====== Les classes en C++ ======

===== La déclaration d'une classe =====

Une classe définissant un objet est défini comme une [[in204:cpp:syntax:struct|structure]] contenant en plus des champs de la structure des fonctions membres.

<code cpp>

struct A 
{     
    unsigned fieldA;                 // définition des champs.
    float fieldB; 
    
    bool test();                     // prototype des fonctions membres 
    void execute(int anArgument);    
};

</code>


===== Les membres d'une classe =====

Les éléments membres d'une classe peuvent être :

  * des champs à l'instar des ''struct'' en C. Ces champs ont un type qui peut-être soit un type simple, soit un type structuré, tableau ou objet. Ces définitions de champs définissent les valeurs internes à l'objet.
  * des [[in204:cpp:syntax:class::functions|fonctions membres]], il s'agit de fonctions qui peuvent accédées et modifiées les valeurs internes de l'objet. Elles peuvent aussi appelées d'autres fonctions internes à l'objet.
  * des [[in204:cpp:syntax:class::constructor|constructeurs]] qui sont des fonctions membres particulières qui initialisent l'objet au moment de la création de l'objet.
  * d'un [[in204:cpp:syntax:class::destructor|destructeur]] qui est une fonction membre particulière qui est appleé au moment de la destruction de l'objet.
  * des [[in204:cpp:syntax:class:type|définitions de types]]. Ces définitions de type sont propres à l'objet.
  * des définitions de fonctions membres et de champs statiques qui sont partagées par tous les objets étant instance de la même classe.

===== Accès aux éléments d'un objet =====

Nous faisons la distinction entre les éléments qui sont propres à un objet instance d'une classe. Ces éléments sont :

  * les champs de l'objet,
  * les fonctions membres de l'objet,

A l'exception 
  * des champs et fonctions membres dites [[in204:cpp:syntax:class:static|statiques]].
  * des constructeurs et des destructeurs d'un objet qui normalement ne sont pas directement invoquées mais indirectement au moment de la construction ou de la destruction d'un objet et selon une syntaxe particulière.

Et les autres composantes de l'objet qui sont communes à tous les instances d'une classes que sont :

  * les champs et fonctions membres dites statiques,
  * les définitions des types ou des alias de type,



==== Accès aux fonctions membres et aux champs propres à l'objet instance d'une classe =====

Pour pouvoir accéder aux champs et aux fonctions membres d'un objet à l'exception des champs et membres statiques de l'objet, nous utilisons :

  * soit l'opérateur ''.'', 
  * soit l'opérateur ''->'', si nous manipulons un pointeur sur un objet.

Ainsi considérons l'objet ''Vector'' précédemment défini, nous pouvons accéder aux champs de l'objet comme suit :

<code cpp>
int main()
{
    Vector v;
    v.X = 4.3;
    v.Y = v.X + 1;
    std::cout << "La norme du vecteur ("
      << v.X << ", " << "v.Y" << ") est :" 
      << v.norm() << std:endl;
}
</code>

Si nous définissons un pointeur sur un objet de type ''Vector'', l'accès se ferait par le biais de l'opérateur ''->''.

<code cpp>
int main()
{
    Vector* v = new Vector();
    v->X = 4.3;
    v->Y = v->X + 1;
    std::cout << "La norme du vecteur ("
      << v->X << ", " << "v->Y" << ") est :" 
      << v->norm() << std:endl;
    delete v;
}
</code>

==== Accès aux autres éléments définis dans la classe =====

Pour accéder aux définitions de types présentes dans l'objets, nous référençons ces éléments en préfixant le nom de l'élément référencé par le nom de la classe suivit de ''::''.

Ainsi si nous considérons la classe des nombres complexes :

<code cpp>
class Complex
{ 
public:
 
   class Polar {}; // Classe vide ne servant qu'à définir un 
                   // type additionnel pour identifier 
                   // une conversion polaire vers complexe.
private:
    double re;
    double im;
 
public:
    Complex(): re(0.0), im(0.0)         // Constructeur par défaut.
    {}
    Complex(const Complex& theSource):  // Constructeur de recopie
        re(theSource.re), im(theSource.im)
    {}
    Complex(double aFloat):             // Conversion
        re(aFloat), im(0.0)
    {}
    Complex(double theReal, double theImaginary)
        re(theReal), im(theImaginary)   // Constructeur spécialisé
    {}
    Complex(Polar, double theRho, double thePhi)
        re(theRho* cos(thePhi)), im(theRho* sin(thePhi))
    {}
};
</code>

Il est possible d'accéder à la classe ''Polar'' de ''Complex'' en préfixant ''Polar'' par ''Complex::Polar''. Ainsi l'appel :
<code cpp>
Complex::Polar polar;
Complex complexNumber(polar, 2.0, 0,52);
</code>
est parfaitement valide, même si habituellement, nous écrirons plutôt :
<code cpp>
Complex complexNumber(Complex::Polar(), 2.0, 0,52);
</code>
et nous nous affranchirons ainsi de la valeur intermédiaire ''polar''.


==== Sections ''private'', ''protected'' et ''public'' =====

Les mots clés ''private'', ''protected'' et ''public'' modifient la visibilité des différents éléments dans une classe. Pour plus d'informations, le chapitre détaille les différents niveaux [[in204:cpp:syntax:public|d'accessibilité aux champs et membres]] notamment dans le cadre de l'héritage.

  * Un élément d'une classe est dit ''public'' s'il est accessible à la fois par les fonctions membres de la classe mais aussi par les autres fonctions (fonctions du programme ou fonctions membres d'une autre classe).

