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La programmation structurée
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Un langage de programmation doit permettre la programmation structurée.
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.. important:: La structuration et l'organisation modulaire sert à maintenir de grands programmes,
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Elles sont une nécessité
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Structuration d'un programme
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La réalisation d'applications importantes oblige le programmeur ou l'équipe de
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développement à se poser des questions d'organisation et de structuration.
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Aujourd'hui, on dispose de deux grands modèles d'organisation dont les avantages et les
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particularités sont distincts.
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L'écriture des vrais programmes consiste à les structurer pour les présenter
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comme un assemblage de briques qui s'emboîtent naturellement.
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Ce problème se révèle fondamental dès que la taille des programmes devient conséquente.
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Si on ne prend pas garde au bon découpage des programmes en modules indépendants,
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on se retrouve rapidement débordé par un grand nombre de variables,
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et il devient quasiment impossible de réaliser un programme correct.
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La programmation raisonnée
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Un **programme** est le codage d'un algorithme dans un langage de programmation.
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La programmation consiste à modéliser un problème du monde réel sous une forme
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symbolique (pour faire résoudre ce problème par un ordinateur).
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Certains problèmes sont **indécidables** ou **ouverts**.
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On utilise un langage de programmation pour décrire la **solution** du programme.
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La sémantique du programme est le sens de chacune des constructions du langage.
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**Comment passer de l'énoncé d'un problème à un programme de bonne qualité ?**
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spécifier
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décrire de manière complète et rigoureuse le problème à résoudre
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modéliser
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proposer une représentation du réel qui soit accessible au calcul
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algorithmique
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transcrire
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La transcription du modèle algorithmique se fait dans un langage
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de programmation cible adapté au problème
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valider
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La validation du programme est une étape qui permet de s'assurer plus ou
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moins fortement que le programme produit les résultats attendus.
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La validation va de la série de tests unitaires (validation faible)
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à la preuve de programme (validation mathématique forte).
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Conception descendante
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Une vision **centripète** : du général au particulier.
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Il s'agit d'une méthode de résolution d'un problème. On le découpe en tâches
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de plus en plus fines, de plus en plus détaillées, qui aboutiront au programme final.
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On met des *trous* dans les algorithmes de plus haut niveau,
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c'est-à-dire des phrases en langage naturel.
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.. ifconfig: exercice
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**Exercice** : **Calculer la date du lendemain**
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.. ifconfig: correction
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- l'algorithme de plus bas niveau
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::
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lendemain jour =
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si jour [est le dernier jour du mois] alors
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resultat = [calculer le 1er janvier de l'année suivante]
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sinon
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resultat = lendemain_dansl'année jour
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- les algorithmes de plus bas niveau
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::
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lendemain_dans_l'année jour =
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si jour [est le dernier jour du mois] alors
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resultat = [calculer le premier jour du mois suivant]
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||
sinon
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resultat = jour suivant jour
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::
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jour_suivant jour =
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jour + 1
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et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les phrases soient calculables.
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Les deux grands paradigmes
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La modularité
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Les données et les traitements sont regroupés au sein d'une même entité à deux
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facettes : d'un côté le code proprement dit, de l'autre son interface. La
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communication entre modules s'effectue via leur interface. La description d'un
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type peut être masquée en n'apparaissant pas dans l'interface du module. Ces
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types de données abstraits facilitent les modifications d'implantation à
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l'intérieur d'un module sans affecter les autres modules qui s'en servent. De
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plus, les modules peuvent être paramétrés par d'autres modules augmentant
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ainsi leur réutilisabilité.
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Le paradigme objet
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Les descriptions des traitements et des données sont regroupées dans des
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entités appelées **classes**; un objet est une instance (valeur) d'une classe.
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La communication entre objets est réalisée par envoi de message, l'objet
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receveur détermine à l'exécution (liaison retardée) le traitement
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correspondant au message. En cela, la programmation objet est dirigée par
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les données. La structuration d'un programme provient des relations entre
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classes, en particulier l'héritage permet de définir une classe par extension
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d'une autre.
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En programmation objet, un **programme** est une collection d’objets qui communiquent
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entre eux par **message**, le **résultat** est un message envoyé à un objet particulier
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Comparaison entre les deux paradigmes
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Il y a dualité entre ces deux modèles.
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- On ne peut pas augmenter les composants d'un type dans un module (pas
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d'extensibilité des données), mais on peut ajouter de nouveaux traitements
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(extensibilité des traitements) sur ces données.
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- En objet, on peut ajouter des sous-classes à une classe (extensibilité des
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données) pour traiter des nouveaux cas, mais on ne peut pas ajouter de nouveaux
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traitements visibles de la classe ancêtre (pas d'extensibilité des traitements).
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**La combinaison des deux paradigmes offre de nouvelles extensibilités pour les
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traitements et les données.**
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