { . . . } public class Moto extends Vehicule { . . . } public class Voiture extends Vehicule { i n t temperature ; . . . void augmenterChauffage ( i n t deg ) { temperature += deg ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 78 / 118 Exemple : le downcast c’est la fin du polymorphisme public class Main { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { I n d i v i d u moi = new I n d i v i d u ( . . . ) ; Garage monGarage = new Garage (2) ; // Le polymorphisme permet de g a r e r des // v é h i c u l e s sans s ’ occuper de l e u r s types . monGarage . e n t r e r V e h i c u l e (new Moto ( ) ) ; monGarage . e n t r e r V e h i c u l e (new Voiture ( ) ) ; . . . Vehicule unVehicule = monGarage . s o r t i r V e h i c u l e ( ) ; i f ( moi . a v o i r F r o i d ( ) ) { // Si on ne partage pas l e garage , on s a i t // qu ’ on v i e n t de s o r t i r une v o i t u r e (( Voiture ) unVehicule ) . augmenterChauffage ( 1 0 ) ; } } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 79 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Principes du polymorphisme Protocoles et polymorphisme Les protocoles standards Downcasting : la fin du polymorphisme. Le polymorphisme impose des limites à l’héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 80 / 118
  • 11. Ce qu’on ne peut pas faire et ne pas faire Pour permettre le polymorphisme : =⇒ une sous classe doit pouvoir se faire passer pour une sur classeur ; =⇒ une fille doit pouvoir le faire tout ce que fait sa mère ; On ne peut rien supprimer : On ne peut pas supprimer un membre ; Changer le type d’un attribut ; On ne peut pas réduire la visibilité d’un membre ; La covariance doit maintenir la compatibilité (voir suivants). Par contre on peut toujours ajouter/modifier des choses : On peut ajouter des membres ; On peut redéfinir des méthodes ; On peut augmenter la visibilité d’un membre. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 81 / 118 Problème de la covariance Dans cet exemple de covariance, peut-on choisir Y librement ? public class A { . . . public X f ( i n t x ) { . . . } } public class B extends A { . . . @Override public Y f ( i n t x ) { . . . } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 82 / 118 Problème de la covariance Dans cet exemple de covariance, peut-on choisir Y librement ? public class A { . . . public X f ( i n t x ) { . . . } } public class B extends A { . . . @Override public Y f ( i n t x ) { . . . } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 83 / 118 Limite de la covariance public class Main { s t a t i c void g (A a ) { . . . X x = a . f ( 3 ) ; . . . } public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { A a = new A ( ) ; g ( a ) ; a = new B ( ) ; // Quelle v e r s i o n f s e r a executée dans cet appel ? g ( a ) ; } } C’est la verion de B qui sera executée : =⇒ La référence de Y retournée doit être "compatible" avec X =⇒ La classe Y doit être un descendant de de la classe X J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 84 / 118 Limite de la covariance Règle de covariance Lorsque l’on fait de la redéfinition avec covariance, le nouveau type de retour doit toujours être un sous-type du type de retour original. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 85 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Principes des classes abstraites Exemple de classe abstraite Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 86 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Principes des classes abstraites Exemple de classe abstraite Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 87 / 118 Motivation public class Animation { . . . public void faireManger ( Animal a , N o u r r i t u r e n ) { . . . a . manger ( n ) ; . . . } . . . } Il faut introduire une méthode manger() dans la classe Animal pour que cela compile problème =⇒ quel comportement y décrire puisque la façon de manger dépend de l’espèce animale ? J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 88 / 118
  • 12. Spécification d’un protocole sans implémentation par défaut Spécification du protocole – le plus haut possible dans l’arbre d’héritage public abstract class Animal { . . . public abstract void manger ( N o u r r i t u r e n ) ; // pas de code a s s o c i é . . . } Spécialisation du protocole – là où c’est nécessaire dans l’arbre d’héritage public class Lion extends Mammifère { . . . public void manger ( N o u r r i t u r e n ) { . . . // code s p é c i f i q u e aux l i o n s } . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 89 / 118 Méthodes abstraites =⇒ Classe abstraite Définition Un classe contenant au moins une méthode abstraite est appelée une classe abstraite et cela doit être explicitement précisé dans la déclaration avec : abstract class Remarque(s) Une classe abstraite peut contenir des méthodes concrètes. Une classe peut être déclarée abstraite sans contenir de méthode abstraite. