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Algorithmique
et programmation9782340-032002_001_360.indd 7 1
CHAPITRE
ALGORITHMIQUEET PROGRAMMA TION
sont géréspar desalgor ithmeset l'avenir semblealler toutdroitversle"toutalgo- rithme".Les voitur esautonomes,lestéléphones, destablettes,des objetsconnectés , les moteursde recher chessontdesoutilsquiv onttrès certainement devenir incon- tournables.Lesmétiers dedemain devraient aussidev enirdes métiersdeprogr am- meur.I lestdoncimpor tantde sefor mertrèstôtà lapr ogrammation. 1
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OURS COURS
1.Initiationà l" algorithmique
DéPnition 1- Un algorithme
Unalgor ithme
blème donné.
Exemples
•Dansla viecour ante: unerecettede cuisine, unmode d"emploipour construir eun meuble,un trajet surunecarte routièr e, unenoticed"utilisation, etc. rithmed " Euclide), résoudreuneéquation parappr ochede lasolution, calculerune longueur,calculer uneimage ,déter mineràpartir dequelmomentune expression algébriquedépasse unev aleur, etc.
Utilités
Les algorithmespeuvent permettred "eaectuerdestâchesrépétéesmais également de résoudredespr oblèmesplus facilement"qu"àla main".T ousles objetsdelavie modernesont géréspar desalgor ithmes. Lesor dinateurs,leslogiciels,I nternet, les moteurs der echerches,lescalculatrices,les téléphonespor tables,lesobjetsconnec- tés,etc .Ilest doncimportantd "appr endre àlescomprendr eetàlesconstruire. Unalgor ithmedoitêtre compréhensiblepour toutlemonde. Il estensuite traduit dans unpr ogrammedansunlangageinfor matiqueaPn qu"une machinepuisse l"exécutersimplementet avec ercacité.
Définition 2- Un programme
Unpr ogramme
est latr aductiond"unalgor ithmedansunlangage adaptéàla machine utilisée. Les langagesles pluscour antssont Python,C,C++,J ava, Php ,P ascal,Lisp . Cechapitr en"abor deraquelelangagePythoncommeilestconseillé dansles pro- grammesdu lycée .Pourtraduire unalgorithmeen langagePython,onutiliseral "an- nexe dece livre quidonnelespr incipalesinstr uctionsen Python.I lestfortement conseillé delir ecetteannexedès maintenantpour pouvoir traduir eles algorithmes en langagePython leplus vitepossible . la partiePython,il fautr apidementtr availler cechapitreet vousfamiliariseravec ce langage. -2-
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Propriété1-S tructur ed 'unalgorithme
?Unalgor ithmeseprésentesouv entsous lafor mesuivante:
Nomde l' algorithme
Déclarationdes var iables
Listes,nomsetdescriptiondesva-
riablesque l" onvautiliserdans l"algorithme.
Initialisation
Sibesoin,lorsquel"ondoitdonner
une valeurinitialeà unev ariable .
Traitement
Liste desinstr uctionspourré-
pondreau problème .
Sortie
APchage du(ou des)résultat(s)
attendu(s).
Exemple
L"instruction
qui senomme a.
Algorithme1
Déclaration desv ariables
X,Y: desnombr esréels.
Initialisation
Saisirla valeur deX.
Traitement
Y←X-2
Y←Y×Y
Y←3×Y
Y←4-Y
Sortie
Afficher lav aleurdeY.
L"algorithme1permetde calculerl "imaged "unréelxpar lafonction f:x?→4-3(x-2) 2 L"instructionY←X-2signifie quela var iableYprendla valeur delavar iableX-2.
L"algorithmepeutêtre traduit decettefaçon:
X→X-2→(X-2)
2 →3(X-2) 2 →4-3(X-2) 2
ProgrammePython
une instructionmaisqui ner entrer apas encomptedansl"exécutiondupr ogramme . -3-
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fiff
2frommathimport*
3x=float(input("Donnerlavaleurdex:"))
4Resultat=x-2
5Resultat=Resultat**2
6Resultat=3*Resultat
7Resultat=4-Resultat
8print(Resultat)
Maison peutaussi lefair een définissantune fonction.
