Blog Kor51

Qasari: choix architecturaux

Pour la création du projet Qasari en C++, on paufine les outils et choix, même si on a déjà défini un premier cahier des exigences, c'est une ébauche (voué encore à modif). Il faut être clair sur les compétences nécessaires au projet. 90% du temps un projet échoue car il a été mal défini durant la phase d'exigence. Leçon d'ingénierie système, durant l'avant projet, on a mal choisis les fonctions, et le point de vue de l'architecture.

ça j'ai appris en ingénierie système, ce que je retiens essentiellement de mes cours. Un projet échoue de cette manière. Il faut pas hésiter à s'aider, en posant des question sur internet, faire de la recherche d'antécédent, et des bonnes pratiques, mais aussi une veille sur les technologies et méthodes moderne de développement qui ont fait leur preuve. C'est à dire les logiciels qui ont du succès avec les développeurs.

On récapitule et pose quelques questions à chatGPT pour mettre les choses au clair quand on fait de la gestion de projet en C++.

Tu vas m'aider un peu, je veux générer une architecture moderne de projet en C++. Qu'es-ce que je dois faire? Tel que l'aborescence, les outils pour gérer le projet, les librairies et la documentation

Pour créer une architecture moderne de projet en C++, voici les étapes clés à suivre, en incluant la structure du projet, les outils, les bibliothèques courantes, et la gestion de la documentation :

1. Structure du Projet (Arborescence)

Voici une structure de base que tu peux adapter selon les besoins de ton projet :

MyCppProject/
├── CMakeLists.txt            # Script de configuration pour CMake
├── include/                  # Headers (fichiers .h ou .hpp)
│   └── MyCppProject/
│       └── MyHeader.h        # Exemple de fichier header
├── src/                      # Code source (fichiers .cpp)
│   └── main.cpp              # Point d'entrée du programme
│   └── MySource.cpp          # Exemple de fichier source
├── tests/                    # Tests unitaires
│   └── CMakeLists.txt        # Script CMake pour les tests
│   └── test_main.cpp         # Exemple de fichier de test
├── third_party/              # Bibliothèques tierces (si nécessaire)
├── docs/                     # Documentation
│   └── README.md             # Documentation de base du projet
│   └── architecture.md       # Documentation détaillée de l'architecture
├── scripts/                  # Scripts utiles (bash, python, etc.)
├── .gitignore                # Fichiers à ignorer par Git
└── .clang-format             # Configuration de style pour Clang-Format

2. Outils pour Gérer le Projet

  • CMake : C'est l'outil standard pour gérer la configuration et la construction de projets C++.
  • Il facilite la gestion des dépendances et rend le projet plus portable.
  • Exemple de fichier CMakeLists.txt de base :
    cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
    project(MyCppProject)
    set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

    # Inclure les headers
    include_directories(include)

    # Ajouter le fichier source principal
    add_executable(MyCppProject src/main.cpp src/MySource.cpp)

    # Si vous utilisez une bibliothèque tierce
    # target_link_libraries(MyCppProject third_party_library)
  • Git : Pour la gestion de version, la collaboration et le suivi des modifications.
  • Clang-Format : Pour le formattage du code source et garantir un style de code cohérent.
  • Conan : Pour la gestion des dépendances de bibliothèques tierces. Conan permet d'installer et de gérer les versions des bibliothèques externes.

3. Bibliothèques Courantes

En fonction de tes besoins, voici quelques bibliothèques C++ populaires : - Boost : Une collection de bibliothèques offrant de nombreuses fonctionnalités (structures de données, algorithmes, threading, etc.). - Google Test (gtest) : Pour écrire des tests unitaires. - spdlog : Pour le logging, très performant et facile à utiliser. - fmt : Une alternative moderne à printf et std::cout pour la mise en forme de texte. - cereal : Pour la sérialisation (sauvegarde et chargement de données).