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 90 / 118 Classe abstraite : instanciation et spécialisation. Une classe abstraite constitue un type à part entière : Animal unAnimal ; // OK Une classe abstraite ne peut pas être instanciée, en effet son comportement n’est pas complètement défini : Animal unAnimal = new Animal ( . . . ) ; // ERREUR Une sous-classe d’une classe abstraite peut implémenter toutes les méthodes abstraites de sa super-classe. Elle pourra alors être déclarée comme concrète et donc instanciée. ne pas implémenter toutes ces méthodes abstraite. Elle reste alors nécessairement abstraite (abstract class ) et ne pourra être instanciée. ajouter d’autre(s) méthode(s) abstraite(s). Elle reste alors nécessairement abstraite (abstract class ) et ne pourra être instanciée.J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 91 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Principes des classes abstraites Exemple de classe abstraite Interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 92 / 118 Exemple : besoin Considérons la hiérarchie de classes suivantes : Figureaire() Cercle Rectangle Cahier de charge : on veut que toutes les classes disposent de la méthode aire() retournant l’aire de la figure géométrique définie par la classe. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 93 / 118 Exemple : déclaration de la classe abstraite. public abstract class Figure { private S t r i n g nom ; // Une c l a s s e a b s t r a i t e ne peut pas ê t r e i n s t a n c i é e , // mais e l l e peut a v o i r un c o n s t r u c t e u r : public Figure ( S t r i n g nom) { this . nom=nom ; } // Voilà l a méthode a b s t r a i t e à compléter : public abstract double a i r e ( ) ; // Toutes l e s méthodes ne sont pas a b s t r a i t e s : public S t r i n g q u i S u i s J e () { System . out . p r i n t l n ( "Je␣ s u i s ␣un␣" + this . nom ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 94 / 118 Exemple : première implémentation. public class C e r c l e extends Figure { private double rayon ; public C e r c l e ( double rayon ) { super ( " c e r c l e " ) ; this . rayon = rayon ; } public double a i r e () { return Double . PI ∗ this . rayon ∗ this . rayon ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 95 / 118 Exemple : deuxième implémentation. public class Rectangle extends Figure { private double l a r g e u r ; private double longueur ; public Rectangle ( double l a r g e u r , double longueur ) { super ( " r e c t a n g l e " ) ; this . l a r g e u r = l a r g e u r ; this . longueur = longueur ; } public double a i r e (){ return this . l a r g e u r ∗ this . longueur ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 96 / 118
  • 13. Exemples du standard Extrait de la documentation de java.lang.Number : The abstract class Number is the superclass of classes BigDecimal, BigInteger, Byte, Double, Float, Integer, Long, and Short. Subclasses of Number must provide methods to convert the represented numeric value to byte, double, float, int, long, and short. public abstract i n t i n t V a l u e ( ) ; public abstract long longValue ( ) ; public abstract f l o a t f l o a t V a l u e ( ) ; . . . J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 97 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 98 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 99 / 118 Préambule Problèmes à résoudre : assurer qu’un ensemble de classes offre un service minimum commun. faire du polymorphisme avec des objets dont les classes n’appartiennent pas à la même hiérarchie d’héritage. utilisation d’objets sans connaître leur type réel. Solution : la définition d’un type complètement abstrait nommé interface (notion de contrat). J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 100 / 118 Définition Quand toutes les méthodes d’une classe sont abstraites et qu’il n’y a aucun attribut, on aboutit à la notion d’interface. Définition Une interface est un prototype de classe. Elle définit la signature des méthodes qui doivent être implémentées dans les classes construites à partir de ce prototype. Une interface est une “classe” purement abstraite dont toutes les méthodes sont abstraites et publiques. Les mots-clés abstract et public sont optionnels. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 101 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 102 / 118 Déclaration : syntaxe La définition d’une interface se présente comme celle d’une classe, en utilisant le mot-clé interface à la place de class. public interface Comparable { public abstract boolean plusGrand ( Object o ) ; } public interface Tracable { void d e s s i n e T o i ( ) ; void deplaceToi ( i n t x , i n t y ) ; } Remarque(s) Dans les déclarations des méthodes de la classe Tracable, les mots clés public et abstract sont implicites, mais ce n’est pas recommandé. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 103 / 118 Déclaration : règles Comme les classes abstraites, les interfaces ne sont pas instanciables : Une interface ne possède pas d’attribut instance. Une interface n’a pas de constructeur. Le but des interfaces est définir des API : toutes leurs méthodes sont public. Elles ne définissent pas les mécanismes internes public abstract int f(); tout leurs attributs de classe sont des constante, c’est-à-dire définir des attributs déclarées comme public static final et ayant une valeur constante d’affectation. Exemple : public static final float PI = 3.14f; J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 104 / 118
