Classes et objets

Jusqu'ici, nos programmes manipulaient des nombres, des caractères, des chaînes et des tableaux. Mais le monde que l'on veut décrire n'est pas fait de nombres : il est fait d'étudiants, de comptes bancaires, de points d'une figure, de produits d'un panier. Un étudiant a un nom, un âge, une moyenne ; un compte a un titulaire et un solde, et l'on peut y déposer ou en retirer de l'argent. La programmation objet permet d'écrire ces notions telles quelles dans le programme : on définit une classe Etudiant, puis on fabrique autant d'objets étudiants que nécessaire.

Ce chapitre est le premier de la partie consacrée à l'objet. Il pose le vocabulaire (classe, objet, attribut, méthode, constructeur, référence) et, surtout, le modèle de la mémoire qui permet de comprendre ce que fait vraiment un programme objet.

7.1 Des tableaux aux objets

Pour décrire trois étudiants avec ce que nous savons déjà faire, il faut trois tableaux « parallèles » : la case i de chacun décrit le même étudiant.

public class EtudiantsTableaux {
    public static void main(String[] args) {
        String[] noms = {"Alice", "Bilal", "Chloé"};
        int[] ages = {19, 20, 18};
        double[] moyennes = {14.5, 11.25, 16.0};
        for (int i = 0; i < noms.length; i++) {
            System.out.printf("%s, %d ans, moyenne %.2f%n", noms[i], ages[i], moyennes[i]);
        }
    }
}

Alice, 19 ans, moyenne 14.50
Bilal, 20 ans, moyenne 11.25
Chloé, 18 ans, moyenne 16.00

Ce programme fonctionne, mais il est fragile. Rien ne garantit que les trois tableaux ont la même longueur ; trier les étudiants par moyenne oblige à permuter les trois tableaux en même temps ; ajouter une information (une adresse) oblige à créer un quatrième tableau et à modifier chaque boucle ; et une méthode qui traite « un étudiant » doit recevoir trois paramètres. Le défaut est toujours le même : la notion d'étudiant n'existe pas dans le programme. Elle n'existe que dans la tête du programmeur.

Une classe donne une existence à cette notion : elle regroupe en une seule entité les données d'un étudiant et les opérations qui le concernent.

7.2 Classe, objet, attribut, méthode

La classe Point décrit les points du plan : chaque point a une abscisse et une ordonnée, sait calculer sa distance à l'origine et peut être déplacé.

// Une première classe : Point, et un programme qui l'utilise.
class Point {
    double x;  // abscisse
    double y;  // ordonnée

    // Distance de ce point à l'origine.
    double distanceOrigine() {
        return Math.sqrt(x * x + y * y);
    }

    // Déplace ce point de (dx, dy).
    void deplacer(double dx, double dy) {
        x = x + dx;
        y = y + dy;
    }
}

public class TestPoint {
    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point();      // un objet Point, ses attributs valent 0.0
        a.x = 3;
        a.y = 4;
        System.out.println("a = (" + a.x + ", " + a.y + ")");
        System.out.println("distance à l'origine : " + a.distanceOrigine());
        a.deplacer(1, -1);
        System.out.println("après déplacement : (" + a.x + ", " + a.y + ")");
        Point b = new Point();      // un second objet, indépendant du premier
        System.out.println("b = (" + b.x + ", " + b.y + ")");
    }
}

a = (3.0, 4.0)
distance à l'origine : 5.0
après déplacement : (4.0, 3.0)
b = (0.0, 0.0)

Plusieurs points sont à remarquer.

• Les attributs x et y sont déclarés dans la classe, hors de toute méthode. Chaque objet en possède son propre exemplaire : déplacer a ne change pas b.
• Les deux méthodes n'ont pas le mot-clé static : ce sont des méthodes d'instance. Elles s'appliquent à un objet, avec la notation pointée (le nom de l'objet, un point, puis l'appel) :

a.distanceOrigine()

Elles lisent ou modifient les attributs de cet objet-là.

• new Point() crée un nouvel objet. Ses attributs reçoivent une valeur par défaut : 0 pour les nombres, false pour les booléens, null pour les objets. C'est une différence avec les variables locales, qui n'ont pas de valeur par défaut.
• Le fichier contient deux classes. Une seule peut être déclarée public, et le fichier doit porter son nom : TestPoint.java. Nous y revenons à la section 7.9.

7.3 Constructeurs

Dans TestPoint, l'objet est d'abord créé avec des coordonnées nulles, puis rempli attribut par attribut. Entre les deux, il existe dans un état qui n'a pas de sens. Un constructeur permet de créer un objet directement dans l'état voulu.