4. Documentation

  • README.md : La documentation de base sur GitHub pour décrire le projet, sa configuration, et son utilisation.
  • Doxygen : Pour générer la documentation directement à partir des commentaires dans le code source.
  • Il est utile pour les projets de plus grande taille ou si tu as besoin d'une documentation plus formelle pour tes classes et fonctions.
  • Exemple de commentaire pour Doxygen :
    /**
     * @brief Adds two integers.
     * @param a The first integer.
     * @param b The second integer.
     * @return The sum of a and b.
     */
    int add(int a, int b);
  • architecture.md : Pour une documentation plus détaillée des concepts architecturaux, la structure des modules, les diagrammes de classes, etc.

5. Gestion de la Qualité du Code

  • CPPLint : Pour l'analyse statique du code et le respect des conventions.
  • AddressSanitizer et Valgrind : Pour détecter les erreurs de mémoire et les fuites.
  • Profilage : Utilise gprof, perf, ou des outils comme Instruments sur macOS pour identifier les goulots d'étranglement.

Avec ces éléments, tu pourras structurer un projet C++ moderne et évolutif, tout en facilitant la collaboration avec d'autres développeurs.

quel compilateur est le plus moderne sous Linux?

Le compilateur C++ le plus moderne sous Linux est généralement l'un des suivants :

1. GCC (GNU Compiler Collection)

  • Version la plus récente : GCC 13.x (en 2024).
  • Caractéristiques :
    • Prise en charge des dernières versions de la norme C++ (y compris C++20 et en partie C++23).
    • Grande communauté et stabilité.
    • Optimisation efficace pour une large gamme de processeurs.
  • Commandes d'installation :

Sur Debian/Ubuntu :

       sudo apt-get update
       sudo apt-get install g++

Sur Fedora :

       sudo dnf install gcc-c++

2. Clang/LLVM

  • Version la plus récente : Clang 17.x (en 2024).
  • Caractéristiques :
    • Produit par le projet LLVM, qui met l'accent sur la modularité et les performances de compilation.
    • Souvent plus rapide que GCC pour la compilation et génère des messages d'erreur plus clairs.
    • Supporte également les dernières versions de la norme C++ (C++20 et C++23).
    • Excellente intégration avec des outils comme Clang-Tidy et Clang-Format pour l'analyse et le formattage de code.
  • Commandes d'installation :

Sur Debian/Ubuntu :

       sudo apt-get update
       sudo apt-get install clang

Sur Fedora :

       sudo dnf install clang

Comparaison entre GCC et Clang

  • Clang est souvent préféré pour son intégration dans les environnements de développement (IDE) et ses messages d'erreur plus lisibles, ce qui facilite le développement.
  • GCC est un choix solide pour la compilation de projets de grande taille avec de nombreuses optimisations et une compatibilité étendue.
  • Les deux sont très performants et largement compatibles avec les normes C++ récentes, donc le choix peut dépendre de préférences personnelles ou des exigences spécifiques du projet.

En général, utiliser Clang est un bon choix si tu cherches à profiter des dernières innovations et d'une meilleure expérience de développement, tandis que GCC reste un standard robuste pour des compilations stables et optimisées.

dans architecture.md quel type de diagramme? Et outil pour les générer? de l'UML?

Dans le fichier architecture.md, tu peux inclure plusieurs types de diagrammes pour documenter l'architecture de ton projet C++. Les diagrammes UML (Unified Modeling Language) sont très utiles pour représenter différentes dimensions de la conception logicielle. Voici quelques types de diagrammes UML pertinents pour un projet C++ et les outils recommandés pour les générer :

Types de Diagrammes UML à Inclure

  1. Diagramme de Classes :

    • Représente les classes, leurs attributs, méthodes et les relations entre elles (héritage, association, composition).
    • C'est l'un des diagrammes les plus utiles pour décrire la structure de ton code C++.
    • Exemple : Représentation des relations entre tes classes MyHeader.h et MySource.cpp.

  2. Diagramme de Séquence :

    • Représente l'interaction entre les objets au fil du temps.
    • Utile pour décrire le flux d'exécution d'une fonctionnalité ou d'un scénario spécifique.
    • Exemple : Représenter comment un objet appelle des méthodes sur un autre pour une tâche donnée.

