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python-06.md

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% Programmation avec Python (chapitre 6) % Dimitri Merejkowsky

\center \huge Orienté objet et classes

Un petit détour

Un nouveau built-in: id()

L'adresse de l'objet pointé par la variable:

>>> a = 42532
>>> id(a)
94295009035968
>>> b = a
>>> id(b)   # même objet
94295009035968
>>> c = 42532  # objet différent
>>> id(c)
140400601470800

Notez bien les deux objets différents (le fait que l'objet pointé ait la même valeur n'a pas d'importance)

Paradigmes

Une façon d'envisager le code. Pour l'instant on n'a vu que le paradigme procédural (ou impératif).

Il y en a plein d'autres! (fonctionnel notamment, dont on parlera un jour)

Détails du procédural

  • des types simples (entiers, booléens)
  • des structures de données (dictionnaires, listes ...)
  • des fonctions qui manipulent des types simples ou des structures
  • les fonctions sont appelées les unes après les autres

Aujourd'hui on va parler de l'orienté objet, OOP en anglais (ou juste OO)

Orienté objet - une mauvaise définition

Un "objet" informatique représente un véritable "objet" physique dans le vrai monde véritable.

Ce n'est pas une très bonne définition:

  1. Ce n'est pas nécessaire
  2. Ce n'est même pas forcément souhaitable!

Je le mentionne juste parce que c'est une idée reçue très répandue.

Orienté objet - 1ère définition

Mettre au même endroit:

  • des données
  • des fonctions qui opèrent sur ces données

L'important c'est que les deux aillent ensemble

Orienté objet - 2ème définition

Des "cellules" qui s'envoient des "messages".

Notamment, les cellules ne "voient" que leur état interne.

On peut envoyer un message d'une cellule à une autre sans connaître beaucoup de détails à propos du destinataire du message

Les classes

On va parler d'une façon de faire de l'orienté objet: avec des classes.

Mais notez bien qu'on peut faire de l'orienté objet sans classes!

Le plan de construction

La seule chose dont on a besoin pour construire un objet, c'est un plan.

On note le plan avec le mot-clé class et un nom:

class MyObject:
    pass

La classe est le plan de construction de notre objet.

Créons des objets

>>> object_1 = MyObject()

Python ne sait rien de l'objet à part son adresse on mémoire et son nom:

>>> id(object_1)
139993522758320
>>> print(object_1)
 <__main__.MyObject at 0x7f52c831e2b0>

On appelle object_1 une instance de la classe MyObject.

Créons d'autres objets

>>> object_2 = MyObject()
>>> id(object_2)
140409432622920
>>> print(object_2)
<__main__.MyObject at 0x7fb39e5ac748>

Une autre adresse mémoire, donc un objet différent.

Méthodes

Une fonction dans une classe:

class MyObject:
    def my_method(the_object):
        print("hello", the_object)

\vfill

C'est tout!

Méthodes - 2

La méthode n'existe pas en dehors de la classe - souvenez vous des cellules !

>>> my_method()
NameError
>>> object = MyObject()
>>> object.my_method()
Hello, <MyObject at 0x7f52c9f6d6d8>

Méthodes - 2

>>> object = MyObject()
>>> object
<MyObject at 0x7f52c9f6d6d8>
>>>> object.my_method()
Hello, <MyObject at 0x7f52c9f6d6d8>

Notez que my_method a pris en premier argument ce qu'il y avait à gauche du point. D'ailleurs, ce code fonctionne aussi et retourne la même chose:

>>> MyObject.my_method(object)
Hello, <MyObject at 0x7f52c9f6d6d8>

Méthodes - 3

Il faut passer l'objet en cours en paramètre:

class MyObject:
    def broken():
        print("You cannot call me!")
>>> o = MyObject()
>>> o.broken()
TypeError: broken() takes 0 positional arguments
           but 1 was given

Conventions

  • Les classes sont en CamelCase
  • Tout le reste (méthodes, etc...) en snake_case
  • L'objet en cours s'appelle toujours self
class MyObject:
    def my_method(self):
        print("hello", self)

Attributs

  • Des variables dans un objet.
  • On peut ajouter un attribut quand on veut à qui on veut, et toujours avec le point au milieu:
>>> object = MyObject()
>>> object.attribute   # l'attribut n'existe pas
AttributError
>>> object.attribute = 42  # maintenant oui
>>> object.attribute
42

Attributs dans les méthodes

Avec self, bien sûr:

class MyObject:
    def print_attribute(self):
        print(self.attribute)

    def change_attribute(self, new_value)
        self.attribute = new_value

Accéder aux attributs

>>> object = MyObject()
>>> object.print_attribute()  # l'attribut n'existe pas
AttributError
>>> object.attribute = 42
>>> object.print_attribute() # maintenant oui
42
>>> object.change_attribute(43)
>>> object.attribute
43

Initialisation des attributs

Avec __init__:

  • méthode "spéciale"
  • appelée automatiquement
  • notez les deux underscores avant et après ('dunder' en anglais)
class MyObject:
    def __init__(self):
        self.attribute = 42
>>> object = MyObject()
>>> object.attribute
42

Construire des objets différents

__init__() et MyObject() sont des appels de fonctions comme les autres

class Car:
    def __init__(self, color_to_use="black"):
        self.color = color_to_use

>>> ford = Car()
>>> ford.color
"black"
>>> ferrari = Car(color_to_use="red")
>>> ferrari.color
"red"

Notes

En vrai, on nomme souvent les paramètres du constructeur et les attributes de la même façon.

class Car:
    def __init__(self, color="black"):
        self.color = color

Récapitulatif

  • Classe: plan de construction
  • Object: ce qu'on crée avec le plan
  • Instance: objet issue d'une classe
  • Méthode: fonction dans une classe (qui prend self en premier argument)
  • Attribut: variable dans un objet

\center \huge Modules

Un fichier = un module

Et oui, vous faites des modules sans le savoir depuis le début :)

Un fichier foo.py correspond au module foo

Attention

C'est pas tout à fait réciproque. Le module foo peut venir d'autre chose qu'un fichier.