  • 14. Implémentation d’une interface Définition On dit qu’une classe implémente une interface si elle définit l’ensemble des méthodes abstraites de cette interface. On utilise alors, dans l’entête de la classe, le mot-clé implements suivi du nom de l’interface implémetée. class Personne implements Comparable { private S t r i n g nom ; private S t r i n g prenom ; . . . public boolean plusGrand ( Object o ) { return this . nom . compareTo ( ( ( Personne ) o ) . nom) | | this . prenom . compareTo ( ( ( Personne ) o ) . prenom ) ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 105 / 118 Implémentation d’une interface Attention La classe doit implémenter toutes les méthodes de l’interface, sinon elle doit être déclarée abstract. abstract class C e r c l e implements Tracable { private i n t xCentre , yCentre ; private i n t rayon ; . . . public void deplaceToi ( i n t x , i n t y ) { xCentre += x ; yCentre += y ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 106 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 107 / 118 Utilisation comme type de données Une interface peut remplacer une classe pour déclarer : un attribut une variable un paramètre une valeur de retour A l’exécution, la donnée correspond à une référence d’un objet dont la classe implémente l’interface. C’est suivant le type réel de cet objet que l’on choisira le code des méthodes à exécuter. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 108 / 118 Exemple d’utilisation comme type de données. public class Main { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Comparable var1 , var2 ; . . . i f ( var1 . plusGrand ( var2 )) { System . out . p r i n t l n ( "Var1␣ e s t ␣ p l u s ␣ grand ␣que␣ var2 " ) ; } else { System . out . p r i n t l n ( "Var1␣ e s t ␣ p l u s ␣ p e t i t ␣que␣ var2 " ) ; } } } Ici les variables var1 et var2 contiennent des références vers des objets dont les classes : peuvent être différentes implémentent l’interface Comparable J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 109 / 118 Exemple de polymorphisme dans un tableau public class ListeElemen ts { Comparable [ ] tab ; i n t nbElements = 0; . . . public void addElement ( Comparable e ) { tab [ nbElements ] = e ; nbElements++ ; } public boolean c r o i s s a n t () { for ( i n t i = 1; i < nbElements ; i++) { i f ( tab [ i −1]. plusGrand ( tab [ i ] ) ) return false ; } return true ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 110 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 111 / 118 Choix entre classe et interface : principe Une interface peut servir à faire du polymorphisme comme l’héritage, alors comment choisir entre classe et interface ? 1. Choix dicté par l’existant : L’héritage n’est plus possible, la classe hérite déjà d’une autre classe. Il ne reste plus que celui l’interface. 2. Choix à la conception : On étudie la relation entre A et B ? Un objet de classe B "EST UN" A =⇒ Héritage : B extends A. Un objet de classe B "EST CAPABLE DE FAIRE" A =⇒ Interface : B implements A. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 112 / 118
  • 15. Choix entre classe et interface : exemple Une grenouille "EST UN" amphibien : class G r e n o u i l l e extends Amphibien { . . . } Une grenouille "EST CAPBLE DE FAIRE" amphibie : class G r e n o u i l l e implements Amphibie { . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 113 / 118 Outline L’héritage Polymorphisme et héritage Classes et méthodes abstraites Interfaces Préambule et définition Déclaration et implémentation Polymorphisme d’interface Classe ou interface ? Composition d’interfaces J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 114 / 118 Implémentation de plusieurs interfaces Une classe peut hériter d’une autre classe et implémenter une interface : class G r e n o u i l l e extends Batracien implements Amphibie { . . . } Une classe peut implémenter plusieurs interfaces : class G r e n o u i l l e implements SurTerre, SurEau { . . . } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 115 / 118 Extension d’une interface Lorsqu’une capacité s’exprime comme une extension d’une autre capacité, on peut étendre une interface en utilisant le mot clé extends : interface SavoirConduire { . . . } interface S a v o i r P i l o t e r extends SavoirConduire { public abstract void deraper ( i n t degre ) ; } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 116 / 118 Composition de plusieurs interfaces Lorsqu’une capacité s’exprime comme un ensemble d’autres capacités, on peut faire de la composition d’interfaces en utilisant le mot clé extends : interface Amphibie extends SurTerre , SurEau { . . . } Attention Même si l’on utilise le même mot clé que pour l’héritage, ce n’est pas de l’héritage multiple qui n’existe pas en Java. J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 117 / 118 Polymorphisme d’interfaces Comme pour les classes, on peut faire du polymorphisme d’interfaces. public class Chauffeur extends Homme implements Sa vo irConduire { . . . } public class P i l o t e extends Homme implements S a v o i r P i l o t e r { . . . } public class Course { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Sa vo irCo nd ui re [ 1 0 ] p a r t i c i p a n t s ; Chauffeur j u l i e n = new Chauffeur () ; P i l o t e s e b a s t i e n L o e b = new P i l o t e () ; p a r t i c i p a n t s [ 0 ] = j u l i e n ; p a r t i c i p a n t s [ 1 ] = s e b a s t i e n L o e b ; } } J. Sopena (INRIA/UPMC) Le polymorphisme en Java. 118 / 118