  3. Diagramme de Composants :

    • Montre les différents modules et bibliothèques de ton projet, ainsi que leurs dépendances.
    • Utile pour visualiser la façon dont les différents modules (comme third_party ou src) s'articulent dans ton projet.

  4. Diagramme de Déploiement :

    • Décrit la manière dont ton application est déployée sur l'infrastructure, y compris les interactions entre les composants logiciels et matériels.
    • Exemple : Si tu as une application C++ qui interagit avec une base de données ou un service web.

Outils pour Générer les Diagrammes UML

  1. PlantUML :
    • Un outil très populaire pour générer des diagrammes UML en utilisant du texte pour décrire les diagrammes.
    • Il est léger et peut être intégré à des éditeurs comme Visual Studio Code avec une extension.
    • Exemple de diagramme de classe avec PlantUML :
     @startuml
     class MyClass {
       + int myAttribute
       + void myMethod()
     }

     class AnotherClass {
       + void anotherMethod()
     }

     MyClass --|> AnotherClass
     @enduml

- Pour générer le diagramme, tu peux utiliser l'extension PlantUML pour VSCode ou un outil en ligne.

  1. StarUML :

    • Application de bureau qui permet de créer des diagrammes UML visuellement.
    • Plus adapté pour des projets où tu veux voir les diagrammes visuellement avant de les exporter.
    • Supporte une grande variété de diagrammes UML (classes, séquence, etc.).

  2. Draw.io (diagrams.net) :

    • Outil de diagrammes en ligne qui permet de créer des diagrammes UML sans installation.
    • Idéal pour des besoins rapides et sans configurer un environnement complet.
    • Tu peux l'utiliser pour créer et exporter des diagrammes de classes, de séquences, de composants, etc.

  3. Visual Paradigm Community Edition :

    • Une version gratuite pour l'usage personnel ou éducatif.
    • Permet de créer des diagrammes UML de manière visuelle et offre une interface conviviale.
    • Il est plus complet et puissant pour des projets plus importants.

Quelle Option Choisir ?

  • PlantUML est recommandé si tu préfères une solution légère et textuelle qui peut être versionnée facilement dans un dépôt Git.
  • StarUML ou Draw.io sont plus intuitifs si tu préfères un éditeur visuel.
  • Pour un projet nécessitant plusieurs types de diagrammes ou un niveau de détail important, Visual Paradigm peut être un bon choix.

En résumé, pour la documentation d’un projet C++, les diagrammes de classes et de composants sont souvent les plus utiles, et un outil comme PlantUML ou StarUML est une bonne option pour les générer.

starUML est gratuit et open source?

StarUML n'est pas entièrement gratuit ni open-source. C'est un logiciel propriétaire, mais il propose une version d'essai pour découvrir ses fonctionnalités avant d'acheter une licence.

Détails sur StarUML :

  • Licence : StarUML est un logiciel commercial. Après la période d'essai, il nécessite l'achat d'une licence pour une utilisation continue.
  • Coût : La licence individuelle coûte environ 100 $ (mais les prix peuvent varier légèrement en fonction de la région et des promotions).
  • Caractéristiques :
  • Prise en charge de nombreux types de diagrammes UML (classes, séquence, cas d'utilisation, etc.).
  • Interface conviviale et facile à utiliser.
  • Compatible avec les systèmes Windows, macOS, et Linux.
  • Génération automatique de code à partir de diagrammes UML et vice versa.
  • Exportation des diagrammes sous divers formats (PDF, PNG, etc.).

Alternatives Gratuites et Open-Source

Si tu cherches une alternative gratuite et open-source, voici quelques options intéressantes :

  1. PlantUML (Text-based)

    • Licence : Open-source.
    • Avantages : Léger, utilisable via des fichiers texte, facile à intégrer dans des outils comme Visual Studio Code.
    • Idéal pour : Ceux qui préfèrent écrire les diagrammes en texte et les versionner avec le code source.
    • URL : https://plantuml.com/

  2. Draw.io (diagrams.net)

    • Licence : Open-source.
    • Avantages : Outil graphique en ligne (et version de bureau) pour créer des diagrammes, y compris des diagrammes UML.
    • Idéal pour : Ceux qui préfèrent une interface graphique sans coût supplémentaire.
    • URL : https://app.diagrams.net/

