mardi 28 novembre 2017

Groovy pour l'enseignement intial de la programmation

Le choix d'un langage du départ pour l'enseignement de l'algorithmique est crucial pour l'apprenant. La première impression qu'il forme sur le module et la programmation de manière générale peut influencer ses performances durant l'apprentissage. Cette influence peut dépasser le module algorithmique pour affecter les autres modules qui dépend fortement de la programmation.

Le choix pris à l'université de Jijel, par exemple, est le langage Pascal. Ce choix est encore présent dans plusieurs autres universités. Ce choix est justifié par la similitude entre l'algorithmique et le langage Pascal et la nature pédagogique de ce dernier. En suivant une formation en français, l'étudiant peut vite obtenir un programme en Pascal par effectuer une traduction vers l'anglais.

Algorithme Exemple;
Var
    a, b, c : Entiers;
Debut
    Lire(a);
    Lire(b);
    c <- a + b;
    Ecrire(c);
Fin.

Program Exemple;
Var
    a, b, c : Integer;
Begin
    ReadLn(a, b);
    c := a + b;
    WriteLn(c);
End.



Néanmoins, la syntaxe de Pascal n'est pas retenue par d'autres langages. En effet, délimiter les blocs par "Begin" et "End" ne trouve pas d'autre utilité que dans le langage Delphi (que je considère comme Object Pascal, c'est à dire, Pascal). Apprendre un autre langage, tel que C, C++ et Java, nécessitera la reprise de la syntaxe et des mots clés à nouveau.

Nous avons tenté, durant une année universitaire, de commencer avec le langage C. Un choix qui peut être justifié par deux points essentiels :
  1. Le langage C est parmi les langages les plus utilisés et les mieux classés au monde. A mon avis, il le restera tant que les noyaux des systèmes, les pilotes et la programmation niveau bas reposent sur le langage C.
  2. La syntaxe du langage C est reprise par plusieurs autres langages. Si vous pouvez écrire la boucle "for" en C, alors vous pouvez l'écrire en C++, Java, C#, PHP, Perl, Ruby, Groovy et bien d'autres.
Le résultat était satisfaisant : les étudiants ont pu assimiler le langage vu qu'il n'ont pas connu un autre langage plus simple. C'est à peu près comme Linus Torvalds qui a commencer à développer en binaire pensant qu'il est le langage assembleur.

Néanmoins, l'effort fournis était bien supérieur. La tâche était fatigante à la fois pour les enseignant et les étudiants. Le passage n'était pas intuitif entre l'algorithmique et l'étudiant devait faire un effort supplémentaire et un temps additionnel, ainsi, les séances du TP devenaient de moins en moins productives, particulièrement lorsque nous abordions les pointeurs. Les messages d'erreur sont moins claires et plus difficiles à comprendre par les débutants. Sous Pascal, ce problème n'était pas posé vu qu'il s'arrête et affiche la première erreur rencontrée et ses messages sont plus compréhensibles. Pascal cache, aussi, l'étape de création des liens et le rassemblement des parties du code.

Ainsi, chaque option possède ses avantages et ses inconvénients. Heureusement, de nouveaux langages sont proposés chaque jour et la liste des options est devenue très riche.

A mon avis, le langage Java doit être le centre de la formation. Il partage quelques caractéristiques de simplicité avec Pascal et il reprend la syntaxe du langage C. Avec une API bien conçue et une convention du nommage très claire, il est possible à tout débutant de se lancer en Java et vite comprendre ses bases et qu'est ce qu'il faut faire. Il commence à trouver sa place dans l'enseignement de l'algorithmique dans plusieurs universités (Stanford, par exemple). A l'université de Jijel et à la région Est de l'Algérie, le programme de formation normalisé prévoit le module "Programmation Orientée Objet" qui repose entièrement sur le langage Java comme langage d'application. Les messages d'erreur sont très claires et les éditeurs disponibles facilitent leur repérage et leur correction (des éditeurs comme Eclipse et NetBeans vont jusqu'à la proposition de solution au développeur, ils signalent les erreurs pendant la saisie du programme et avant même d'entamer la compilation).



Malheureusement, ce choix n'est pas sans inconvénients. Le premier inconvénient, qui l'inconvénient majeur de Java, est l'obligation de respecter strictement les notions de la programmation Orientée Objet. C'est à dire que tout le code (toutes les fonctions) doivent faire partie d'une classe. Dans un contexte d'apprentissage, ce point peut être problématique pour l'étudiant parce qu'il écrit un code qu'il ne comprenne pas. En effet, il est très difficile d'expliquer la signification de "class" et de "static" si l'apprenant essaie d'apprendre le sens de "variable" et "bloc".

Le deuxième inconvénient est ce mélange entre type primitifs et classes. Les types de base "int", "long", "float", "double" et "boolean" (liste non-exhaustive) ne sont pas considérés comme des classes mais String est une classes. Cela peut créer une confusion qui dure, des fois, plusieurs semaines.

Pour remédier à ces inconvénients, Groovy peut être la solution. Groovy est un langage de la JVM (la machine virtuelle Java), c'est à dire, il compile son code vers un code Java qui repose sur la machine virtuelle pour son exécution. Il peut faire appel à des API Java comme il possède ses propres classes (compatibles avec Java) qui "corrige" les manque du langage Java et le rend plus "moderne" (si nous pouvons le dire).

Parmi les éléments du java, nous citons les deux suivantes :
1. Il n'est plus nécessaire de mettre tout le code dans une classe. Il est possible d'opter pour un code "script". Il est possible, aussi, d'utiliser la fonction "main()" tout cours (comme le font le C et le C++).


println "Hello World!"


2. Tous les types sont des Objets. Les types primitifs sont automatiquement enveloppé dans leurs "Wrapper"s. Ainsi, la déclaration d'un int implique la déclaration d'un Integer. Cela est fait en toute transparence.

Sous Groopy, les premiers exemples seront beaucoup plu faciles et nécessiteront mois d'explication. Il nous éviteront aussi cette "écrivez le code tel qu'il est, nous allons l'expliquer plus tard" sur la partie "class" et "public static void main()".


def a = 10;
println a.class



Groovy n'est pas le seul. Plusieurs autres langages JVM peuvent être utilisés comme un point de départ pour apprendre l'algorithmique avant de passer vers Java. D'ailleurs, des langages JVM sont conçus spécifiquement pour l'enseignement; Javascool en ai un exemple. Les comités pédagogiques doivent laisser les choix ouverts et profiter des différents langages disponibles.