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Modularité des programmes

Les fichiers Python peuvent regrouper toutes les fonctions d'un projet :

Python
# blocs de fonctions
def moyenne(tab) :
    ...

def recherche(tab,val) :
    ...

# Corps du programme
tableau = [1,2,3]
print( moyenne(tableau) ) # appel de fonction
print( recherche(tableau, 5)) # autre appel de fonction
Mais...

avec le principe de modularité, l'idée consiste à séparer ce programme en deux fichiers  :

  • un fichier contenant les fonctions : on dit qu'il devient alors un module ;
  • un fichier contenant le corps du programme, et qui charge le module à l'aide d'une instruction import.
Python
# Fichier : Mon_Joli_Module.py
def moyenne(tab) :
    ...

def recherche(tab,val) :
    ...
Python
# Fichier : Mon_Petit_Programme.py
from Mon_Joli_Module import * # sans l'extension .py 

tableau = [1,2,3]
print( moyenne(tableau) ) 
print( recherche(tableau, 5))

Les intérêts de la modularité des programmes

  1. Claire séparation des rôles :

    • le module est écrit par un programmeur, un développeur ;
    • le corps du programme est de la responsabilité de l'utilisateur du module, qui est peut-être moins expert en informatique que le programmeur du module.

  2. Réutilisation : le module peut être utilisé dans d'autres projets, d'autres programmes (sans faire de copier/coller de lignes de code dans un fichier Python). Il devient ainsi une brique logicielle au service d'un projet plus global.

Exemple : module Turtle

En classe de Première, vous avez utilisé le module Turtle de Python pour faire des dessins à l'aide d'instructions du type forward(100) ou left(90).

Vous ne savez pas quel code permet de dessiner une ligne de 100 pixels de long quand vous écrivez forward(100) : tout ce qui vous importe, c'est que cela dessine effectivement une ligne.

Ce qu'on appelle module dans le langage Python peut être appelée bibliothèque logicielle, librairie (🇬🇧 🇺🇸 library) ou encore package dans d'autres languages de programmation. Tous les fichiers .dll (Dynamic Link Library) de Windows® sont ainsi des modules.

2. Interface et implémentation d'un module⚓︎

Afin de faciliter l'utilisation du module, il est souhaitable de lui adjoindre une interface. Cette interface donne la liste des fonctions du module et donne un résumé de la documentation de chaque fonction (comment et pourquoi les utiliser).

Exemple d'une interface :

Fonction Description
moyenne(tab) Renvoie la moyenne des valeurs du tableau
recherche(tab,val) Renvoie True si la valeur val est dans le tableau tab

Interface d'un côté, implémentation de l'autre

Pour chaque module, on distingue donc :

  • son implémentation (c'est-à-dire le code lui-même);
  • son interface.

L'interface peut être considérée comme une abstraction du module (une description des fonctions du module, mais faite à un niveau assez haut, ignorant les détails concrets de la réalisation), ou encore comme un contrat entre l'auteur d'un module et ses utilisateurs.

3. Une mise en pratique⚓︎

Considérons une situation où une personne dispose d'un fichier notes.csv au format CSV contenant toutes ses notes de NSI du trimestre et qu'elle veuille pouvoir obtenir :

  • la moyenne de ses notes ;
  • sa note maximale ;
  • et sa note minimale.

Une équipe est constituée afin de programmer en Python l'outil convenable, avec :

  • un·e spécialiste de la gestion des entrées/sorties, qui a écrit le corps de programmme permettant de

    • lire le fichier CSV et générer un tableau de nombres ;
    • afficher les résultats des calculs de moyenne, maximum et minimum ;

  • et vous-même, dont le rôle est d'écrire le module de traitement des données d'un tableau de nombres selon l'interface suivante :

Fonction Description
moyenne(tab) Renvoie la moyenne des valeurs du tableau tab
maximum(tab) Renvoie la valeur maximale du tableau tab
minimum(tab) Renvoie la valeur minimale du tableau tab

Étape 1. Écrire un module module_tab.py qui implémente les trois fonctions de cette interface.

Étape 2. Télécharger et décompressser le dossier zippé préparé par le spécialiste des entrées/sorties. Il contient :

  • un fichier notes.csv, où vous pourrez modifier la liste des notes à traiter ;
  • un fichier traitement_tableau_minimal.py permettant un affichage en console des résultats du traitement du fichier notes.csv ;
  • et un fichier traitement_tableau_avec_boutons.py qui gère les entrées/sorties à l'aide de boutons.

Vous pourrez constatez que ces deux fichiers .py utilisent le module module_tab.py que vous avez écrit : en effet, ils contiennent l'instruction from module_tab import *.

Étape 3. Après avoir réuni dans un même répertoire votre module module_tab.py et les fichiers décompressés, exécuter successivement :

  • le programme traitement_tableau_minimal.py ;
  • puis le programme traitement_tableau_avec_boutons.py.