Abstraction
Typage des langages de programmation

H3320 v1 Article de référence

Abstraction
Typage des langages de programmation

Auteur(s) : Emmanuel CHAILLOUX, Romain DEMANGEON, Michel MAUNY

Date de publication : 10 mai 2018 | Read in English

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Quelques définitions

2 - Sûreté d’exécution

2.1 - Erreurs d’exécution
2.2 - Types de bases
2.3 - Typage statique et dynamique
2.4 - Données structurées
2.5 - Fonctions, procédures et méthodes

3 - Abstraction

3.1 - Types abstraits
3.2 - Respecter l’intégrité des données
3.3 - Préserver l’abstraction
3.4 - Vérifier la correction de l’implémentation vis-à-vis de la spécification

4 - Typage et polymorphisme

4.1 - Classification
4.2 - Polymorphisme paramétrique (ou généricité)
4.3 - Polymorphisme de surcharge
4.4 - Polymorphisme par sous-typage

5 - Autres systèmes de types

6 - Conclusion

Bibliographie & annexes

Présentation

RÉSUMÉ

Le typage dans les langages de programmation garantit l’absence de calculs erronés qui seraient dus à des opérations manipulant des données non-conformes. Cette vérification peut s’effectuer à l’exécution (typage dynamique) ou à la compilation (typage statique) et accroît la sûreté d’exécution des programmes. Le typage permet aussi de s’abstraire de la représentation des données pour faciliter la composition des éléments d’un programme tout en apportant un bon niveau de flexibilité grâce aux différentes classes de polymorphisme (paramétrique, ad hoc, sous-typage). Chaque langage de programmation possède sa propre discipline de typage afin d’assurer sûreté, abstraction et flexibilité des programmes.

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Auteur(s)

Emmanuel CHAILLOUX : Professeur, Sorbonne Université
Romain DEMANGEON : Maître de conférences, Sorbonne Université
Michel MAUNY : Directeur de recherche, Inria

INTRODUCTION

En programmation, un type de données ou, plus simplement, un type, est un ensemble de données partageant des propriétés et des opérations. Par exemple, dans le langage C, le type int des entiers contient les nombres positifs ou négatifs représentables sur un nombre fixe de bits, qui peut dépendre de l’architecture du processeur (souvent 32 ou 64). Ces entiers peuvent être arguments ou résultats d’opérations arithmétiques. Le langage OCaml fournit un type bool ne contenant que les deux valeurs de vérité true et false, qui peuvent être testées (par une construction conditionnelle if−then−else), ou être résultats de fonctions à valeurs booléennes.

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MOTS-CLÉS

Informatique Programmation typage langage

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-h3320

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3. Abstraction

Dans le langage courant, l’abstraction est l’opération intellectuelle qui consiste à ne retenir de quelque chose que ses caractéristiques essentielles, en oubliant ainsi les autres aspects, ramenés en quelque sorte au rang de détail. En programmation, les notions de procédure, de fonction, de module ou de composant logiciel relèvent de l’abstraction, en résumant tel ou tel morceau de programme à la fonctionnalité qu’il réalise, et en permettant l’oubli de certains détails de sa mise en œuvre lors de ses réutilisations.

L’abstraction est un concept intimement lié au typage : un type est déjà en soi la représentation d’un ensemble de données (les « habitants » du type) partageant des propriétés communes.

Par exemple, les nombres entiers forment un type dont les habitants peuvent être manipulés par les opérations communes à tous les entiers, mais dont certains détails d’implémentation peuvent être ignorés par le programmeur.

De la même façon, le type d’une fonction explicite sa source et sa destination, laissant ainsi entrevoir ce qu’elle calcule, sans pour autant révéler la nature précise des opérations qu’elle effectue. Un type révèle donc naturellement certaines des caractéristiques communes à ses habitants, tout en masquant les particularités de chacun.

3.1 Types abstraits

Cette faculté naturelle d’abstraction dont disposent les types peut être exploitée et enrichie afin de masquer des détails de mise en œuvre d’un composant d’un programme, de sorte que ces détails puissent être modifiés sans que cela soit perceptible par les « clients » de ce composant, permettant ainsi aux clients d’être compilés indépendamment des choix d’implémentation du composant qu’ils utilisent.

Nous avons vu ci-dessus que les entiers ou les fonctions étaient déjà en quelque sorte « abstraits », en masquant leurs détails d’implémentation. Les langages de programmation permettent souvent au programmeur de définir ses propres types abstraits, en mettant notamment à profit les règles de visibilité du langage.

Un exemple à la fois simple et classique de type abstrait est celui des piles : des conteneurs dans lesquels on peut insérer des éléments, et desquels on ne peut extraire que l’élément...

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