Composition et agrégation

Composition et agrégation permettent de lier des classes entres elles et plus principalement lorsqu'une classe admet comme attribut des objets de l'autre classe.

Ce qui les distingue :

Il est important de comprendre que si des objets n'ont pas été crées dans la classe qui l'utilise, ils peuvent être connus par d'autres méthodes du programme et donc être modifiées par celles-ci.

Les exemples de composition et d'agrégation de la vraie vie sont souvent un peu bizarres. Mais par exemple :

• Un livre est composé de pages : pour créer le livre on a créé les pages : c'est une composition
• Les télécommandes ont besoin de piles pour fonctionner, mais on peut les remplacer : c'est une agrégation.

Schémas uml

Lorsque l'on utilise la composition ou l'agrégation de nos classes dans des schéma uml, on liera la classe composé (resp. agrégée) à la classe l'utilisant par une flèche. Cette flèche sera différente pour une composition ou une agrégation :

Exemple du panier de fruit

Prenons un autre exemple, le panier de fruits. Je voudrais modéliser un panier de fruits. Il doit avoir les propriétés suivantes :

• il doit être vide initialement
• je dois pouvoir ajouter des fruits dans le panier
• je dois pouvoir montrer les fruits que j'ai dans le panier
• je dois pouvoir reprendre un fruit du panier

Modélisation uml

Comme à notre habitude commençons par créer une boîte uml presque vide :

Pour que l'on puisse faire ces différentes méthodes, il faut que Panier puisse stocker ses fruit. On lui ajoute donc un attribut qui sera une liste.

Composition et agrégation

• Le panier est composé d'un stock : il est créé avec le panier
• le stock agrège des fruits : ils sont ajoutés par une méthode dans l'objet.

Code python

Ceci s'implémente aisément en python :

class Panier:
    def __init__(self):
        self.stock = []

    def ajoute(self, fruit):
        self.stock.append(fruit)

    def montre_panier(self):
        return self.stock

    def supprime(self, fruit):
        self.stock.remove(fruit)

On peut alors utiliser notre classe, par exemple :

panier = Panier()

print(panier.montre_panier())

panier.ajoute("pomme")

print(panier.montre_panier())

panier.ajoute("pomme")
panier.ajoute("poire")

print(panier.montre_panier())

panier.supprime("pomme")
print(panier.montre_panier())

Attention

Dans notre exemple, une méthode retourne un objet qui est un attribut. Une fois qu'un objet a été donné au monde extérieur on ne contrôle plus son état et il peut être utilisé a priori par n'importe quoi d'autre dans le programme.

Regardez le code suivant :

panier = Panier()

print(panier.montre_panier())

panier.ajoute("pomme")

copie = panier.montre_panier()

copie.append("champignon")
print(panier.montre_panier())

On a ajouté un champignon à notre panier sans que l'objet panier ne le sache !

Ce n'est pas forcément un problème, sauf si on vérifiait que ce qu'on ajoute dans le panier doit être un fruit.

Pour que tout se passe comme prévu, il faut donc s'assurer que pour les attributs , soit :

1. on s'en fiche qu'ils changent
2. on refait un nouvel objet à nous pour s'assurer qu'il ne changera pas
3. les objets que l'on retourne et qui sont des attributs sont non modifiables (des entiers, réels, chaînes de caractères, tuples, etc)

1ère solution

La 1ère solution est ce qu'on a pour l'instant.

2nde solution

La seconde solution reviendrait à donner un nouveau panier à chaque fois en modifiant la méthode montre_panier() :

class Panier:
    # ...

    def montre_panier(self):
      return list(self.stock)
    
    #...

3ère solution

Enfin, la dernière solution reviendrait à ne pas pouvoir modifier l'attribut et à le recréer à chaque modification, dans les méthodes ajoute() et supprime(). On utilise un tuple qui est une liste sans possibilité de modification. Le code suivant crée un nouveau tuple en utilisant l'opération + des tuples qui crée un nouvel objet. :

class Panier:
    def __init__(self):
      self.stock = tuple()

    # ...

    def ajoute(self, fruit):
        self.stock = self.stock + (fruit,)
    
    def supprime(self, fruit):
        stock_temporaire = list(self.stock)
        stock_temporaire.remove(fruit)
        self.stock = tuple(stock_temporaire)

    #...

Selon que l'on aura beaucoup d'ajouts ou beaucoup de visualisation du panier, on choisira l'une ou l'autre solution. Mais si on a pas d'idée, on préférera toujours la 3ème solution qui est la plus robuste.

Le fait d'avoir des objets qui ne se modifient pas est appelé value object.

Ces objets possèdent des valeurs et des méthodes pour y accéder mais que l'on ne peut pas modifier. La seule façon de changer de valeur c'est de recréer de nouveaux objets. Pour que l'utilisation de ce genre d'objets soit fluide, on fait en sorte qu'ils puissent supporter l'opération ==.

Vous avez utilisé des value objects bien souvent en python comme : les entiers, les réels ou encore les chaines de caractères. Enfin de nombreux objets modifiables en python ont leur contrepartie non modifiable comme les tuple qui sont des listes non modifiables ou encore les frozenset sont des ensembles non modifiables.

Tests des objets

Lorsque l'on crée ses propres objets, il est important de tester leurs fonctionnalités. On procède alors ainsi :

• chaque méthode doit être testée
• chaque test doit être indépendant

Dans la mesure du possible, on ne teste pas la valeur des attributs. On utilise des méthodes publique pour tester. En effet les attributs montrent l'implémentation de la classe et pas son usage.

Exemple

Par exemple, pour notre panier. Fichier test_panier.py :

from panier import Panier


def test_init():
    panier = Panier()
    assert panier is not None


def test_montre_panier_vide():
    panier = Panier()
    assert panier.montre_panier() == tuple()


def test_ajoute():
    panier = Panier()
    panier.ajoute("pomme")
    assert panier.montre_panier() == ("pomme",)


def test_supprime_dans_panier():
    panier = Panier()
    panier.ajoute("pomme")
    panier.supprime("pomme")

    assert panier.montre_panier() == tuple()

Code final

Vous devez avoir 3 fichiers :

Code de la classe

Fichier : panier.py

class Panier:
    def __init__(self):
        self.stock = []

    def ajoute(self, fruit):
        self.stock.append(fruit)

    def montre_panier(self):
        return tuple(self.stock)

    def supprime(self, fruit):
        self.stock.remove(fruit)
        

Programme principal

Fichier main.py :

from panier import Panier

panier = Panier()

print(panier.montre_panier())

panier.ajoute("pomme")

print(panier.montre_panier())

panier.ajoute("pomme")
panier.ajoute("poire")

print(panier.montre_panier())

panier.supprime("pomme")

print(panier.montre_panier())

Tests

Fichier test_panier.py :

from panier import Panier


def test_init():
    panier = Panier()
    assert panier is not None


def test_montre_panier_vide():
    panier = Panier()
    assert panier.montre_panier() == tuple()


def test_ajoute():
    panier = Panier()
    panier.ajoute("pomme")
    assert panier.montre_panier() == ("pomme",)


def test_supprime_dans_panier():
    panier = Panier()
    panier.ajoute("pomme")
    panier.supprime("pomme")

    assert panier.montre_panier() == tuple()