Langage C++/Méthodes

**Méthodes**
Leçon : Langage C++

Chapitre n^o 8
Chap. préc. :	Boucles & Structures Conditionnelles
Chap. suiv. :	Pointeur, Tableaux et références

En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Langage C++ : Méthodes
Langage C++/Méthodes », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.

Les Méthodes :

La méthode en C++ est l'un des éléments les plus basiques mais essentiels du langage. De nos jours, certains programmes informatiques tels les systèmes d'exploitation contiennent plusieurs millions de méthodes. Comme nous l'avons dit précédemment, la méthode permet de définir une suite d'opérations à exécuter dans un ordre séquentiel donné.

Définition

Syntaxe:

<TypeRetour> [<Portee>::]<NomMethode>([<TypeParametre> <NomParametre>[=<ValeurParDefaut>][,<...>]])
{
     [<Instructions>;]
}

Où <TypeRetour> est le type de retour de la méthode <NomMethode>, <Portee> est le nom de la portée à laquelle est rattachée la méthode, s'il y a lieu, <TypeParametre> est le type du paramètre, <NomParametre> est le nom du paramètre, <ValeurParDefaut> est la valeur éventuellement souhaitée pour le paramètre, <...> sont des paramètres additionnels et <Instructions> sont les instructions contenues dans la méthode.

En C++ l’application la plus basique en C++ est le point d'entrée programme qui n'est autre que la méthode "main".

Démonstration

int main(int argc, char* argv[])
{
     return 0;
}

Ceci est le minimum de code requis pour la création d'une application en C++.

Décortiquons un peu cela :

int main(int argc, char* argv[])

Nous avons donc ici le point d'entrée du programme. C'est une méthode qui a comme type de retour une valeur entière. Cette valeur permet au système de savoir dans quelle circonstance s'est terminé le programme. Si le programme s'est fermé normalement, la valeur de retour sera égale à zéro. Par contre si une erreur s'est produite, alors la valeur de retour sera différente de zéro. En général, en cas d'erreur, main retourne -1, mais il peut y avoir d'autres valeurs retournées dans certains cas particuliers.

Le paramètre argc est en fait un compteur sur le nombre de chaines de caractères contenus dans le tableau argv[].

Premières applications :

Principe

Ici nous allons développer ce que nous avons appris de manière théorique dans les chapitres précédents.

Voici un programme d'exemple qui affiche à l'écran une lettre choisie par le programmeur.

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout.

int main(int argc, char* argv[])
{
     // Définit une constante de type unsigned char, dénommée MonCaractere et ayant pour valeur la lettre 'â'.
     const unsigned char MonCaractere = 'â';     
     
     // Affiche la valeur de la constante MonCaractere sous forme de caractère à l'écran
     std::cout << MonCaractere << std::endl;
     
     // Renvoie 0 au système (traitement sans erreur)
     return 0;                                   
}

Autre exemple :

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout.

int main(int argc, char* argv[])
{
     //Définit une constante de type char, dénommée MonCaractere et ayant pour valeur la lettre 'â'.
     const char MonCaractere = 'â';     
     
     //Affiche la valeur de la constante MonCaractere sous forme de caractère à l'écran
     std::cout << MonCaractere << std::endl;
     
     //Renvoie 0 au système (traitement sans erreur)
     return 0;                                   
}

Les 2 applications produisent le même résultat mais n'ont pas le même code. Cela confirme le fait que la représentation graphique des caractères se fait par le biais de la représentation non signée du codage du caractère.

Bonjour Monde !

Principe

Voici l'une des applications les plus basiques que l’on peut faire en C++. Le célèbre "Bonjour Monde !" qui n'a d'autres but que d'afficher "Bonjour Monde !" à l'écran.

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    cout << "Bonjour Monde !" << endl;
    return 0;
}

Conclusion

Ce programme est statique c'est-à-dire qu’il fera toujours la même chose si on veut qu’il fasse autre chose il faut le reprogrammer. Ce genre de programme n’est pas toujours des plus utiles.

Bonjour M. X !

Principe

L'étape suivante, pour comprendre l'utilité des paramètres des méthodes (et surtout ceux de la méthode main), est d’utiliser le programme suivant.

