H

1
HÉRITAGE
2
OBJECTIFS

• Comprendre comment fonctionne lhéritage en Java
  ainsi que la surdéfinition des méthodes dune
  classe parent (superclasse, classe ancêtre).
• Être capable de faire appel au constructeurs,
  méthodes et champs des superclasses.
• Comprendre la superclasse commune Object et
  surdéfinir ses méthodes toString, equals et clone.

3
Codes

• Baloune
• Baloune
• Attachee
• Coloree
• Effacable
• Etang

4
Définition intuitive

• Par héritage on entend la propriété que possède
  les instances de sous-classes daccéder aux
  données et aux méthodes associées à sa
  super-classe.

5
Diagramme UML Baloune
Les instances des sous-classes de Baloune
bénéficient du travail accompli pour créer
(constructeur), gonfler, degongler, deplacer,
afficher, etc, des balounes.
6
Une hiérarchie dorganismes vivants
7
Hiérarchie dhéritage

• Les hiérarchies de classes, sous-classes et
  sous-sous-classes sont communes
• Exemple Hiérarchie de classes dans Swing
• La superclasse JComponent possède les méthodes
  getWidth, getHeight qui sappliquent à toutes les
  sous-classes dobjets de linterface-usager (UI).
• La classe AbstractButton possède les méthodes
  pour régler (set) et obtenir (get) les données
  des objets boutons, par exemple les textes et
  icônes associés.

8
Une partie de la hiérarchie des composantes de
linterface-usager (UI) Swing
9
Dualité extension vs. restriction

• Les données et méthodes associées aux
  sous-classes sont toujours des extensions des
  propriétés des classes parents car les
  sous-classes possèdent toutes les propriétés
  associées aux super-classes ET dautres
  propriétés qui lui sont propres.
• Une sous-classe possède donc PLUS que les
  superclasses et, donc, est plus spécialisée que
  ses superclasses. Conséquemment et dans un
  certain sens, elle est donc une restriction des
  superclasses.
• Ces deux caractéristiques de lhéritage provoque
  une tension dans notre vision de lhéritage entre
  le voir comme une extension versus comme une
  restriction.

10
Transitivité
Baloune

• Lhéritage est transitif.
• Une classe hérite de ses
• superclasses de tous les
• niveaux.
• La classe Effacable est une sous-classe de
  Coloree qui est une sous-classe de Baloune, alors
  Effacable hérite des attributs de Coloree et de
  Baloune.

Coloree
Attachee
Effacable
11
Le test est un ?

• Il existe une règle pour savoir si deux concepts
  devraient être liés par une relation dhéritage,
  la règle est-un  si le concept A peut être lié
  par une relation dhéritage au concept B, la
  phrase  A est-un(e) B  devrait avoir du sens.
  Les phrases suivantes sont sensées 
• Une attachée est une baloune.
• Un oiseau est un animal.
• Un chat est un mammifère.
• Une fenêtre de texte est une fenêtre.
• Une sphère est un objet graphique.
• Un tableau dentiers est un tableau.
• Par contre, les phrases suivantes sont
  inappropriées, quelque chose ne sonne pas bien
  avec elles, et donc lhéritage nest pas
  approprié 
• Un oiseau est un mammifère.
• Un moteur est une voiture.
• Une balle est un mur.
• Un tableau dentiers est un entier.
• Il y a des fois ou lhéritage sapplique même si
  la règle échoue. Néanmoins, pour la majorité des
  cas, la règle est un bon indicateur du bon emploi
  de lhéritage.

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Raisons dutiliser lhéritage

• Deux motivations principales 
• Réutilisation du code. Parce que la sous-classe
  hérite des méthodes des superclasses, le code na
  pas besoin dêtre réécrit, ce qui peut réduire
  considérablement la quantité de code nécessaire
  pour développer une nouvelle idée.
• Réutilisation du concept. Ceci arrive quand une
  sous-classe surdéfinit les méthodes de ses
  superclasses. Bien que le code nest pas
  réutilisé, les deux classes partagent tout de
  même les spécifications des méthodes surdéfinies.

13
Baloune

• Une Baloune est un objet sphérique dun certain
  rayon, positionné en 2D à (x, y). On peut
  gonfler, degonfler, deplacer et afficher une
  baloune. On peut aussi vérifier si un point (x,
  y) est à lintérieur de la baloune (contient), si
  une autre baloune est à lintérieur de la baloune
  (contient) et si une autre baloune touche à la
  baloune.

