Algorithmique: Chapitre sur le pseudo-code

Voici les notes d'étude du document fourni :

• Ce document est un cours d'algorithmique pour les étudiants de deuxième année des classes préparatoires intégrées, année académique 2022/2023.
• Les professeurs sont Pr. Bahassine Said, Pr. Chergui Adil et Pr.Azmi Mohamed.
• Le premier chapitre porte sur le pseudo-code.

Définitions

• Un énoncé de problème est analysé et compris avant de proposer une résolution.
• Un algorithme est une méthode de résolution d'un problème.
• Un programme est un algorithme codifié.
• Le programme est interprété, puis exécuté par l'ordinateur
• Le pseudo-code est un langage conçu pour exprimer clairement et formellement un algorithme.
• Un pseudo-code est similaire aux langages de programmation comme Java, C ou C++, mais n'est pas identique.
• Écrire un algorithme nécessite d'analyser et de comprendre le problème, en étudiant les données d'entrée et les résultats attendus.
• La résolution de problèmes consiste à trouver les structures de données appropriées et à ordonner logiquement les actions.

Règles du Pseudo-Code

• Il n'existe pas de norme officielle, donc pas de syntaxe "mauvaise".
• L'objectif est que les notations adoptées soient faciles à comprendre et à adapter aux futurs langages étudiés.
• Les contraintes régissant l'écriture algorithmique incluent le niveau d'abstraction du langage cible, les opérations élémentaires, la similarité avec les langages naturels et la recherche d'universalisation.

Caractéristiques d'un Algorithme

• L'algorithme doit être évaluer en fonction de son temps d'exécution, de sa complexité et du nombre de calculs
• La plupart des algorithmes nécessitent une organisation optimisée des données et des ressources.
• L'algorithme doit être clair et compréhensible, avec des instructions claires, un accompagnement de commentaires et un choix significatif des noms de variables.
• Utiliser une écriture modulaire par décomposition de tâches rend certaines parties réutilisables dans d'autres contextes.

Mise en Forme

• Un algorithme doit porter un nom significatif et concis.
• La déclaration des variables pour stocker les données doit intervenir juste après le nom de l'algorithme.
• Les mots-clés doivent être écrits en majuscules.
• Les instructions qui résolvent le problème doivent être mises entre DEBUT et FIN.

Variables : Définition et Déclaration

• Une variable est définie par un identificateur (suite de caractères), un type (Booléen, numérique, caractère, chaîne de caractères), et une valeur (le contenu de l'objet).
• Pour déclarer une variable on utilise : <id1> : TYPE
• Pour déclarer plusieurs variables de même type : <id2>,<id3>… : TYPE

Variables : Types

• Les types de variables incluent ENTIER (ex: 14, -138), REEL (ex: 3.14, 126.45), BOOLEEN (Vrai/Faux ou True/False), CARACTERE (ex : 'a', 'H'), et CHAINE (ex: "Bonjour").

Variables : Identificateurs

• Un identificateur est un nom donné à une variable par le programmeur.
• Il doit être composé des 26 lettres de l'alphabet latin, des chiffres et du caractère underscore, sans accents, ponctuation ni espaces.
• Un identificateur ne doit pas commencer par un chiffre.
• Deux variables ne peuvent pas avoir le même identificateur.
• Certains noms sont réservés par les compilateurs.
• Un identificateur doit immédiatement indiquer à quoi sert la variable et quel sens donner à sa valeur.

Affectation

• L'affectation consiste à attribuer une valeur à une variable lors de l'exécution.
• En algorithmique, l'opérateur d'affectation est ←.
• L'affectation s'effectue de droite à gauche : la valeur de l'expression à droite est stockée dans la variable à gauche.

Lecture et Affichage

• Les méthodes LIRE et AFFICHER permettent de gérer les entrées (lecture depuis le clavier) et les sorties (affichage à l'écran) d'un algorithme.
• LIRE(variable) permet de récupérer une valeur saisie au clavier et de la stocker dans la variable.
• AFFICHER(message ou variable) permet d'afficher un message ou la valeur d'une variable à l'écran.

Commentaires

• Les commentaires servent à donner des explications dans le pseudo-code et sont délimités par /* et */.
• Un commentaire n'affecte pas les instructions de l'algorithme.

Opérations Élémentaires

• Ce sont les opérations de base exécutables via un langage de programmation.
• Elles sont classées en fonction du niveau d'abstraction d'un langage de programmation.
• Opérations élémentaires sont très basiques, comme l'addition ou l'affectation et d'autres pouvant être évoluer.
• Les langages de haut niveau ont des fonctionnalités très évoluées.