Démonstration

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    cout << "Bonjour M. " << argv[argc - 1] << " !" << endl;
    return 0;
}

Remarque

Remplacez [PATH] par le chemin absolu de l'exécutable.

Voyons ce qui se passe si on exécute la commande DOS: "[PATH]\BonjourMX.exe X". Le programme affiche "Bonjour M. X !".

Si nous exécutons "[PATH]\BonjourMX.exe Dupont", le programme affiche "Bonjour M. Dupont !".

Si nous exécutons "[PATH]\BonjourMX.exe Dupont Dupond" le programme affiche "Bonjour M. Dupond !".

Maintenant que se passerait-il si nous exécutions "[PATH]\BonjourMX.exe" ?

En fait, le programme est prévu pour afficher le dernier paramètre de la chaîne d'appel de la ligne de commande. Comme le système d'exploitation passe au programme le chemin de ce dernier comme premier paramètre, la commande "[PATH]\BonjourMX.exe" affichera "Bonjour M. [PATH]\BonjourMX.exe !".

Conclusion

Voici donc comment récupérer le nom de l’application ainsi que le chemin à partir duquel elle est lancée. La valeur de "argv[0]" correspond toujours au chemin du programme.

Appels de Méthodes :

Principe

L'appel de méthodes permet l’utilisation et la réutilisation d'un morceau de code par l’ensemble du programme.

Voici une petite application qui permet de se familiariser avec l'utilité des méthodes. Imaginons que nous voulons rendre le calclul : y = a . x + b, accessible à tout le programme sans avoir à le réécrire partout dans le code. Nous devrons alors écrire la méthode "CalculeAffine" suivante :

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

double mCalculeAffine(double pA, double pX, double pB) // Le petit "m" en préfixe correspond à "method" et le petit "p" à "parameter"(très utile avec les IDE et la complétion de code ([CTRL]+[Espace]))
{
    return pA * pX + pB;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    double vY; // Le petit "v" en préfixe correspond à "variable" (très utile avec les IDE et la complétion de code ([CTRL]+[Espace]))
    double vA = 5;
    double vX = 3;
    double vB = 2;

    cout << "y = " << vA << " . " << vX << " + " << vB << endl; // Affiche "y = 5 . 3 + 2"
    vY = mCalculeAffine(vA, vX, vB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = 17"

    vA = 9;
    vX = 3;
    vB = 3;

    cout << "y = " << vA << " . " << vX << " + " << vB << endl; // Affiche "y = 9 . 3 + 3"
    vY = mCalculeAffine(vA, vX, vB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = 30"

    vA = 4;
    vX = 8;
    vB = 9;

    cout << "y = " << vA << " . " << vX << " + " << vB << endl; // Affiche "y = 4 . 8 + 9"
    vY = mCalculeAffine(vA, vX, vB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = 41"

    vA = 7;
    vX = 5;
    vB = 2;

    cout << "y = " << vA << " . " << vX << " + " << vB << endl; // Affiche "y = 7 . 5 + 2"
    vY = mCalculeAffine(vA, vX, vB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = 37"

    vA = 8;
    vX = 9;
    vB = 6;

    cout << "y = " << vA << " . " << vX << " + " << vB << endl; // Affiche "y = 8 . 9 + 6"
    vY = mCalculeAffine(vA, vX, vB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = 78"

    return 0;
}

Ce code n'est pas trop mal, il fonctionne bien. Seulement, il a un problème, il comporte des doublons de code.

Un vrai développeur n'aurait jamais fait ce programme ainsi. Le copier/coller du code tel que je vous l'ai présenté est consommateur en lignes de code. De plus, il ne facilite pas la lecture du code et peut même introduire des erreurs. Il n'est jamais conseillé de copier/coller du code. Dans un cas sur deux, cela génère des erreurs.

