Algorithmique et structure de données

1. Algorithmique et structure de données Par: Melle Najlae KORIKACHE

2. Syllabus du cours ... Objectif : • se familiariser avec les méthodes de résolution de problèmes avec l'outil informatique ; • apprendre les principes de l'algorithmique ; • acquérir un début de maîtrise des techniques et langages de programmation. Bibliographie : • Introduction a l'algorithmique, Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest et Cliord Stein, Dunod, Paris, 2004. • Algorithmique Application en C, Jean-Michel Lery, Pearson Education, 2005. • Algorithmique et programmation en Java, Vincent Granet, Dunod, Paris, 2000. • Débuter en programmation, Greg Perry, CampusPress, 2003.

3. Plan du cours • Introduction à l'algorithmique • Environnement algorithmique • Structure de données • Structures de contrôle • Structures itératives • Sous-programmes • Mode de passage de paramètres • Tableaux

4. Structure de donnéesA quoi servent les variables ? • Dans un programme informatique, on a, en permanence, besoin de stocker provisoirement des valeurs : • données issues du disque dur ; • données fournies par l’utilisateur (frappées au clavier) ; • résultats (intermédiaires ou définitifs) obtenus par le programme. • Pour stocker une valeur au cours d’un programme, on utilise une variable. Signification physique d’une variable • Dans la mémoire vive de l’ordinateur, physiquement, une variable correspond à un emplacement de mémoire, repéré par une adresse binaire.

5. Structure de donnéesLes types de variables En employant une image • Une variable est un récipient, que l’ordinateur va repérer par une étiquette (un nom). Pour avoir accès au contenu du récipient, il suffit de le désigner par son étiquette. Il existe plusieurs types de récipients ! • De la même manière, il existe plusieurs types de variables ...

6. Structure de donnéesLes types de variables Important • Lorsqu’on déclare une variable, il ne suffit pas de créer un récipient (réserver un emplacement mémoire). Il faut encore préciser ce que l’on voudra mettre dedans, car de cela dépendent la taille et la nature du récipient.

7. Structure de donnéesLes types de variables Les types de variables les plus courants en algorithmique: • Type numérique • Entier • Réel • Type alphanumérique • Chaine de caractères • Type booléen • Booléen

8. Structure de donnéesLes types de variables Type numérique : • Entier : • ensemble des entiers relatifs Z; • valeurs non décimales. • Réel : • ensemble des nombres réels IR; • valeurs décimales.

9. Structure de donnéesLes types de variables Exemple : Algorithme Algo Exemple Var : Prix HT : réel ; Nombre Mois : entier ; Début ... Prix HT := 245,550 ‘Affectation d’une valeur réelle Nombre Mois := 12 ‘Affectation d’une valeur entière ... Fin

10. Structure de donnéesLes types de variables Type alphanumérique : • Chaîne de caractères : • stocke des caractères : des lettres, des signes de ponctuation, des espaces, ou même des chiffres ; • le nombre maximal de caractères pouvant être stockés dans une seule variable chaîne de caractères dépend du langage utilisé ; • en pseudo-code (en algorithmique), une chaîne de caractères est toujours notée entre guillemets.

11. Structure de donnéesLes types de variables Exemple : Algorithme Algo_Exemple Var : Prix HT : réel ; Nombre Mois : entier ; Fournisseur : chaîne ; Début ... Prix HT := 245,550 ‘Affectation d’une valeur réelle Nombre Mois := 12 ‘Affectation d’une valeur entière Fournisseur := “Smith & Co” ‘Affectation d’une chaîne de caractère ... Fin

12. Structure de donnéesLes types de variables Type booléen : • Booléen : • stocke uniquement les valeurs logiques VRAI et FAUX; • le type booléen la présence ou l’absence d’un caractère.

13. Structure de donnéesLes types de variables Exemple : Algorithme Algo_Exemple Var : Fournisseur : chaîne ; Etranger : booléen ; Début ... Fournisseur := “Smith & Co” ‘Affectation d’une chaîne de caractères Etranger := VRAI ‘Affectation d’une valeur booléenne ... Fin

14. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Qu’est ce qu’on peut faire avec une variable ? Réponse • La seule chose qu’on peut faire avec une variable, c’est l’affecter, c’est-à-dire lui attribuer une valeur. • En reprenant l’image des récipients : La variable = Le récipient (Thermos du café)

15. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Qu’est ce qu’on peut faire avec une variable ? Réponse • La seule chose qu’on peut faire avec une variable, c’est l’affecter, c’est-à-dire lui attribuer une valeur. • En reprenant l’image des récipients : Convention • En pseudo-code, l’instruction d’affectation se note avec le signe := La variable = Le récipient (Thermos du café) La valeur de la variable = Le contenu du récipient (le café)

16. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Exemple : Toto := 24,5 • On attribue la valeur 24,5 à la variable Toto. • Cette affectation sous-entend que Toto est une variable de type réel ... • On ne peut pas affecter à Toto une variable de type alphanumérique ou booléen.

17. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Exemple : Toto := 24,5 • On attribue la valeur 24,5 à la variable Toto. • Cette affectation sous-entend que Toto est une variable de type réel ... • On ne peut pas affecter à Toto une variable de type alphanumérique ou booléen.

18. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Exemple : Toto := 24,5 • On attribue la valeur 24,5 à la variable Toto. • Cette affectation sous-entend que Toto est une variable de type réel ... • On ne peut pas affecter à Toto une variable de type alphanumérique ou booléen.

19. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Exemple : Toto := 24,5 • On attribue la valeur 24,5 à la variable Toto. • Cette affectation sous-entend que Toto est une variable de type réel ... • On ne peut pas affecter à Toto une variable de type alphanumérique ou booléen. On peut toujours verser dans une coupe du sirop, sauf que ce n’est pas logique !

20. Structure de donnéesL’instruction d’affectation • On peut affecter à une variable la valeur d’une autre variable. Exemple : Toto := 24,5 Tutu := Toto • La valeur de Tutu est maintenant celle de Toto. Tutu contient donc la valeur 24,5. • La valeur de Toton’est pas modifiée. Important • Une instruction d’affectation ne modifie que ce qui est situé à gauche de l’affectation :=

21. Structure de donnéesL’instruction d’affectation • On peut affecter à une variable le résultat d’une opération en fonction d’autres variables. Exemple 1 : Toto := 24,5 Tutu := Toto + 5,5 • La valeur de Tutu est maintenant égale à celle de Toto + 5,5. Tutu contient donc la valeur 30. • La valeur de Toton’est pas modifiée. Elle vaut toujours 24,5. Exemple 2 : Tutu := Tutu + 3 • Si Tutu valait 30, il vaut maintenant 33. • La valeur de Tutuest modifiée, puisque Tutu est la variable située à gauche de l’affectation.

22. Structure de donnéesL’instruction d’affectation Confusion possible entre le nom d’une variable et la valeur d’une variable! Début Riri := “Loulou” Fifi := “Riri” Fin • Fifi contient la suite de caractères R - i - r - i. • A la fin de l’algorithme, la variable Fifi est donc égale à “Riri”. Début Riri := “Loulou” Fifi := Riri Fin • Riri, étant dépourvu de guillemets, n’est pas considéré comme une suite de caractères, mais comme un nom de variable. • A la fin de l’algorithme, la variable Fifi est donc égale à “Loulou”.

23. Structure de donnéesL’instruction d’affectation L’ordre des instructions joueun rôle essentiel dans le résultat final ! Var : A : entier ; Début A := 34 A := 12 Fin • la fin de l’algorithme, la variable A est égale à 12. Var : A : entier ; Début A := 12 A := 34 Fin • A la fin de l’algorithme, la variable A est égale à 34.

24. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs Une instruction d’affectation doit respecter trois conditions: • À gauche de l’affectation, on doit trouver un nom de variable, et uniquement cela. Dans le cas contraire, il s’agit certainement d’une erreur ! • À droite de l’affectation, on doit trouver une expression ; • l’expression (située à droite de l’affectation) doit être du même type que la variable (située à gauche de l’affectation). Définition d’une expression • Une expression est un ensemble de valeurs, reliées par des opérateurs, et équivalent à une seule valeur.

25. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs Définition d’une expression • Une expression est un ensemble de valeurs, reliées par des opérateurs, et équivalent à une seule valeur. Exemple d’expressions de type numérique : A := 7 B := 5 + 4 C := 123 – 45 + 844 D := Toto – 12 + 5 – Riri

26. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs Définition d’un opérateur • Un opérateur est un signe qui relie deux valeurs, pour produire un résultat. • Les opérateurs possibles dépendent du type des valeurs qui sont en jeu : • Opérateurs numériques • Opérateur alphanumérique • Opérateurs logiques

27. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs • Opérateurs numériques : + : l’addition ; – : la soustraction ; * : la multiplication ; / : la division ; ^ : la puissance. • On peut utiliser les parenthèses. La multiplication et la division ont naturellement la priorité sur l’addition et la soustraction. • Les parenthèses ne sont ainsi utiles que pour modifier cette priorité naturelle. Exemple : A := 12 * 3 + 5 B := (12 * 3) + 5 ‘A et B valent 41 C := 12 * (3 + 5) ‘C vaut 12 * 8, soit 96

28. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs • Opérateur alphanumérique : • & : la concaténation. • Cet opérateur permet de concaténer (agglomérer) deux chaines de caractères. Exemple : A := “Buvons” B := “ un café” C := A & B ‘C vaut “Buvons un café”

29. Structure de donnéesLes expressions et les opérateurs • Opérateurs logiques : • ET : la conjonction ; • OU : la disjonction ; • NON : la négation. • À garder sous le coude pour le moment. Nous y reviendrons une autre fois !

30. Structure de donnéesLa lecture et l’écriture Algorithme Carre De Douze Var : A : entier ; Début A := 12 ^ 2 Fin • Pour calculer le carré d’un autre nombre que 12, il faut réécrire le programme. • L’utilisateur ne saura jamais le résultat. La machine le garde pour elle. • Il existe des instructions pour permettre à la machine de dialoguer avec l’utilisateur. • Instruction de lecture et instruction d’écriture.

31. Structure de donnéesLa lecture et l’écriture Instruction de lecture • Une instruction de lecture permet à l’utilisateur de rentrer des valeurs au clavier pour qu’elles soient utilisées par le programme. Exemple : pour que l’utilisateur entre une nouvelle valeur d’une variable Titi : Lire (“Donnez la valeur de Titi” ; Titi) Remarque • Dès que le programme rencontre une instruction Lire, l’exécution s’interrompt et attend la frappe d’une valeur au clavier.

32. Structure de donnéesLa lecture et l’écriture Instruction d’écriture • Une instruction d’écriture permet au programme de communiquer des valeurs à l’utilisateur en les affichant à l’écran. Exemple : Pour que le programme affiche à l’utilisateur la valeur d’une variable Toto : Ecrire (“La valeur de Toto est :” ; Toto)

33. Plan du cours • Introduction à l'algorithmique • Environnement algorithmique • Structure de données • Structures de contrôle • Structures itératives • Sous-programmes • Mode de passage de paramètres • Tableaux