14
Allons voir le code de Baloune
15
contient( int px, int py )
d lt rayon
rayon
16
contient( Baloune b )
d b.rayon lt rayon
rayon
d
b.rayon
17
touche( Baloune b )
d lt rayon b.rayon
rayon
d
b.rayon
18
Héritage et méthodes

• Surdéfinir une méthode fournir une implantation
  différente dune méthode qui existe dans la
  superclasse
• Hériter dune méthode ne pas fournir de
  nouvelle implantation dune méthode qui existe
  dans la superclasse
• Ajouter une méthode fournir une nouvelle
  méthode qui nexiste pas dans la superclasse

19
Héritage et champs

• Champs hérités tous les champs de la
  superclasse sont automatiquement hérités
• Ajouter champs fournir un nouveau champs qui
  nexiste pas dans la superclasse
• On ne peut pas surdéfinir les champs

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Coloree

• Une baloune Coloree est une baloune avec une
  couleur
• class Coloree extends Baloune    nouvelles
  méthodes   nouveaux champs
• Toutes les méthodes de Baloune sont
  automatiquement héritées
• Il est donc correct dappeler gonfler, degongler,
  etc sur les objets de la classe Coloree
• Notez que lhéritage diffère de la réalisation
  dune interface
• Une interface nest pas une classe
• Une interface ne fournit pas dinstances de
  champs ou de méthodes à hériter.

21
Répartition des champs dune sous-classe
Coloree
couleur
Portion locale
x, y, rayon
Portion héritée
22
Allons voir le code de Coloree
23
Attachee

• Une baloune Attachee est une baloune avec une
  corde
• class Attachee extends Baloune    nouvelles
  méthodes   nouveaux champs
• Toutes les méthodes de Baloune sont
  automatiquement héritées
• Il est donc correct dappeler gonfler, degongler,
  etc sur les objets de la classe Attachee

rayon
(x, y longeurCorde - rayon)
longueurCorde
(x, y)
24
Allons voir le code de Attachee
25
gonfler
rayon
(x, y longeurCorde - rayon)
longueurCorde
(x, y)
26
Règles de surdéfinition

• Pour définir une méthode dans une sous-classe de
  manière différente de la superclasse, on peut la
  surdéfinir, il suffit de la (re)déclarer dans la
  sous-classe.
• On accède à la méthode de la superclasse en
  utilisant la syntaxe  super.ltnomgt (doù le nom
  superclasse). Souvent, la première étape dune
  méthode surdéfinie est de faire appel à la
  méthode de la superclasse.
• On peut bloquer le comportement dune méthode en
  la redéfinissant mais en la laissant vide (sans
  code).

27
Redéfinitions dans Attachee

• On peut la gonfler bien sûr ! Mais il faut tenir
  compte de la corde qui ne bouge pas lors du
  gonflage. Laffichage doit aussi tenir compte de
  la corde.
• On doit donc redéfinir gonfler et afficher.
• On veut également empêcher de déplacer une
  attachée.
• On doit redéfinir deplacer mais ne pas
  limplanter pour simuler le blocage.

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Champs hérités private

• Considérez la méthode gonfler de Attachee
• public boolean gonfler(int r) // augmenter
  rayon de la baloune
• // mettre à jour r2 et diametre
• On ne peut pas simplement mettre à jour r2 et
  diametre car ces champs sont private dans la
  superclasse
• La sous-classe doit faire appel à des interfaces
  public

29
Invoquer une méthode de la superclasse

• On ne peut pas juste appeler gonfler(r) dans la
  méthode gonfler de Attachee
• Ce serait la même chose que this.gonfler(r) qui
  appellerait la même méthode récursivement
  (récursivité infinie)
• Plutôt, il faut invoquer la méthode de la
  superclasseavec la syntaxe super.gonfler(r) qui
  appelle la méthode gonfler de la classe Baloune
• public boolean gonfler(int r)
• if(super.gonfler(r))
• super.deplacer(0, -r)
• return true
• else return false

30
Invoquer le constructeur de la superclasse

• public class Attachee extends Baloune
• public Attachee(int x, int y, int rayon, int
  longueurCorde) // constructeur de la
  superclasse super(x, y - longueurCorde -
  rayon, rayon)
• // initialise la longueur de la corde
  this.longueurCorde longueurCorde
• ...
• On passe les arguments au constructeur de la
  superclasse
• Doit être le premier énoncé du constructeur de
  la sous-classe.