Voyons comment on pourrait arranger cela de manière plus lisible et moins gourmande en code :

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

double mCalculeAffine(double pA, double pX, double pB) 
{
    return pA * pX + pB;
}

void mAfficheCalculsAffine(double pA, double pX, double pB) 
{
    int vY;
    cout << "y = " << pA << " . " << pX << " + " << pB << endl; // Affiche "y = pA . pX + pB"
    vY = mCalculeAffine(pA, pX, pB); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "y = " << vY << endl; // Affiche "y = mCalculeAffine(vA, vX, vB)"
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    double vA = 5;
    double vX = 3;
    double vB = 2;
    
    mAfficheCalculsAffine(vA, vX, vB); // Affiche "y = 5 . 3 + 2" puis "y = 17"

    vA = 9;
    vX = 3;
    vB = 3;
    
    mAfficheCalculsAffine(vA, vX, vB); // Affiche "y = 9 . 3 + 3" puis "y = 30"

    vA = 4;
    vX = 8;
    vB = 9;
    
    mAfficheCalculsAffine(vA, vX, vB); // Affiche "y = 4 . 8 + 9" puis "y = 41"

    vA = 7;
    vX = 5;
    vB = 2;

    mAfficheCalculsAffine(vA, vX, vB); // Affiche "y = 7 . 5 + 2" puis "y = 37"

    vA = 8;
    vX = 9;
    vB = 6;

    mAfficheCalculsAffine(vA, vX, vB); // Affiche "y = 8 . 9 + 6" puis "y = 78"

    return 0;
}

Conclusion

On a ainsi réussi à économiser des répétitions de code en factorisant les doublons dans des méthodes

Récursivité :

Principe

La récursivité est la capacité qu'a un algorithme à s'appeler lui-même.

Récursivité Directe :

Principe

La récursivité directe est la capacité qu'a un algorithme inclus dans une méthode à s'appeler lui-même au travers de la méthode qui le contient.

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

unsigned long mFactorielle(unsigned long pNombre)
{
    // Si le parametre "pNombre" vaut 0 alors
    if(0 == pNombre) // <- Le test d'arrêt est très important, sans lui la récursion ne j'arrêterais jamais.
    {
        // Retourner 1 ("0! = 1", Factorielle de 0 est égal à 1)
        return 1;
    }
    else // Sinon
    {
        // Retourner "pNombre * (pNombre - 1)!", (Factorielle de n = n * Factorielle de (n-1))
        return pNombre * mFactorielle(pNombre - 1);
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    unsigned long vNombre = 12; // Valeur entière maximale calculable pour une factorielle sur un unsigned long
    unsigned long vFactorielle; // Résultat de la factorielle du nombre.
    cout << "n = " << vNombre << endl; // Affiche "n = 12"
    vFactorielle = mFactorielle(vNombre); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "n! = " << vFactorielle << endl; // Affiche "n! = 479001600"
    return 0; // Sort du programme.
}

Récursivité Indirecte :

Principe

La récursivité indirecte est la capacité qu'a un algorithme inclus dans une méthode à s'appeler lui-même au travers d'une autre méthode que celle qui le contient.

Exemple

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

bool mNombreImpair(unsigned long pNombre); // nécessaire pour utiliser mNombreImpair dans mNombrePair (déclaration avancée)

// Vérifie si un nombre est pair
bool mNombrePair(unsigned long pNombre)
{
	// Si le nombre est égal à 0
	if (pNombre == 0)
	{
		// Retourner vrai
		return true;
	}
	else // Sinon
	{
		// Retourner la vérification que le nombre "pNombre - 1" est impair
		return mNombreImpair(pNombre - 1);
	}
}

// Vérifie si un nombre est impair
bool mNombreImpair(unsigned long pNombre)
{
	// Si le nombre est égal à 0
	if ( pNombre == 0)
	{
		// Retourner faux
		return false;
	}
	else // Sinon
	{
		// Retourner la vérification que le nombre "pNombre - 1" est pair
		return mNombrePair(pNombre - 1);
	}
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	unsigned int vNombre = 0;
	unsigned int vLimite = 15; // Valeur arbitraire
	// Tant que vNombre est supérieur ou égal à 0
	while(vNombre <= vLimite)
	{
		cout << "Le nombre \"" << vNombre << "\" est "; // Affiche "Le nombre "(vNombre)" est "

		// Si vNombre est pair
		if(mNombrePair(vNombre))
		{
			cout << "pair."; // Affiche "pair."
		}
		else // Sinon
		{
			cout << "impair."; // Affiche "impair."
		}
		cout << endl; // Affiche un retour à la ligne
		vNombre++; // Incrémente vNombre
	}
	return 0; // Sort du programme.
}

Remarque

Il est à noter que la récursivité a un poids important sur la gestion de la pile. En effet, à chaque appel d'une méthode le programme change de contexte, ce qui l'oblige à sauvegarder les registres du processeur en pile. Comme la récursivité appelle plusieurs fois la même méthode, la pile est remplie à vitesse grand V, ce qui peut poser problème dans les systèmes ne disposent pas de grosses taille de pile.

