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CM5 Pseudo code C Variables

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Page 1 : INFORMATIQUE 1V. P S E U D O - C O D E , C E T V A R I A B L E SEva Ansermin & Romuald Grignon v1.1

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Page 2 : I. Introduction : l’algorithmieEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON2

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Page 3 : Algorithmie vs programmation L’algorithmie : Concevoir une solution pour résoudre un problème donné.Un algorithme consiste en une succession d’étapes pour résoudre ce problème. Ce problème n’est pas forcement mathématique ou informatique ! • Exemples : étapes de pliage ou résolution d’un rubik’s cube Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON3

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Page 4 : Algorithmie vs programmation Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON4

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Page 5 : Evaluation de l’algorithme• Plusieurs solutions peuvent exister pour répondre à un même problème. Il n’est pas toujours facile de trouver la plus efficace.• Un programme peut chercher à optimiser :Le temps d’exécutionLa mémoire utiliséeLimiter sa consommation de ressources fichiers ou électricité par exempleLa sécurité / La prise en compte de tous les cas possiblesEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON5

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Page 6 : Evaluation de l’algorithme• Des petites erreurs d’algorithmes peuvent impacter gravement de nombreux secteurs financiers, sécurité etc.• Exemple du vol Ariane 5 :Explosion de la fusée après 37 s de décollage Une erreur de calcul du pilote automatique à cause d’une mauvaise indication des accéléromètresLa raison : la valeur mesurée par les accéléromètres ne tenait pas dans les emplacements mémoire de la fusée 1 octet !Progrès de l’algorithmie! Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON6

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Page 7 : Algorithmie vs programmation• L’algorithmie : Conception de solution pour résoudre un problème donné.Un algorithme est une succession d’étapes pour résoudre ce problème. • La programmation :Dire à un ordinateur ce qu’il doit faire.Ecrire les instructions dans un langage compréhensible par la machine C, python, pascal… On utilise les concepts de l’algorithmie pour concevoir les programmes.Un programme est issu d’un algorithme ! Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON7

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Page 8 : Etapes de conception d’un programmeProblème poséAlgorithmeProgrammeTestsAnalyseCodeComment écrire un algorithme ? Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON8

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Page 9 : Le pseudo-code • En programmation le pseudo-code est une manière d’écrire un algorithme dans un langage naturel, indépendamment d’un langage de programmation. Il utilise notamment des mots clefs en français qui ont des équivalents dans les différents langages. • Le pseudo-code doit contenir toutes les étapes de l’algorithme.• Il n’existe pas de convention unique de pseudo-code : l’important est d’être compréhensible. Néanmoins, pour ce cours nous imposerons une convention.Problème poséfrançaisAlgorithmepseudo-codeProgrammeTestsanalysecodeEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON9

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Page 10 : II. Premiers programmes et variablesEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON10

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Page 11 : Programme●Un PROGRAMME est l’unité de base d’un algorithme●Un PROGRAMME possède un DEBUT et une FIN●Syntaxe : PROGRAMME NomDuProgrammeDEBUTALGORITHMEFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON11

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Page 12 : Programme●Un PROGRAMME est l’unité de base d’un algorithme●Un PROGRAMME possède un DEBUT et une FIN●Syntaxe : PROGRAMME NomDuProgrammeDEBUT// Commentaire sur une ligne/Commentaire sur plusieurs lignes/FINUn commentaire est une note à destination du programmeur ou d’un futur lecteur.Il ne fait pas partie de l’algorithme mais permet de l’expliquer. Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON12

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Page 13 : Instructions●Un PROGRAMME est une suite finie d’instructions, comprises entre le DÉBUT et la FIN●Une instruction de base ÉCRIRE est l'écriture d'informations sur une interfaceÉCRIRE“qqch à afficher”●Exemple de programme complet : « Bonjour »PROGRAMME BonjourDÉBUTÉCRIRE"Bonjour le monde !"FINL’instruction ÉCRIRE doit respecter une syntaxe !Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON13

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Page 14 : Variables, types et expressions●Variable : élément du programme qui sert à stocker une valeur, un résultat de calcul.●Une variable est définie par un nom et un type.○Le nom d’une variable est donné par le programmeur : il permet simplement de pouvoir distinguer les différentes variables pour les utiliser.○Le type d’un variable indique quel genre de donnée elle représente une lettre, un entier, un réel etc…, soit pour l’ordinateur sa taille en bits et sa convention de représentation ! Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON14