Unefonction enPython estde lafor me:
1defNomFonction(listedesVariables):
3returnResultat
Parexemple pourécr ire
f(x)=3x 2 +5x-1en Pythonon écrit :
1frommathimport*
2deff(x):
3ImageDeX=3*x**2+5*x-1
4returnImageDeX
Traductiondel "exemple précédentenfonctionPython:
1frommathimport*
2defFonction01(x):
3#defpermetdedéfinirunefonction
4#avecsonnometsesvariables.
5#Les:permettentauprogrammede
6#définirledébutdelafonction
8Resultat=x-2
9Resultat=Resultat**2
10Resultat=3*Resultat
11Resultat=4-Resultat
12returnResultat
2.Testset boucles
Les tests
Pourrésoudr ecertainspr oblèmesilestimpor tant,danscertains cas, defair edes tests poursav oirsil" ondoit effectueruneinstructionoupas .P arexemple ,si ondoit calculer uninv erse,ilfauttestersi lenombr eest différent de
0ou pas.Si onveut
calculer lar acinecarréed"un réel,il fauttestersile nombre estpositif oupas .S ion veutsav oirsiunnombr eest pair, ilfauttestersi ler esteparladivision euclidienne par
2est nulou pas, etc.
-4-
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Définition 3- Instr uctionconditionnelle
Effectueruntest,revientàécrireune instructionconditionnelle .L"instruction conditionnelle effectuedes instructions àconditionqu"un testsoit validé. Dansun algorithme ,oncodel"instruction conditionnellede lafaçon suivante:
Sicondition validée
Alors instruction01 instruction02 instruction03 Sinon instruction04 instruction05 instruction06
Findu si
Exemple
Algorithme2 Ecartentre entiers
Déclaration desv ariablesX,Y, Ecart:desnombr es entiers
InitialisationSaisirla valeur deX
Saisirla valeur deY
Traitement
AlorsEcart←Y-X
SinonEcart←X-Y
Findu Si
SortieAfficher lav aleur"Ecart".
ProgrammePython
1x=float(input("Donnerlavaleurdex:"))
2y=float(input("Donnerlavaleurdey:"))
3ifx<=y:
4Ecart=y-x
5else:
6Ecart=x-y
7print(Ecart)
Maison peutaussi lefair een définissantune fonction
1defEcart(x,y):
2ifx<=y:
3returny-x
4else:
5returnx-y
-5-
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fi
Les boucles
DéPnition 4- Boucle itérative
Lorsque l"ondoitrépéterune instruction unnombr ede foisconnuàl "av ance, on utiliseune boucleitérativ e Dansun algorithme ,uneboucleitérative estcodée dela façonsuivante: Pourvariableallantde la valeurDébutà lav aleurF in Faire instruction01 instruction02 instruction03
Findu Pour
La variableutiliséedansla boucle"P our"est appeléeun "compteur"et àchaque étape sav aleurestautomatiquementaugmentée de 1.
Exemple
Algorithme3 Sommedes 100pr emiers
entiers
Déclaration desv ariables
S,I: desnombr esentiers.
Initialisation
S←0
Traitement
PourI allantde 1à100Faire
S←S+I
Findu Pour
Sortie
Afficher lav aleurdeS.
ProgrammePython
1frommathimport*
2Somme=0
3foriinrange(1,101):
4#DansuneboucleforenPython
5#ilfautfairevarierlecompteur
6#àunrangdeplusquelavaleurvoulue.
7#Pourivariantde1à100setraduitpar
8#foriinrange(1,101)
9Somme=Somme+i
10print(Somme)
-6-
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Maison peutaussi lefair een définissantune fonction
1frommathimport*
2defSomme():
3S=0
4foriinrange(1,101):
5S=S+i
6returnS
Définition 5- Boucle conditionnelle
on utiliseune boucleconditionnelle . Laboucle estrépétée tantque lacondi- tion indiquéeest vérifiée . Dansun algorithme uneboucleconditionnelleest codéede lafaçon suivante :
Tantque condition vériPée
Faire instruction01 instruction02 instruction03
Findu Tant que
il fautfair eattentionàbien l"initialiser età l"incrémenter àl"intérieur dela boucle.
Exemple
Algorithme4 Sommedes 100pr emiers
entiers
Déclaration desv ariables
S,I: desnombr esentiers.
Initialisation
S←0
I←0
Traitement
S←S+I
I←I+1
Findu Tant que
Sortie
Afficher lav aleurdeS.
ProgrammePython
1frommathimport*
2Somme=0
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