Alternative à la Récursivité :

En C++, il est toujours possible d'écrire un algorithme qui effectue les tache de la récursion de manière itérative.

Pour la factorielle :

Démonstration

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout

using namespace std;

unsigned long mFactorielleIterative(unsigned long pNombre)
{
    unsigned long vResultat = 1;
    unsigned long vControle = 1;
    while (vControle <= pNombre)
    {
            vResultat = vResultat * vControle;
            vControle++;
    }
    return vResultat;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    unsigned long vNombre = 12; // Valeur entière maximale calculable pour une factorielle sur un unsigned long
    unsigned long vFactorielle; // Résultat de la factorielle du nombre.
    cout << "n = " << vNombre << endl; // Affiche "n = 12"
    vFactorielle = mFactorielleIterative(vNombre); // Calcule la fonction mathématique au travers de la méthode;
    cout << "n! = " << vFactorielle << endl; // Affiche "n! = 479001600"
    return 0; // Sort du programme.
}

Pour le pair/impair :

Démonstration

#include <iostream> // nécessaire pour utiliser cout
 
using namespace std;
 
bool mNombreImpair(unsigned long pNombre);
 
// Vérifie si un nombre est pair
bool mNombrePairIteratif(unsigned long pNombre)
{
	while (true)
	{
		// Si le nombre est égal à 0
		if (pNombre == 0)
		{
			// Retourner vrai
			return true;
		}
		else // Sinon
		{
			pNombre--;
                        if (pNombre == 0)
			{
				// Retourner la vérification que le nombre "pNombre - 1" est impair
				return false;
			}
			else
			{
				pNombre--;
			}
		}
	}
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
	unsigned int vNombre = 0;
	unsigned int vLimite = 15; // Valeur arbitraire
	// Tant que vNombre est supérieur ou égal à 0
	while(vNombre <= vLimite)
	{
		cout << "Le nombre \"" << vNombre << "\" est "; // Affiche "Le nombre "(vNombre)" est "
 
		// Si vNombre est pair
		if(mNombrePairIteratif(vNombre))
		{
			cout << "pair."; // Affiche "pair."
		}
		else // Sinon
		{
			cout << "impair."; // Affiche "impair."
		}
		cout << endl; // Affiche un retour à la ligne
		vNombre++; // Incrémente vNombre
	}
	return 0; // Sort du programme.
}

Conclusion

La récursivité est préférable, dans la grande majorité des cas, à l'itération car elle permet, en général, une meilleure compréhension d'un algorithme.

Cependant, il ne faut pas oublier qu'elle est consommatrice en pile et que cela peut poser problème dans certains systèmes ou pour certaines applications.

Heureusement, la récursivité n'est applicable que dans un certain nombre limité de cas.

Polymorphisme de Méthode

Le polymorphisme de méthode est la faculté qu'ont les méthodes de même nom mais de signatures différentes à pouvoir sélectionner la bonne méthode pour la bonne signature.

Exemple

#include <stdio.h>

void mToString(char* pString, int pValue)
{
    sprintf(pString, "%i", pValue);
}

void mToString(char* pString, unsigned int pValue)
{
    sprintf(pString, "%u", pValue);
}

void mToString(char* pString, long pValue)
{
    sprintf(pString, "%ld", pValue);
}

void mToString(char* pString, unsigned long pValue)
{
    sprintf(pString, "%lu", pValue);
}

int main(int pArgumentsCount, char* pArgumentsValues[])
{
    int vInteger = -1123456789;
    unsigned int vUnsignedInteger = 2123456789;
    long vLong = -3123456789;
    unsigned long vUnsignedLong = 4123456789;

    char* vString = new char[15];

    mToString(vString, vInteger);
    printf(vString);
    mToString(vString, vUnsignedInteger);
    printf(vString);
    mToString(vString, vLong);
    printf(vString);
    mToString(vString, vUnsignedLong);    
    printf(vString);

    delete [] vString;
    return 0;
}

Langage C++

Boucles & Structures Conditionnelles

Pointeur, Tableaux et références