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Page 15 : Variables, types et expressions●Variable : élément du programme qui sert à stocker une valeur, un résultat de calcul.●Une variable est définie par un nom et un type.●Les différents types en pseudo-code :○Arithmétiques■Entier : -7, 0, 42, 2147483647■Réel : -3.7, 0.0, 8.0, 1.42e-5○Logiques■Booléen : vrai, faux○Alphabétiques■Caractère : ‘a’, ‘Z’, ‘+’, ‘5’, ‘ ‘■Chaîne : “aaa”, “322 - 78”, “Bonjour Machin”Les types en pseudo-code précisent simplement la « nature » de la variable et non la taille. Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON15

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Page 16 : ○Arithmétiques■Entier : -7, 0, 42, 2147483647, opérateurs : +, -, , DIV, MOD■Réel : -3.7, 0.0, 8.0, 1.42e-5, opérateurs : +, -, , /○Logiques■Booléen : vrai, faux, opérateurs : ou, et, non○Alphabétiques■Caractère : ‘a’, ‘Z’, ‘+’, ‘5’, ‘ ‘■Chaîne : “aaa”, “322 - 78”, “Bonjour Machin”, opérateur : + concaténationVariables, types et expressions●On peut modifier la valeur des variables grâce à des opérateurs.●L’application d’une suite d’opérations sur une ou plusieurs variables est une expression●Les opérateurs possibles dépendent du type :Ne pas confondre DIV et / ! Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON16

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Page 17 : Variables, types et expressions●Les variables sont stockées dans la mémoire de l’ordinateur la RAM●Il est important de déclarer une variable pour lui faire de la place en mémoire ! ●Une variable est d’abord déclarée dans la zone de déclaration, puis initialisée dans la zone d’instructions.●La zone de déclaration est définie par le mot clé VARIABLE●Syntaxe :●Exemple de déclaration de variablesVARIABLESi : entierx, y : réels estTrouvé: booléenreponse: chaîneEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON17nomVariable : type

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Page 18 : Affectation●Une affectation est le fait de mettre une valeur dans une variable, en cohérence avec son type.●La première affectation de valeur à une variable est appelée initialisation●En pseudo-code, elle est symbolisée par ←●← peut être traduit par “la variable prend la valeur” : ○variable ←valeurEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON18

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Page 19 : Affectation●ExemplesVARIABLESi, j : entiersx, y : réels estTrouvé : booléenreponse : chaîneDEBUTi ← 7x ← 2.5 j ← i + 1reponse ← “Bonjour “estTrouvé ← fauxy ← 5 + 2 xFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON19

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Page 20 : ●ExemplesVARIABLESi, j : entiersx, y : réels estTrouvé : booléenreponse : chaîneDEBUTi ← 7x ← 2.5 j ← i + 1reponse ← “Bonjour “estTrouvé ← fauxy ← 5 + 2 xFINZone de déclarationZone d’instructionsEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON20Affectation

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Page 21 : ●ExemplesVARIABLESi, j : entiersx, y : réels estTrouvé : booléenreponse : chaîneDEBUTi ← 7x ← 2.5 j ← i + 1reponse ← “Bonjour “estTrouvé ← fauxy ← 5 + 2 xFINLes instructions sont exécutées dans l’ordreligne par ligne !première instructiondernière instructiontroisième instructionAffectationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON21

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Page 22 : ●ExemplesVARIABLESi, j : entiersx, y : réels estTrouvé : booléenreponse : chaîneDEBUTi ← 7x ← 2.5 j ← i + 1reponse ← “Bonjour “estTrouvé ← fauxy ← “p“j ← 3.2FINAffectationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON22

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Page 23 : ●ExemplesVARIABLESi, j : entiersx, y : réels estTrouvé : booléenreponse : chaîneDEBUTi ← 7x ← 2.5 j ← i + 1reponse ← “Bonjour “estTrouvé ← fauxy ← “p“j ← 3.2FINCes deux affectations sont fausses car elles ne sont pas compatibles avec les types des variables !AffectationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON23

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Page 24 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON24

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Page 25 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleurabcEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON25

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Page 26 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleurabcEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON26

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Page 27 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleura2bcEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON27

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Page 28 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleura2b4cEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON28

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Page 29 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleura2b4c8Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON29

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Page 30 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleura2b4c3Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON30