  * Un élément d'une classe est dit ''private'' s'il est accessible par les fonctions membres de la classe mais aussi par n'est pas visible par les autres fonctions (fonctions du programme ou fonctions membres d'une autre classe).

<code cpp>
class Point
{
private:
    double x;               // les champs x et y sont déclarées privées
    double y;               // ils ne pourront qu'être accédés par les méthodes       
                            // internes de la classe.
public:
    int getX() { return x; }  // accède au champ x.             
    int getY() { return y; }  // accède au champ y.             

}
</code>

En conséquence :

<code cpp>

int main()
{
    Point p;
    
    std::cout << "L'abcisse de p est " << p.getX() << std::endl;
        // L'accès à la méthode p est possible parce que la fonction membre
        // getX est publique.
        
    std::cout << "L'abcisse de p est " << p.x << std::endl;
        // L'accès au champ p est impossible parce que le champ
        // p n'est pas public.
}
        
</code>

===== Fonction membres ''const'' & objets modifiables  =====

La classe ''Point'' précédemment définie introduit deux fonctions membres qui ne font que lire le contenu des champs ''x'' et ''y'' de l'objet. Ces méthodes ne modifiant par l'objet, il peut-être ajouter le qualificateur [[in204:cpp:syntax:const|''const'']] à ces deux méthodes.


<code cpp>
class Point
{
private:
    double x;               // les champs x et y sont déclarées privées
    double y;               // ils ne pourront qu'être accédés par les méthodes       
                            // internes de la classe.
public:
    int getX() const { return x; }  // accède au champ x. Cette méthode ne modifie             
                                    // pas l'objet   
    int getY() const { return y; }  // accède au champ y.Cette méthode ne modifie             
                                    // pas l'objet                                           

}
</code>

Mettre le qualification ''const'' à une méthode signifie que cette méthode ne peut pas modifier l'objet. Ceci a pour conséquence :
  * de n'accéder aux champs de l'objet qu'en lecture uniquement. La méthode ne peut pas affectée une nouvelle valeur à un champ.
  * de ne pouvoir qu'appeler des méthodes qui ont le qualificateur ''const'', ie. qui garantissent ne pas modifier l'objet.

Ainsi le code suivant génère une erreur à la compilation :

<code cpp>
struct Vector 
{
...
   double getX() const { return X; }
   double getY() const {return Y; }
   void setX(double aValue) const { X = aValue; }
           // Erreur de compilation, ne peut pas modifier x.
   void setY(double aValue) { Y = aValue; }
   
   void norm() const { return sqrt(X*X + Y*Y); }   
}
</code>

De même, il n'est pas possible d'appeler une méthode qui n'est pas marquée ''const'' si l'objet a été déclaré ''const''.

<code cpp>

int main()
{
    const Vector& vector = Vector();
    vector.setX(3.0);    // Erreur de compilation, vector n'est pas modifiable.    
}   
</code>

===== Le pointeur this ======

Dans une fonction membre, le mot clé ''this'' désigne le pointeur faisant référence à l'instance de l'objet qui est à l'origine de l'appel de la méthode.

Disposer de la référence sur l'objet dans la méthode est principalement pour les usages suivant :

   * lever l'ambiguité sur un conflit entre des noms de fonctions ou de champs, notamment quand il y a une fonction ou un champ qui est défini plusieurs fois dans des contextes différents, cela permet de préciser que l'on souhaite accéder au champ ou à la méthode défini dans la classe en préfixant le nom du membre ou de la méthode par ''this->''.\\ <code cpp>
bool Value::is_equal(const A& anotherValue) const
{
    return this->m_value == anotherObject.m_value;
}
</code>

   * permettre à la fonction de retourner une référence à l'objet, soit sous la forme d'un pointeur, soit au contraire sous la forme d'une référence.\\ <code cpp>
Value& Value::operator+=(const A& anotherValue)
{
    this->m_value += anotherValue.m_value;
    return *this;
}
</code>
   * peremttre de dupliquer l'objet en appelant un constructeur qui attend une référence à l'objet ou de passer la référence de l'objet à une fonction qui attendrait une telle référence.\\ <code cpp>
Value& Value::operator++(int)
{
    Value value(*this);
    this->m_value ++;
    return value;
}
</code>

===== Différence entre ''class'' et ''struct'' =====

En fait, les classes peuvent être définies soit en utilisant le mot-clé ''struct'' soit en utilisant le mot-clé ''class''. Si on utilise le mot clé ''struct'', cela signifie que par défaut les champs et fonctions membres (que l'on appelle aussi méthodes) sont visibles de tous ([[in204:cpp:syntax:public|public]]) tandis qu'ils ne sont visibles que des fonctions membres de la classe si on utilise le mot clé ''class''.

Ainsi, écrire :

<code cpp>

struct A 
{     
    unsigned field;                 // définition des champs.
    bool test();                     // prototype des fonctions membres 
};

</code>

est équivalent à :

<code cpp>

class A 
{    
public:
    unsigned field;                 // définition des champs.
    bool test();                     // prototype des fonctions membres 
};

</code>

Par analogie, 

<code cpp>

class B 
{    
    unsigned value;                  // définition des champs.
    bool execute(int);               // prototype des fonctions membres 
};

</code>

est équivalent à :

<code cpp>

struct B 
{    
private:
    unsigned value;                  // définition des champs.
    bool execute(int);               // prototype des fonctions membres 
};

</code>