Opérations Arithmétiques

• Les opérateurs arithmétiques incluent l'addition a+b, la soustraction a-b, le produit a*b, la division a/b et le modulo a%b.
• La division par zéro a/b et le modulo par zéro génèrent une valeur indéfinie.
• L'opération modulo calcule le reste de la division de a par b, par exemple 17%5=2.

Opérations Relationnelles

• Les opérateurs relationnels expriment des comparaisons entre deux expressions, comme < (inférieur strictement), > (supérieur strictement), <= (inférieur ou égal), >= (supérieur ou égal), = (égal) et != (différent de).
• Ces opérations évaluent des conditions.

Opérations Logiques

• Les opérateurs logiques permettent d'exprimer des conditions composées de plusieurs opérateurs relationnels.
• Les opérateurs logiques incluent ET, OUet NON.

Priorité des Opérations

• Il existe une priorité entre les opérateurs :

  • NON est l'opérateur le plus prioritaire, suivi par *et %, puis + et -, ensuite =, #, > et <, OU et ET, avec l'affectation ← comme le moins prioritaire.

• Si nous voulons forcer l'ordinateur on encadre le terme en question par des parenthèses.

Exécution conditionnelle : SI-ALORS

• L'exécution conditionnelle permet d'exécuter différentes actions selon une condition.
• Syntaxe :
  • SI (condition) ALORS instructions FINSI

Exécution Conditionnelle : SI-ALORS-SINON

• Syntaxe :
  • SI (condition) ALORS instructions 1 SINON instructions 2 FINSI.
  • Si la condition est vraie, les instructions 1 sont exécutées, sinon les instruction 2 sont exécutées

Conditions Imbriquées

• Une structure conditionnelle peut contenir plusieurs situations imbriquées,

Instruction SELON - CAS

• Syntaxe :
  • SELON variable
  • CAS valeur 1 : instructions CAS valeur 2 : instructions CAS valeur 3 : instructions ... SINON : instructions FINSELON.
  • La structure SELON-CAS est adaptée pour les problèmes consistant en une liste de choix.

Exécution répétitive : BOUCLE POUR

• La boucle POUR répète un bloc d'instructions un nombre de fois déterminé.
• Syntaxe : POUR (ide initial, condition sur ide, changement de ide) instructions FINPOUR.

Exécution Répétitive : BOUCLE TANTQUE

• Syntaxe : TANTQUE (condition) instructions FINTO. La condition est testée,si la condition est vraie, l'instruction ou les instructions 2 du bloc sont exécutées sinon elles ne sont pas exécutées.

BOUCLE faire - tant que

• Syntaxe :
  • FAIRE instructions 2 TANTQUE (condition) la structure test la condition de répétition à la fin des instructions.
• Pour comprendre le fonctionnement d'un algorithme, il est utile de faire une simulation d'exécution et de suivre les changements des variables étape par étape.

Tableaux : Problèmes et Définitions

• Les tableaux permettent de manipuler de nombreuses variables de même nature de manière compacte.
• Un tableau rassemble toutes ces variables en une seule et chaque valeur est désignée par un numéro.

Tableaux : Déclaration

• La déclaration d'un tableau nécessite de spécifier la taille maximale lors de la déclaration N[10] : REEL : 10 correspond au nombre d'éléments
• L'accès se fait avec un indice entre crochets [].

Tableaux : consignes

• Les indices des tableaux commencent toujours par 0 (et non 1).
• On ne doit pas confondre la taille maximale (déclaration) avec l'indice (instructions).

Tableaux et Boucles

• Les boucles sont très utilisés à réaliser des algorithmes relatifs aux tableux.
• Pour les tableaux composés, il faut des parcours dans le sens d'un indice croissant.

Tableaux : Relations et boucles

• Les boucles sont très utiles pour manipuler les tableaux.
• Les algorithmes nécessitent souvent de parcourir les éléments du tableau dans l'ordre des indices croissants, en traitant chaque élément de la même manière.

Tableaux à Multi-Dimensions

• On peut définir des tableaux à plusieurs dimensions en indiquant les dimensions successives entre crochets.

Sous-programmes et Fonctions : Définition

• Le sous-algorithme est une partie de l'algorithme presque indépendante qui a un nom et peut être appelée d'un autre sous-algorithme ou de l'algorithme principal.
• Les fonctions peuvent être écrites dans le corps de l'algorithme principal

Sous-Programmes et Fonctions