Algorithmique et Programmation C++ 2 - Cours

Jérémie Osmont

Description

ƒƒƒƒƒƒƒƒƒProgrammation modulaire1Algorithmique et Programmation C++ 2IntroductionLors de la réalisation du premier projet technologique de Data-Mining, la plupart des groupesont utilisé un seul fichier source, considérant que pour un programme donné, un fichier sourcesuffisait. Mais cette technique a de nombreux inconvénients : Impossible de travailler à plusieurs sur un seul fichier source ; Réutilisabilité quasiment nulle et reste faible si on dispose des sources ; Inefficacité pour la compilation : il faut recompiler systématiquement tout le projet à chaquemodification ; Correction et maintenances difficiles.Modules et librairiesLes modulesL’objectif des modules est de structurer les sources : faire des composants logiciels autonomes indépendance des composants (dépendances explicites) séparation claire de l’interface et de l’implémentation. L’implémentation sera compilée, etl’interface servira aux développeurs pour utiliser l’implémentation dont les détails sontinutiles.Un module est un fichier d’implémentation, d’extension .cc, accompagné d’un ou plusieursfichiers d’en-tête (interface). C’est une unité de compilation, c’est-à-dire qu’il ne peut être compilépar morceaux.En C++, on confond interface et déclaration, mais ce n’est pas la même chose dans d’autreslangages. Ainsi, en C++, la déclaration d’une classe inclut les membres privés, alors que, commeleur nom l’indique, ils ne font pas partie de l’interface, puisqu’ils ne sont pas ...

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• ordinateur

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Extrait

Introduction

1

Programmation modulaire

Algorithmique et Programmation C++ 2

Lors de la réalisation du premier projet technologique deData-Mining, la plupart des groupes ont utilisé un seul fichier source, considérant que pour un programme donné, un fichier source suffisait. Mais cette technique a de nombreux inconvénients : ƒImpossible de travailler à plusieurs sur un seul fichier source ; ƒsi on dispose des sources ;Réutilisabilité quasiment nulle et reste faible ƒInefficacité pour la compilation : il faut recompiler systématiquement tout le projet à chaque modification ; ƒCorrection et maintenances difficiles.

Modules et librairies

Les modules

Lobjectif des modules est destructurerles sources : ƒfaire des composants logiciels autonomes ƒindépendance des composants (dépendances explicites) ƒséparation claire de linterface et de limplémentation. Limplémentation sera compilée, et  linterface servira aux développeurs pour utiliser limplémentation dont les détails sont inutiles.

Unmodule est un fichier dimplémentation, dextension.cc, accompagné dun ou plusieurs fichiers den-tête (interface). Cest une unité de compilation, cest-à-dire quil ne peut être compilé par morceaux.

En C++, on confond interface et déclaration, mais ce nest pas la même chose dans dautres langages. Ainsi, en C++, la déclaration dune classe inclut les membres privés, alors que, comme leur nom lindique, ils ne font pas partie de linterface, puisquils ne sont pas accessibles de lextérieur.

On distingue : linterface (fichiers.h ou.hh ce sont uniquement les déclarations, sans code, sans) : ƒ définitions de variables globales, sans création dobjet. Un fichier den-tête est seulement composé des déclarations de types, de classes, de macros, de déclarations de variables et de fonctions externes. ƒlimplémentation (fichiers.cc) : le code, sans oublier linclusion des fichiers den tête.

Exemple : Imaginons que nous travaillons avec un composant pour la manipulation des fichiers sons pour Unix, composé de 4 modules : _ -  son io : entrée-sortie _ sp : traitements acoustiques -  son d - son gui : interface graphique _  -  son main : programme principal _

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Dépendances :

_ son gui.hh

son gui.cc _

Les librairies

Programmation modulaire

déclarations communes

son io.hh _

son io.cc _

son dec.h _

_ son main.cc

_ son dsp.hh

_ son dsp.cc

Leslibrairies un ensemble de modules. Dans une implémentation complète de regroupent C++, on trouve un certain nombre de librairies : ƒlibrairies C++ standard (libc) ; ƒlibrairies mathématiques ; ƒetc.

Il y a différents types de librairies : ƒles archives (fichiers.a) qui sont statiques ƒles librairies dynamiques dont le code est partagé entre les différents utilisateurs, et dont le code estréentrant, cest-à-dire exécutable simultanément par plusieurs utilisateurs.

Regroupement des modules : ar <commande> <nom librairie> <liste des modules> Création de la table des matières (optionnelle) : ranlib <nom librairie>

Les librairies sont utilisées en incluant les en-têtes des modules utilisés, ce qui provoque le linkage de la librairie.