Importer un module

Ou: accéder à du code provenant d'un autre fichier source.

# Dans foo.py
a = 42

\vfill

# Dans bar.py
import foo
print(foo.a)

\vfill

  • Affiche '42'

Espaces de noms

On dit aussi namespace.

Du point de vue de bar.py, a est dans l'espace de nom foo.

  • On retrouve la syntaxe pour accèder à un attribut: <variable>.<membre>. (ce n'est pas un hasard)

  • Les namespaces sont automatiques en Python

Importer dans le REPL

# dans foo.py

def ma_fonction():
    return 42
# dans le REPL
>>> import foo
>>> foo.ma_fonction()
42
  • Plus sympa que de rajouter des print() à la fin de foo.py ;)

Les imports ne sont faits qu'une seule fois

# Dans foo.py
print("Je suis le module foo et tu viens de m’importer")
>>> import foo
Je suis le module foo et tu viens de m’importer
>>> import foo
<rien>

On retrouve le concept de cache.

Attention

Il faudra donc redémarrer le REPL à chaque fois que le code change.

Parfois, les gens conseillent d'utiliser reload() mais cette fonction n'est pas toujours fiable :/

Importer juste une seule fonction ou variable

# Dans foo.py
a = 42

def ma_fonction():
    return 43

\vfill

# Dans bar.py
from foo import ma_fonction()
ma_fonction()

Un raccourci

>>> from foo import *
>>> ma_fonction()
42
  • Utile dans le REPL
  • Pas une très bonne idée dans du vrai code
    • On perd la trace de où vient la variable
    • Possibilité de collisions de noms

Retour sur les scripts

Un script, par opposition à un module n'est pas censé être importé.

Une solution est de mettre des tirets dans le nom:

# Dans foo.py
import my-script
  • Essaye de soustraire script à my
  • ça ne fonctionne pas

Retour sur main()

La méthode main() ne doit pas être exécutée quand on importe le code!

Solution:

# Dans foo.py
def my_function():
    # Fonction utile qui peut être ré-utilisée

def main():
    # Fonction d'entrée principale
    # Utilise my_function()


# magie!
if __name__ == "__main__":
   main()

Explication (partielle) de la magie

Le if n'est vrai que quand on lance python3 foo.py, mais pas quand on appelle import foo depuis un autre module.

La variable magique __name__ est égale au nom du module quand il est importé, et à la string "__main__" sinon.

La librarie standard (1)

  • Une collection de modules directement utilisables fournis à l'installation de Python.
  • on a déjà vu sys, pour sys.exit() ou sys.argv

La librarie standard (2)

Toute la librarie standard est documentée - même en Français.

https://docs.python.org/fr/3/library/index.html

  • Gardez-là sous votre oreiller :)

La librarie standard (3)

Beacoup de choses dedans. (batteries included)

De quoi faire de la manipulation de texte, des statistiques, du réseau, de la concurrence, etc ...

\center \huge Atelier

Jouons avec les API Web

API web: un serveur avec qui on peut parler depuis un programme.

Il en existe des quantités sur internet.

Aujourd'hui on va utiliser numbersapi.com

Numbersapi

Example: On fait une requête sur http://numbersapi.com/42, on récupère du texte contenant un fait intéressant (trivia en anglais) à propos du nombre 42 .

Code de départ

Voir sur GitHub: https://github.com/E2L/cours-python/blob/master/sources/numbers/numbers_proc.py

import sys
import urllib.request

def main():
    number = sys.argv[1]
    with urllib.request.urlopen("http://numbersapi.com/" + number) as request:
        response = request.read().decode("utf-8")
        print(response)


if __name__ == "__main__":
    main()

Idée

Refactoring

Démo faite en cours.

Extraction de variable

avant:

with urllib.request.urlopen(
  "http://numbersapi.com/" + number) as request:
    ...

après:

url = "http://numbersapi.com/" + number
with urllib.request.urlopen(url) as request:

Extraction de méthode - avant

def get_trivia(self, number):
    url = "http://numbersapi.com/" + number
    with urllib.request.urlopen(url) as request:
        response = request.read().decode("utf-8")
        return response

Extraction de méthode - après

def build_url(self, number):
    return "http://numbersapi.com/" + number

def do_request(self, url):
    with urllib.request.urlopen(url) as request:
        response = request.read().decode("utf-8")
        return response

def get_trivia(self, number):
    url = self.build_url(number)
    return self.do_request(url)

Code final

Voir sur GitHub: https://github.com/E2L/cours-python/blob/master/sources/numbers/numbers_object.py

Pour la prochaine fois - Exercice 1

Partir des sources dans le répertoire hangman:

https://github.com/E2L/cours-python/tree/master/sources/hangman

  • Rajouter la gestion des scores (dans scores.py) au code exsistant du jeu du pendu (dans hangman.py)

  • Refactorer en essayant d'introduire des classes

Pour la prochaine fois - Exercice 2

Partir du code dans numbers_object.py, rajouter la getsion des autres URL de http://numbersapi.com

Des questions? Du code?

Envoyez-moi un e-mail à d.merej@gmail.com :)