1. A propos du cours

1. Auteur : Université Côte d'Azur - I3S Laboratory
2. Type : Cours universitaire d'algorithmique et programmation objet
3. Langue : Français
4. Licence : Ressource académique universitaire

2. Prérequis

1. Solides bases en programmation procédurale
2. Connaissance des structures de données fondamentales
3. Maîtrise des concepts algorithmiques de base
4. Expérience avec un langage de programmation
5. Notions de complexité algorithmique

3. Publique cible

Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique de l'Université Côte d'Azur, particulièrement ceux suivant le cours d'Algorithmique et Programmation Objet. Il convient aux développeurs souhaitant maîtriser la POO, aux ingénieurs en formation et aux chercheurs en informatique désireux d'approfondir leurs connaissances en conception objet avancée.

4. Outils matériels et logiciels

4.1 Outils matériels

1. Ordinateur avec processeur performant
2. Mémoire RAM minimum 8GB recommandée
3. Espace disque pour environnement de développement
4. Connexion internet pour documentation

4.2 Outils logiciels

1. Environnement Java JDK 8+
2. IDE Java (Eclipse, IntelliJ, NetBeans)
3. Outils de modélisation UML
4. Logiciel de gestion de versions (Git)
5. Outils de tests unitaires (JUnit)

5. Champs d'applications

1. Conception de systèmes logiciels complexes
2. Développement d'applications d'entreprise
3. Ingénierie logicielle avancée
4. Architecture de systèmes distribués
5. Maintenance et évolution de code legacy

6. Courte description

Ce cours universitaire avancé explore les concepts avancés de programmation orientée objet et d'algorithmique. Il couvre les design patterns, les principes SOLID et les techniques de conception pour développer des systèmes logiciels robustes, maintenables et évolutifs.

7. Longue description du cours

Ce cours universitaire d'Algorithmique et Programmation Objet dispensé à l'Université Côte d'Azur représente une formation avancée dans le domaine de la conception et du développement de systèmes logiciels. Le huitième chapitre de ce cours approfondit les concepts les plus sophistiqués de la programmation orientée objet et de l'algorithmique appliquée.

Le cours commence par une révision approfondie des principes fondamentaux de la POO, mais avec une perspective avancée qui va bien au-delà des concepts de base. Il explore les subtilités de l'encapsulation, non seulement comme mécanisme de protection des données, mais comme principe architectural permettant de créer des systèmes modulaires et faiblement couplés. Les étudiants apprennent à concevoir des interfaces stables qui masquent l'implémentation tout en permettant l'évolution du système.

Les principes SOLID constituent un pilier central de ce cours. Chaque principe est étudié en profondeur avec des exemples concrets et des contre-exemples illustratifs. Le principe de responsabilité unique (SRP) est présenté comme fondement de la maintenabilité, montrant comment diviser les responsabilités pour créer des classes cohérentes. Le principe ouvert/fermé (OCP) est expliqué comme clé de l'extensibilité, avec des techniques pour concevoir des systèmes qui peuvent être étendus sans modification du code existant.

Le principe de substitution de Liskov (LSP) est abordé avec une rigueur mathématique, en expliquant les contraintes formelles que doit respecter l'héritage pour être valide. Le cours présente des critères pratiques pour vérifier la conformité au LSP et éviter les pièges courants de l'héritage. Le principe de ségrégation des interfaces (ISP) est enseigné comme moyen de créer des interfaces spécifiques et cohérentes, évitant les dépendances indésirables.

Le principe d'inversion des dépendances (DIP) est présenté comme fondement de l'architecture hexagonale et des systèmes faiblement couplés. Le cours montre comment utiliser l'injection de dépendances et les conteneurs IoC pour créer des systèmes flexibles et testables.

Les design patterns sont étudiés de manière systématique, organisés selon la classification du "Gang of Four". Les patterns de création (Factory Method, Abstract Factory, Singleton, Builder, Prototype) sont analysés en détail, avec des comparaisons qui aident à choisir le pattern approprié pour chaque situation.

Les patterns structurels (Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight, Proxy) sont présentés avec des études de cas montrant comment résoudre des problèmes d'organisation structurelle complexes. Le cours explique quand et pourquoi utiliser chaque pattern, ainsi que les compromis associés.

Les patterns comportementaux (Chain of Responsibility, Command, Interpreter, Iterator, Mediator, Memento, Observer, State, Strategy, Template Method, Visitor) sont explorés dans le contexte de la gestion des collaborations entre objets. Le cours montre comment ces patterns permettent de créer des systèmes flexibles où le comportement peut varier dynamiquement.

L'algorithmique avancée est intégrée au cours avec un focus sur les algorithmes de graphes et les structures de données complexes. Les algorithmes de parcours (DFS, BFS), les algorithmes de plus court chemin (Dijkstra, Bellman-Ford), et les algorithmes de flot maximum sont présentés avec leurs implémentations orientées objet.

Les techniques de modélisation UML sont enseignées comme outil de conception et de communication. Le cours couvre les diagrammes de classes avancés, les diagrammes de séquence pour la modélisation des interactions, et les diagrammes d'état pour la modélisation du comportement.

La qualité du code et les métriques logicielles font l'objet d'une attention particulière. Les étudiants apprennent à mesurer la complexité cyclomatique, le couplage entre classes, la cohésion, et à utiliser ces métriques pour identifier les points d'amélioration dans leurs conceptions.

Les techniques de refactoring sont présentées comme moyen d'améliorer progressivement la qualité du code sans en changer le comportement observable. Le cours couvre les refactorings courants comme l'extraction de méthode, le déplacement de méthode, et le remplacement d'héritage par délégation.

Enfin, le cours aborde les architectures logicielles avancées comme l'architecture en couches, l'architecture hexagonale, et l'architecture CQRS. Ces concepts préparent les étudiants à concevoir des systèmes d'entreprise complexes, évolutifs et maintenables dans un contexte professionnel exigeant.

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