Constructions élémentaires

Introduction

Tout programme se construit à partir d'un petit nombre de briques de base. Affecter une valeur à un nom, évaluer une expression pour produire une valeur, enchaîner des instructions, choisir entre deux chemins avec une condition, répéter un bloc de code : ces cinq mécanismes suffisent à exprimer la quasi-totalité des programmes écrits en NSI. [PG01]

L'objectif de ce cours n'est pas de faire découvrir ces notions (elles ont déjà été manipulées en Seconde et en début de Première), mais de les nommer précisément et de les distinguer les unes des autres.

Variables et affectation

Une variable est un nom associé à une valeur stockée en mémoire. L'affectation crée ou met à jour cette association.

age = 16          # création de la variable age, valeur 16
age = age + 1     # mise à jour : age vaut désormais 17
prenom = "Ada"    # variable de type chaîne de caractères

Le signe = n'est pas un signe d'égalité mathématique. Il signifie « range la valeur de droite dans la case nommée à gauche ». La ligne age = age + 1 n'a aucun sens en mathématiques (un nombre ne peut être égal à lui-même augmenté de 1), mais elle a un sens parfait en informatique.

x = 5        # affecte 5 à x
x == 5       # renvoie True : test d'égalité

Types de base

Toute valeur en Python a un type qui détermine ce qu'on peut faire avec.

La fonction type(...) permet d'interroger le type d'une valeur :

print(type(42))        # <class 'int'>
print(type(3.14))      # <class 'float'>
print(type("Ada"))     # <class 'str'>
print(type(True))      # <class 'bool'>

Expressions et instructions

Distinction essentielle :

• Une expression est évaluée et produit une valeur. Exemples : 2 + 3, x * 10, "a" + "b", len("Ada") > 2.
• Une instruction fait une action sans nécessairement produire de valeur. Exemples : x = 5 (affectation), print(x) (affichage), if x > 0: (test conditionnel).

Une instruction peut contenir des expressions :

y = (x + 5) * 2      # (x + 5) * 2 est une expression, y = ... est une instruction

Sortie attendue :

L'expression vaut : 20
Comparaison x > 5 : True

Séquence d'instructions

La forme la plus simple d'un programme est une séquence : on enchaîne les instructions, exécutées dans l'ordre, de haut en bas.

prix_ht = 100
taux_tva = 0.20
prix_ttc = prix_ht * (1 + taux_tva)
print("Prix TTC :", prix_ttc)   # 120.0

Changer l'ordre des deux premières lignes ne pose pas de problème ici, mais on ne peut pas calculer prix_ttc avant d'avoir défini prix_ht et taux_tva. L'ordre compte.

Conditionnelle

Une conditionnelle permet d'exécuter un bloc d'instructions seulement si une expression booléenne est vraie.

note = 12

if note >= 10:
    print("Admis")
else:
    print("Refusé")

Pour plusieurs cas, on enchaîne avec elif :

note = 14

if note >= 16:
    mention = "Très bien"
elif note >= 14:
    mention = "Bien"
elif note >= 12:
    mention = "Assez bien"
elif note >= 10:
    mention = "Passable"
else:
    mention = "Refusé"

print(mention)   # Bien

Boucles bornées : for

Une boucle bornée est une boucle dont on connaît à l'avance le nombre d'itérations. En Python, c'est for.

# Affiche les carrés de 1 à 5
for i in range(1, 6):
    print(i, "→", i * i)

Sortie :

1 → 1
2 → 4
3 → 9
4 → 16
5 → 25

La fonction range(a, b) produit les entiers de a à b - 1 inclus. La borne supérieure b n'est jamais atteinte.

On peut aussi parcourir directement une séquence (liste, chaîne…) :

for lettre in "NSI":
    print(lettre)
# N
# S
# I

Boucles non bornées : while

Une boucle non bornée s'exécute tant qu'une condition est vraie, sans qu'on sache forcément à l'avance combien d'itérations auront lieu. C'est la boucle du « j'avance jusqu'à ce que… » plutôt que celle du « je fais N pas ».

# Compte à rebours qui s'arrête à 0
n = 3
while n >= 0:
    print(n)
    n = n - 1
print("Décollage !")

Sortie :

3
2
1
0
Décollage !

Question vitale : qu'est-ce qui garantit que la boucle s'arrête ? Ici, chaque itération diminue n, donc la condition n >= 0 finira par être fausse. Sans cette progression, la boucle tournerait à l'infini.

Sortie attendue :

Le plus petit diviseur impair > 1 de 91 est 7

Quand utiliser for, quand utiliser while ?

Règle pratique : par défaut, préférer for, car le risque de boucle infinie y est nul. N'utiliser while que lorsque le nombre d'itérations n'est pas connu à l'avance.

Pièges courants

Pour aller plus loin

Ces cinq constructions (affectation, expression, séquence, conditionnelle, boucle) constituent ce qu'on appelle le noyau impératif. Le corpus de l'item [PG01] les recouvre en distinguant boucle bornée et boucle non bornée, et y ajoute les appels de fonctions, objet du cours suivant.