Exemple : aCC son main.cc –lson _ Ceci provoque linclusion de libson.a

*.hh .cc *

.i *

*.s

*.o

EXECUTABLE

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Préprocesseur

Compilation

Assemblage

Edition de liens

ro

Du code source au ramme exécutable

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Programmation modulaire

Quelques outils de développement dans un environnement Unix

Make

ƒGénération de commandes à partir de fichiers de dépendances. ƒCet outil nest pas spécifique à la compilation ƒGestion des mises à jour basée sur lheure système (synchronisation des serveurs, etc.)

Forme générale dun fichier de dépendance : <cible> : <liste de fichiers> <tab> <commande>

Exemple de Makefile :

_ _ _ _ son : son io.o son gui.o son dsp.o son main.cc aCC –o son son main.cc son gui.o son dsp.o son io.o _ _ _ _

On compilesonaprès avoir vérifié les mises à jour des dépendances, et si une des dépendances possède une date de dernière modification plus récente queson, alors le fichier est recompilé, en exécutant la ligne située juste en dessous.

_ _ _ _ son io.o : son io.h son io.cc son dec.h aCC –c son io.cc _ son gui.o : son gui.h son gui.cc son dex.h _ _ _ _ _ aCC –c son gui.cc _ _ _ _ son dsp.o : son dsp.h son dsp.cc son dec.h _ aCC –c son dsp.cc

Utilisation de la commande Make : make –f <nom de fichier>

Si on tapemaketout court, cela revient a tapermake –f makefile.

Déclaration et initialisation : <id>=<valeur> Utilisation (évaluation) : $(<id>)

Exemple :

Sous Unix : CC=aCC OPTS=-or

Sous Linux : CC=g++ OPTS=-04 –m pentiumpro

Partie commune : _ _ _ _ son : son io.o son gui.o son dsp.o son main.cc _ _ _ _ $(CC) $(OPTS) son main.cc son gui.o son io.o son dsp.o

Remarque :Makelangage C et à une plate-forme de type Unix.nest pas forcément associé au On peut lutiliser par exemple pour compiler des programmes Java sur nimporte quelle type de plate-forme, notamment sous Linux.

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Le Debugger

Programmation modulaire

Sur un projet, la partie correction des bugs peut prendre du temps. Undebugger permet daccélérer grâce à ses fonctionnalités : ƒaide à la correction du programme ƒmode pas à pas ƒtrace du contenu des variables ƒretour arrière : revenir en arrière dans lexécution nest pas toujours possible ƒinterruption de lexécution par des breakpoints, qui peuvent être en fonction de la valeur dune expression (pas à pas dans une passage donné dune itération, par exemple) ƒanalyse des fichiers core (segmentation fault) pour retrouver létat du programme au moment du plantage

Le Debugger sutilise en compilant avec loption–g:aCC –g –o exemple exemple.c

Le Profiler

Cest un outil qui permet danalyser les performances dun programme : ƒtemps consommé par les différentes fonctions, ƒnombre dappels.

Principe : ƒinclusion de traces dans le code compilé, ƒproduction automatique dun rapport.

Utilisation :

aCC –G –o exemple exemple.cc g++ -p –o exemple exemple.cc

Exécution : ƒanalyse à posteriori ; ƒdépendante des paramètres du programme (entrés par lutilisateur parfois) ; ƒproduction du rapportgmon.out

Pour la mise en forme du rapport, utiliser par exempleGprof.

Exemple :

gmon.out > exemple.gprof

Importantoptimisations du code que lon fera, elles seront toujours: Quelque soient les fortement négligeables par rapport aux optimisations algorithmiques qui pourront être effectuées.

Gestionnaire de versions

Legestionnaire de versionspermet de : ƒconserver et restituer les différentes versions des composants, ƒmaintenir lhistorique des modifications, ƒgérer les conflits daccès ƒdistribuer les versions (avec un accès éventuellement sécurisé)

Citons par exemple des outils tels que :rCS,cVS, ouSCCS.

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Outils de configuration

Programmation modulaire

autoconfla configuration de lordinateur sur à peu près nimporte quelle: Recherche plateforme.

automakeA partir du fichier de configuration, crée un makefile:

Principe : ƒau contexte de compilation et dexécution,adaptation ƒgénération automatique de fichiers de configuration et de makefiles.

Divers

ƒ 

ƒ  ƒ  ƒ 

Documentation (àde lanalyse des sources et des commentaires) partir  génération : automatique enlatex, enhtml, ensgml, citonsdoc++,doxygen++sous C etidlsous C++ ; Mise en page du code:lclint(formatte les codes C++) ; Générateurs dinterfaces(comme sousVisual Basic) ; Outils de modélisation(génère le code en fonction du schéma de dépendance).

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