  3. Modelio

    • Licence : Open-source (pour la version communautaire).
    • Avantages : Plus proche de StarUML en termes de fonctionnalités et de support des standards UML.
    • Idéal pour : Ceux qui cherchent un outil complet pour la modélisation UML.
    • URL : https://www.modelio.org/

  4. Umbrello UML Modeller

    • Licence : Open-source (partie du projet KDE).
    • Avantages : Application native sous Linux pour la création de diagrammes UML.
    • Idéal pour : Les utilisateurs de Linux qui préfèrent une application native.
    • URL : https://umbrello.kde.org/

StarUML est un bon choix pour ceux qui souhaitent investir dans un outil puissant et convivial, mais si tu préfères des options sans coût ou open-source, les alternatives ci-dessus pourraient mieux correspondre à tes besoins.

es-ce que je peux integrer du sysML dans mon projet?

Oui, il est tout à fait possible d'intégrer du SysML (Systems Modeling Language) dans ton projet, surtout si tu as besoin de modéliser des systèmes complexes qui vont au-delà de la simple conception logicielle. Le SysML est une extension de l'UML (Unified Modeling Language) qui est spécifiquement conçue pour la modélisation de systèmes dans des domaines variés tels que l’ingénierie, les systèmes embarqués, et les systèmes physiques et logiciels combinés.

Pourquoi Utiliser le SysML ?

Le SysML est particulièrement adapté aux projets où tu dois modéliser des aspects comme : - Les exigences fonctionnelles et non fonctionnelles de ton système. - La modélisation des comportements (flux d'événements, scénarios) et des interactions entre les composants. - La structure du système, y compris la décomposition des composants physiques et logiques. - Les relations entre le logiciel et le matériel, si ton projet implique un matériel spécifique (ex. des systèmes embarqués).

Types de Diagrammes SysML Pertinents

SysML propose plusieurs types de diagrammes qui complètent ceux de l'UML, dont certains peuvent être particulièrement utiles pour ton projet :

  1. Diagrammes de Blocs (Block Definition Diagrams - BDD) :

    • Similaire au diagramme de classes UML mais adapté pour représenter les composants matériels et logiciels.
    • Utilité : Représenter les relations entre différents modules C++ et leurs interactions avec le matériel, si nécessaire.

  2. Diagrammes de Composition Interne (Internal Block Diagrams - IBD) :

    • Montre comment les composants interagissent à l'intérieur d'un bloc, y compris les flux de données et les connexions entre les sous-composants.
    • Utilité : Visualiser les flux de données entre tes modules logiciels.

  3. Diagrammes de Cas d'Utilisation (Use Case Diagrams) :

    • Similaires à ceux de l'UML, mais adaptés pour définir les exigences et les interactions utilisateur avec le système.
    • Utilité : Représenter les interactions des utilisateurs avec ton système C++.

  4. Diagrammes de Séquence SysML :

    • Comme les diagrammes de séquence UML, ils permettent de modéliser l'interaction entre les composants, mais en tenant compte des aspects matériels et logiciels.
    • Utilité : Pour des scénarios où le timing et les interactions entre différents éléments matériels et logiciels doivent être détaillés.

  5. Diagrammes de Paramétrisation :

    • Permettent de modéliser des contraintes mathématiques et des relations entre les différentes parties d'un système.
    • Utilité : Pour des systèmes qui nécessitent des calculs complexes de ressources ou d'optimisations.

Intégration du SysML dans le Développement Logiciel C++

  • Documentation de l’Architecture : Utiliser le SysML pour documenter les interactions entre les composants logiciels et matériels, et pour définir les exigences du système.
  • Conception Système : Utiliser les diagrammes de blocs pour représenter la structure globale de ton projet et la répartition entre les modules C++.
  • Spécification des Exigences : Utiliser les diagrammes de cas d’utilisation pour formaliser les besoins fonctionnels et non fonctionnels.