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Page 31 : Exemple de programmeVARIABLESa, b,c: entiersDEBUTa ← 2b ← 4 c ← a ba ← 1 + b div ab ← a-2cFINvariablevaleura2b-4c3Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON31

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Page 32 : Attention aux noms des variables!Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON32

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Page 33 : ●On modélise deux interactions : l’entrée des données la saisie et la sortie l’affichage.●Sortie : écrireexpression●Exemple : ○Texte simple : écrire“Vive les chats!”○Texte + valeur d’une variable : écrire“ma variable a vaut “ + a●Entrée : lirevariable●La lecture correspond à l’affectation de la valeur saisie au clavier dans la variable spécifiée●Exemple : lireaInteractions avec l’utilisateurEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON33

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Page 34 : PROGRAMME InteractionVARIABLEreponse : chaîneDÉBUT// affichageécrire“Saisissez votre prénom”// saisie clavierlirereponseécrire“Bonjour “ + reponse + “ !”FINUn exemple completEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON34Ecran:

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Page 35 : Un exemple completPROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON35Ecran:

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Page 36 : Un exemple completvariablevaleurnbPROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON36Ecran:

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Page 37 : Un exemple completvariablevaleurnbPROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON37Ecran:Saisir un nombre entier

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Page 38 : PROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINUn exemple completvariablevaleurnb5Ecran:Saisir un nombre entierEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON38

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Page 39 : PROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINUn exemple completvariablevaleurnb6Ecran:Saisir un nombre entierEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON39

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Page 40 : PROGRAMME CalculSimpleVARIABLEnb : ENTIERDÉBUT// affichageécrire“Saisir un nombre entier“lirenb //nb prend la valeur saisie au clavier// on incrémentenb ← nb + 1écrire“Voici le suivant : “ + nbFINUn exemple completvariablevaleurnb6Ecran:Saisir un nombre entierVoici le suivant : 6Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON40

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Page 41 : III. Le langage CEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON41

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Page 42 : La programmation sur ordinateur • Une fois l’algorithme écrit, il faut le traduire dans un langage compréhensible par la machine• Il existe de très nombreux langages de programmation, chacun ayant des spécificités qui les rendent plus ou moins efficaces pour une application particulière.Problème poséfrançaisAlgorithmepseudo-codeProgrammeCTestsanalysecodeEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON42

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Page 43 : Plusieurs approches de programmation : ●fonctionnelle : appels de fonctions mathématiques Caml, Scheme, Haskell ;●procédurale : suite d’instructions ou d’appels de fonctions ⇒automate C, Pascal, Fortan ;●logique : utilisation de formules logiques Prolog ; ●objet : ensemble d’objets communiquant ensemble Java, C++, C.On distingue deux types de langages selon leur proximité avec la machine:●Bas niveau●Haut niveauLa programmation sur ordinateur Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON43

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Page 44 : Le langage C●Créé en 1972 par Ken Thompson & Dennis Ritchie ;●Compromis entre le langage de bas niveau assembleur et de haut niveau Fortran ;●Rapide : pas de vérification de gestion de la mémoire, elle est à la charge du développeur !●Moyennement typé : chaque variable doit être typée, mais certaines opérations entre différents types sont possibles.Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON44

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Page 45 : Le langage CEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON45

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Page 46 : Le langage CIndex tiobeEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON46

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Page 47 : Le langage C●Base de très nombreux langages : facile d’apprendre un autre langage si on connait le C.●Permet de comprendre le fonctionnement de l’ordinateur.●Optimisation de la mémoire utilisée et rapidité.●Syntaxe stricte.●Certains concepts difficiles pointeurs, listes chaînées etc....●Un peu de temps avant de pouvoir produire des choses sympathiques…Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON47

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Page 48 : Un exemple/ Mon premier programme /include stdio.hint mainprintf"Hello World";return 0;/ Mon premier programme /DEBUTECRIRE“Hello World”FINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON48

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Page 49 : Un exemple/ Mon premier programme /include stdio.hint mainprintf"Hello World";return 0;/ Mon premier programme /DEBUTECRIRE“Hello World”FINToute instruction se termine par un ;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON49