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Règles dhéritage pour les constructeurs

• Une sous-classe peut déclarer son propre
  constructeur ou utiliser le constructeur sans
  argument hérité de la superclasse.
• Les aspects importants de lhéritage des
  constructeurs sont 
• Si la sous-classe possède de nouvelles instances
  de variables qui ne sont pas dans la superclasse
  alors le constructeur sans argument hérité
  initialise ces variables à des valeurs de défaut,
  comme zéro pour les int, et ensuite exécute les
  instructions du constructeur de la superclasse.
• Les autres constructeurs, avec arguments, ne
  peuvent pas être hérités.
• Si la sous-classe déclare un constructeur, avec
  ou sans arguments, alors aucun constructeur de la
  superclasse nest hérité, pas même celui sans
  argument.

32
Allons voir le code de Attachee
33
Conversion entre références de sous-classes et
superclasses

• Il est correct dassigner une référence de
  sous-classe à une référence de superclasse.
• Attachee ba new Attachee(30, 40, 10,
  20)Baloune b baObject unObjet ba
• Les références de superclasse par contre ne
  connaissent pas tout sur les sous-classes
  b.couperCorde() // ERROR

34
Des variables de types différents réfèrent à la
même instance dobjet
Attachee x 30 y 40 rayon 10 longueurCorde 20
ba b unObjet
35
Polymorphisme

• La méthode générique public void deplacer(int
  dx, int dy)    x x dx   y y dy
• fonctionne avec nimporte quel type de baloune
  (ordinaire, attachée, colorée, effacable)
• Les références à des objets de sous-classes sont
  converties à des références de la
  superclasseuneAttachee.contient(uneColoree)
• Le polymorphisme uneAttachee.gonfler(r)appelle
  Attachee.gonfler (qui tient compte de la corde)
• Pourquoi ne pas simplement déclarer les arguments
  des méthodes comme Object ?
• La classe Object na pas de champs rayon

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static

• Le mot réservé  static  permet dappeler une
  fonction directement, soit sans invoquer un objet
  particulier.
• On peut ainsi utiliser cette méthode directement.
  On utilise aussi static pour définir des
  méthodes de comparaison de deux objets sans avoir
  à passer par un des objets. Par exemple, la
  méthode touche dans Baloune aurait pu être
  définie  static , on laurait renommer
  seTouche( Baloune a, Baloune b ).
• On appelle la méthode directement avec les deux
  arguments, sans précéder dun objet. Toute
  méthode écrite pour Baloune fonctionnera pour
  nimporte quelle classe dérivée de Baloune.

37
final

• Si on ne veut pas quune méthode puisse être
  redéfinie, on peut précéder sa définition par le
  mot réservé  final . Le mot peut aussi être
  utilisé avec des variables, les transformants
  ainsi en constantes et même avec des classes pour
  empêcher de créer de nouvelles classes dérivées
  de celle-ci.

38
Liaison dynamique

• Les méthodes  static ,  final  et
   private , en fait toutes celles quon ne peut
  pas redéfinir, ne passent pas par le mécanisme de
  polymorphisme. Il ny a jamais dambiguïté et
  elles peuvent toujours êtres appelées
  directement, elles sont candidates pour être
  définies  inline , cest-à-dire que le
  compilateur insert leurs instructions dans le
  code généré plutôt que dinsérer des appels de
  méthodes.

39
Surdéfinition des variables

• Surdéfinir une variable nest pas possible au
  sens de lhéritage. On peut cependant déclarer
  des variables de même nom, appelé lombrage des
  variables. Lombrage ne passe jamais par le
  mécanisme de liaison dynamique, càd que les
  variables accédées sont toujours celles de la
  classe de la référence (fixée à la définition) et
  non pas celles des instances référées au moment
  de laccès.

40
Classes abstraites

• Une méthode abstraite est une spécification de
  méthode sans implantation. En Java, on utilise
  le mot réservé  abstract . Similairement, une
  classe abstraite est une spécification de classe
  dont les méthodes sont abstraites.
• Voici les règles 
• Toute classe qui définit une méthode abstraite
  est automatiquement abstraite et doit être
  déclaré ainsi.
• Une classe abstraite ne peut être instanciée (on
  ne peut pas créer des instances de ce type).
• Une sous-classe de classe abstraite peut être
  instanciée si elle implante toutes les méthodes
  abstraites de la superclasse.
• Si une sous-classe dune classe abstraite
  nimplante pas toutes les méthodes abstraites
  quelle hérite, cette sous-classe est abstraite.

