Exercices de programmation objet

Chaque méthode définie devra être accompagnée de sa spécification.

Manipulation de points

On considère la classe nommée Point ayant les attributs suivants :

  • __abs : attribut privé de type float pour représenter l’abscisse du point ;
  • __ord : attribut privé de type float pour représenter l’ordonnée du point.
  1. Définir la class Point et le constructeur __init__ permettant d’initialiser les deux attributs.

L’encapsulation est un concept fondamental de la conception objet. L’idée est de ne pas laisser accessibles les attributs depuis l’extérieur de la classe/objet ; les attributs sont alors dits privés (ou protégés si l’accès est nécessaire dans une sous-classe).

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Jeu de la vie

Le but de ce sujet est de réaliser en Python une implémentation du jeu de la vie en utilisant la programmation objet.

Un automate cellulaire consiste en une grille régulière de « cellules » contenant chacune un « état » choisi parmi un ensemble fini et qui peut évoluer au cours du temps. L’état d’une cellule au temps $t+1$ est fonction de l’état au temps $t$ d’un nombre fini de cellules appelé son « voisinage ». À chaque nouvelle unité de temps, les mêmes règles sont appliquées simultanément à toutes les cellules de la grille, produisant une nouvelle « génération » de cellules dépendant entièrement de la génération précédente.

Le jeu de la vie a été inventé par le mathématicien britannique John H. Conway (1937-2020). C’est un exemple de ce qu’on appelle un automate cellulaire bidimensionnel. Il se déroule sur un tableau rectangulaire $(L \times H)$ de cellules. Une cellule est représentée par ses coordonnées $x$ et $y$ qui vérifient $0 \leqslant x < L$ et $0 \leqslant y < H$.

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Résoudre un problème grâce aux paradigmes objet et fonctionnel

L’objectif de ce document est d’illustrer une fois encore l’intérêt des différents paradigmes de programmation.

Cas d’étude : fonction avec paramètres

On considère l’équation qui traduit le mouvement d’une balle lancée verticalement vers le haut avec une vitesse $\vec{v}_0$ depuis l’origine des altitudes telle que l’écrit un physicien : $$y(t) = -\dfrac{1}{2}g\, t^2 + v_0\, t$$ Ce physicien a donc tendance à considérer que $y$ est une fonction de la variable $t$ et que cette fonction dépend des paramètres $v_0$ et $g$.

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Méthodes spéciales en Python

Définit une classe nommée Fraction pour représenter les nombres rationnels. Cette classe doit posséder deux attributs num et denom, de type entier, qui représentent respectivement le numérateur et le dénominateur du nombre rationnel.
On demande que le dénominateur soit un entier positif.

Un corrigé de cette activité se trouve à cette adresse : https://repl.it/@dlatreyte/fraction

  1. Écrire le constructeur de cette classe. Une exception de type ValueError doit être levée si le dénominateur n’est pas un nombre entier positif.

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Simulation du fonctionnement d'une banque

L’objectif de ce document est de simuler (sommairement bien sûr) le fonctionnement d’une banque. Le programme doit permettre :

  • La création d’une banque ;
  • La création de comptes bancaires ;
  • La création de personnes propriétaires de ces comptes bancaires.

Une correction se trouve à cette adresse : https://repl.it/@dlatreyte/banque

Classe Personne

Dans un module nommé personne, créer la classe Personne dont la spécification est la suivante :

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class Personne():
    """
    Modélisation d'une personne.

    Attributs
    ---------
    - nom : str
        Renseigné à la création de l'objet
    - Prenom : str
        Renseigné à la création de l'objet
    - email : str
        Email. Initialisé à ""
    - telephone : str
        Numéro de téléphone. Initialisé à ""
    - date_naissance : str
        Chaîne de caractères au format jour/mois/année (4 chiffres). Initialisé à ""
    - jour_naissance : int
        Déterminé à partir de la date de naissance. Initialisée à -1
    - mois_naissance : int
        Déterminé à partir de la date de naissance. Initialisée à -1
    - annee_naissance : int
        Déterminé à partir de la date de naissance. Initialisée à -1
    """

Les spécifications des méthodes sont les suivantes :

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Programmation Objet

Programmation orientée objet

Un objet est une instance d’une classe.

L’un des objectifs principaux de la notion d’objet est d’organiser des programmes complexes grâce aux notions :

  • d’encapsulation ;
  • d’abstraction ;
  • d’héritage ;
  • de polymorphisme ;

Remarque : Seules les deux premières notions apparaissent dans le programme de NSI.

Encapsulation

Le principe de l’encapsulation est de regrouper dans le même objet, les données (attributs) et les traitements (méthodes) qui lui sont spécifiques. Ainsi un objet est défini par ses attributs et ses méthodes.

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Paradigmes de programmation

Langages de programmation

Un langage de programmation a besoin :

  • des règles de grammaire qui définissent la syntaxe des expressions ;
  • d’une sémantique qui définit le sens des expressions.

Un langage peut être :

  • interprété : un interpréteur lit et analyse le code séquentiellement, le traduit en langage machine et lance son exécution.
  • compilé : un compilateur lit et analyse le code puis le traduit en langage machine. Par la suite l’exécutable généré peut être lancé.

Remarque : Python un langage interprété mais le code n’est pas directement traduit dans le langage machine de l’ordinateur sur lequel le programme est lancé mais dans le langage machine d’une machine virtuelle (bytecode). Dans un second temps, ce langage machine est interprété par le logiciel.

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