Outils pour le SysML

Certains outils prennent en charge à la fois UML et SysML, ce qui peut faciliter la transition entre les deux langages de modélisation :

  1. Enterprise Architect (de Sparx Systems)

    • Licence : Payante.
    • Caractéristiques : Supporte l'UML et le SysML, ainsi que la génération de code et de documentation.
    • Idéal pour : Les projets où la modélisation est au cœur du processus de développement.

  2. Modelio :

    • Licence : Gratuit (version communautaire) et open-source.
    • Caractéristiques : Supporte le SysML via un module additionnel.
    • Idéal pour : Ceux qui cherchent une solution open-source avec une interface graphique.

  3. Papyrus :

    • Licence : Open-source (basé sur Eclipse).
    • Caractéristiques : Supporte l'UML et le SysML, et est très modulaire.
    • Idéal pour : Les développeurs qui préfèrent travailler dans un environnement Eclipse et qui souhaitent une solution extensible.

  4. Draw.io (diagrams.net) :

    • Bien qu'il soit principalement utilisé pour des diagrammes UML, il peut être utilisé pour créer des diagrammes de type SysML de manière graphique.

  5. PlantUML avec SysML :

    • PlantUML prend en charge certains aspects du SysML et peut être une solution textuelle pour créer des diagrammes SysML simples.

Conclusion

Intégrer le SysML dans ton projet est une bonne idée si tu as besoin de modéliser des systèmes complexes ou des interactions entre différents sous-systèmes matériels et logiciels. Avec les bons outils, tu pourras créer une documentation claire qui facilitera le développement, la communication avec les parties prenantes, et la maintenance de ton projet.

Comment faire une conception logicielle modulaire comme Vim ou LLVM? La gestion du code

Faire une conception logicielle modulaire comme Vim ou LLVM implique plusieurs principes et pratiques pour organiser ton code en composants indépendants mais interconnectés, afin de maximiser la réutilisabilité, la maintenabilité, et l’évolutivité de ton logiciel. Voici une approche pour concevoir une architecture modulaire, en s'inspirant des projets comme Vim et LLVM :

Principes de la Conception Modulaire

  1. Séparation des responsabilités (Single Responsibility Principle - SRP)

    • Chaque module doit avoir une responsabilité bien définie. Par exemple, dans LLVM, chaque composant (comme le parser, le générateur de code, l'optimiseur) se concentre sur une tâche spécifique.
    • Application : Découpe ton logiciel en plusieurs modules qui gèrent des aspects distincts (par ex. gestion des fichiers, interface utilisateur, gestion des plugins, etc.).

  2. Encapsulation et Abstraction

    • Chaque module doit cacher son implémentation interne derrière une interface publique claire. Cela réduit la dépendance entre les modules.
    • Application : Crée des classes ou fonctions qui exposent des interfaces simples, tout en gardant les détails de leur fonctionnement cachés. Par exemple, dans LLVM, chaque phase de compilation a une API standardisée, mais son implémentation est encapsulée.

  3. Modularité et Plug-in Architecture

    • Les projets comme Vim et LLVM sont extensibles grâce à une architecture de plug-ins ou de composants dynamiquement chargeables.
    • Application : Crée une infrastructure qui permet de charger et décharger des modules à la demande. Par exemple, utilise des bibliothèques dynamiques (.so sous Linux, .dll sous Windows) pour les extensions.

  4. Couplage Faible et Cohésion Forte

    • Les modules doivent interagir de manière lâche, c’est-à-dire qu’ils ne doivent pas trop dépendre les uns des autres. Mais à l’intérieur de chaque module, les classes et fonctions doivent être fortement cohésives.
    • Application : Utilise des interfaces ou des classes abstraites pour définir les interactions entre les modules. Par exemple, dans LLVM, les backends pour les différentes architectures utilisent une interface commune pour interagir avec le front-end.