41
Exemple de classes abstraites

• public abstract class A
• public abstract double d1()
• public abstract double d2()
• public class B extends A
• public double d1() return 0.0
• public double d2() return 1.0
• public class C extends A
• public double d1() return 100.0
• public double d2() return 101.0

42
Exemple

• A objs new A2
• double blackHole
• objs0 new B()
• objs1 new C()
• blackHole objs0.d1() // 0.0
• blackHole objs0.d2() // 1.0
• blackHole objs1.d1() // 100.0
• blackHole objs1.d2() // 101.0

Les sous-classes de A peuvent être affectées aux
éléments dun tableau de A. Sans quaucun
 cast  soit nécessaire. La liaison dynamique
permet dappeler les méthodes de A même si la
classe A na pas implanté ces méthodes. Si les
méthodes navaient pas été déclarées dans A, une
erreur aurait été signalée à la compilation.
43
Niveaux daccès de contrôle

• public
• private
• protected (accessible par les sous-classes dans
  le package)
• Accès package (par défaut)

44
Mécanismes daccès
Visibilité public défaut protected private protected private
Aux non-sous-classes du même package oui oui oui non non
Aux sous-classes du même package oui oui oui non non
Aux non-sous-classes dun autre package oui non non non non
Aux sous-classes dun autre package oui non non non non
Hérité par les sous-classes du même package oui oui oui oui non
Hérité par les sous-classes dun autre package oui non oui oui non
45
Mécanismes daccès
46
Mécanismes daccès

• 1. Si une variable ou une méthode (un membre) est
   public  dans une classe, elle lest aussi dans
  toutes ses sous-classes. Un membre  public 
  est accessible aux clients de la classe et des
  sous-classes (puisque le membre est  public 
  dans toutes ses sous-classes).
• 2. Si un membre est  private  dans une classe,
  son utilisation est restreinte à cette classe et
  il nest pas accessible ni dans les sous-classes
  ni pour les clients de la classe ou des
  sous-classes.
• 3. Si un membre est  protected  dans une
  classe, il est accessible dans toutes les
  sous-classes mais il ne lest pas pour les
  clients de la classe ou des sous-classes.

47
Niveaux daccès recommandés

• Champs toujours private
• Exceptions pour les constantes
• public static final
• Méthodes public ou private
• Classes public ou protected
• Mais en fait, il nest pas recommandé dutiliser
  protected
• Et attention aux accès par défaut

48
Object la superclasse cosmique

• Toutes les classes étendent Object
• Méthodes les plus utiles
• String toString()
• boolean equals(Object unAutreObject)
• Object clone()

49
La classe Object est la superclasse de toute
classe Java
Baloune
Coloree
Attachee
50
Surdéfinir la méthode toString

• Retourne une représentation String de lobjet
  (utile pour debugger)
• Exemple Rectangle.toString retourne quelque
  chose comme
• java.awt.Rectanglex5,y10,width20,height30
  
• toString est utilisé par lopérateur de
  concatenation
• uneString unObjet (veut dire)
• uneString unObjet.toString()
• Objet.toString imprime le nom de sa classe et
  ladresse de lobjet
• Baloune_at_d2460bf
• Surdéfinir toString
• public class Baloune
•    public String toString()     return
  "Baloune(" x ", " y ", " rayon ", "
  r2 ")"     . . .

51
Surdéfinir la méthode equals

• equals test pour une égalité de contenu
• test pour une égalité de références
• On doit caster lobjet passé en argument
• public class PieceMonnaie
•    public boolean equals(Object autreObjet)  
      PieceMonnaie autre (PieceMonnaie)autreObjet
        return nom().equals(autre.nom())
• valeur autre.valeur   

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b1 equals b2
Attachee x 30 y 40 rayon 10 longueurCorde 20
b1
Attachee x 30 y 40 rayon 10 longueurCorde 20
b2
53
ba b
Attachee x 30 y 40 rayon 10 longueurCorde 20
ba b
54
Surdéfinir la méthode clone

• Copier la référence dun objet donne deux
  références au même objetBalooune b2 b1
• Parfois, on doit faire une copie dun objet
• Utilisez alors la méthode cloneBaloune b2
  (Baloune)b1.clone()
• On doit caster la valeur retournée car le type
  retourné par clone est Object
• Définir la méthode clone pour faire de nouveaux
  objetspublic Object clone()    Baloune clonee
  new Baloune()       return clonee
• ATTENTION Cette approche ne marche pas avec
  lhéritage.

55
À compléter
56
Pétage de balounes

• On veut développer un jeu de pétage de balounes.
  Des balounes de tailles et couleurs différentes
  saffichent à lécran et à laide de la souris on
  les pète en cliquant dessus. Le jeu calcule le
  temps pris pour péter toutes les balounes et nous
  classe dans trois catégories selon le temps pris
   très rapide ,  assez rapide  et  pas
  vite . Le jeu permet aussi de choisir une
  vitesse daffichage des balounes  lent ,
   moyen  ou  rapide .