Gestion du Code : Structure de Répertoire

Voici une structure de répertoire typique pour un projet modulaire en C++ :

/my_project/
|-- CMakeLists.txt             # Gestionnaire de build (par exemple CMake)
|-- include/                   # Headers publics de chaque module
|   |-- my_project/
|       |-- module1/
|       |   |-- Module1.h
|       |-- module2/
|           |-- Module2.h
|
|-- src/                       # Implémentations des modules
|   |-- module1/
|   |   |-- Module1.cpp
|   |-- module2/
|       |-- Module2.cpp
|
|-- lib/                       # Code pour les bibliothèques partagées ou statiques
|-- plugins/                   # Plug-ins chargeables dynamiquement
|-- tests/                     # Tests unitaires pour chaque module
|-- docs/                      # Documentation
|-- tools/                     # Outils annexes, scripts de build, etc.

Outils pour la Gestion de Projet

  1. CMake : Pour la gestion du build et la compilation.
    • Permet de gérer des projets multi-modules avec des configurations séparées.
    • Facilite la compilation conditionnelle de modules (optionnels) et l’intégration de plug-ins.
    • Exemple de CMakeLists.txt pour un projet modulaire :
     cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
     project(my_project)

     # Modules
     add_library(module1 src/module1/Module1.cpp)
     target_include_directories(module1 PUBLIC include)

     add_library(module2 src/module2/Module2.cpp)
     target_include_directories(module2 PUBLIC include)

     # Exemple de plug-in
     add_library(plugin1 SHARED plugins/plugin1.cpp)
     target_include_directories(plugin1 PUBLIC include)

  1. Gestion des dépendances avec Conan ou Vcpkg

    • Utilise Conan ou Vcpkg pour gérer les dépendances externes de ton projet. Cela simplifie l'intégration de bibliothèques tierces tout en gardant chaque module autonome.

  2. Tests Unitaires avec Google Test :

    • Crée des tests pour chaque module pour garantir qu’ils fonctionnent indépendamment.
    • Structure tes tests de manière à ce qu'ils puissent tester les interactions entre modules.

Conception Modulaire Pratique (Exemples)

  1. Gestion des Plugins (comme Vim) :
    • Utilise un système de chargement dynamique (dlopen/dlsym sous Linux, LoadLibrary sous Windows) pour charger des plugins à partir de fichiers .so ou .dll.
    • Crée une interface commune que chaque plugin doit implémenter :
     // IPlugin.h
     class IPlugin {
     public:
         virtual void initialize() = 0;
         virtual void execute() = 0;
         virtual ~IPlugin() {}
     };
  1. Création d’un Backend pour le Projet (comme LLVM)
    • Dans LLVM, chaque backend implémente une interface commune pour le code généré.
    • Applique ce concept à ton projet en créant une interface pour les différents "modules" de traitement :
     // Backend.h
     class Backend {
     public:
         virtual void process() = 0;
         virtual ~Backend() {}
     };

     // BackendA.cpp
     class BackendA : public Backend {
     public:
         void process() override {
             // Implémentation spécifique pour le backend A
         }
     };
  1. Intercommunication entre Modules (comme LLVM Passes)
    • Dans LLVM, les passes de compilation sont organisées de manière à pouvoir être exécutées séquentiellement ou en parallèle.
    • Implémente un système similaire où chaque module peut être configuré pour interagir avec d’autres :
     // ModulePipeline.h
     class ModulePipeline {
     public:
         void addModule(std::shared_ptr<Module> module) {
             modules.push_back(module);
         }

         void run() {
             for (auto& module : modules) {
                 module->execute();
             }
         }

     private:
         std::vector<std::shared_ptr<Module>> modules;
     };

Documentation et Suivi de la Conception

  1. Documentation interne avec Doxygen : Pour générer de la documentation à partir des commentaires de ton code.
  2. Architecture globale avec des diagrammes UML et SysML : Pour visualiser les interactions entre les différents modules.
  3. README et Wiki Git : Pour décrire le fonctionnement des différents modules et leur interaction.

Conclusion

Pour une conception modulaire, il est important de concevoir chaque module de manière indépendante, de définir des interfaces claires, et de limiter les dépendances entre les modules. L’utilisation de plugins permet de rendre ton projet extensible sans avoir à le recompiler entièrement. Inspiré de Vim et LLVM, cette approche te permettra de maintenir un code flexible, évolutif et adapté à de nombreux cas d’utilisation.