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Page 50 : ●Le code source, compréhensible par un humain ou presque est enregistré dans un fichier .c●L’ ordinateur ne «comprend » pas directement le C : il ne comprend que le binaire! ●Un logiciel appelé compilateur permet de traduire le programme en un fichier binaire, exécutable par l’ordinateur.●Le C est un langage compilé un compilateur créé un exécutable. Il existe au contraire des langages interprétés la traduction en langage machine sedéroule en même temps que l’exécution. La compilationfichier .cexécutablecompilationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON50

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Page 51 : ●Lorsqu’il y a des problèmes dans le code syntaxe, problèmes de types etc…, le compilateur peut faire apparaitre des messages :■Des erreurs : la compilation ne peut pas se faire. Il s’agit souvent d’erreurs de syntaxe absence de point-virgule, parenthèse ou accolade non fermée etc.■Des avertissements : la compilation peut se faire mais il est possible qu’il y ait un problème à l’exécution. Il s’agit souvent d’erreurs de type. La compilationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON51

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Page 52 : ●Lorsqu’il y a des problèmes dans le code syntaxe, problèmes de types etc…, le compilateur peut faire apparaitre des messages :○Des erreurs : la compilation ne peut pas se faire. Il s’agit souvent d’erreurs de syntaxe absence de point-virgule, parenthèse ou accolade non fermée etc.○Des avertissements : la compilation peut se faire mais il est possible qu’il y ait un problème à l’exécution. Il s’agit souvent d’erreurs de type. ●Ce n’est pas parce qu’un code compile qu’il fonctionne correctement ouqu’il fait ce que vous avez prévu !La compilationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON52

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Page 53 : ●Sous Linux, le compilateur gcc s’occupe de traduire le langage C en langage machine. Il produit un fichier exécutable :○utilisation : gcc -o monExecutable monCode.c○exécution : ./monExecutable●Options○-Wall : Affiche tous les warnings par le compilateur○-Werror : Transforme tous les warnings en erreurs○-o nomFichierExecutable : Précise le nom du fichier en sortie○Pour plus d’options, voir le manuel de gccLa compilationEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON53

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Page 54 : Les variablesint main // déclarationint a, b;float d;// affectationa = 12;b = a;d = 3.14;return 0;VARIABLEa, b : ENTIERd : REEL DEBUT// affectationa - 12b - ad - 3,14FINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON54

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Page 55 : Les variables●Déclaration : nécessite un nom et un type : type nom;○int a; ○float x;●affectation : =○a = 1;●Attention au nommage de variables ! ○Commence par une lettre minuscule○Pas de nom sur plusieurs mots pas d’espace●Il faut déclarer les variables avant de les utiliser !int main // déclarationint a, b;float d;// affectationa = 12;b = a;d = 3.14;return 0;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON55

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Page 56 : ●Types de base :○char : caractères ASCIIcodé sur 1 octet,○int : -2147483648 à 2147483647codé sur 4 octets,○float : +- : 3.4 1038 à 3.4 1038codé sur 4 octets ;●Pas de booléen en C on gère avec des entiers 0 : faux, autre pour vrai ;●Pas de type chaîne de caractères on verra ça plus tard!Les variablesType pseudo-codeType en CEncodage dans ordinateurTaille pour linuxEntier signéintCC232 bitsCaractèrecharBinaire8 bits RéelfloatVirgule flottante32 bits“gros” entierlongCC264 bits“gros” reeldoubleVirgule flottante64 bitsEntier positifunsigned int Binaire32 bits ……… …Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON56

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Page 57 : Attention aux types ! Un exemple historique….• Avant Gnagnam-style, le compte de like sur youtube était encodé en int sur 32 bit.La valeur maximum possible de likes était alors de 2,147,483,647• La vidéo était bloquée sur ce nombre de vues, mais si on ajoutait un like on pouvait observer un joli nombre négatif de pouces bleus…• Maintenant c’est 64 bits… soit neuf milliards de milliards 9 10^18Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON57

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Page 58 : Opérations●Numériques +, -, , Division : / entiers ⇔DIV●Modulo : entiers ⇔MOD●Quelque raccourcis:○a++; ⇔a=a+1;○a--; ⇔a=a-1○a+=5; ⇔a=a+5;○a-=5; ⇔a=a-5; ○a=y ⇔a=ay etc..int main // déclarationint a, b = 0;float d;// affectationa++; //a=1b-=a; //b=-1d=a/2b;//d=0 !!a+=2; //a=3return 0;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON58

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Page 59 : Exempleint main // déclarationint a, b = 0;float d;// affectationa++; //a=1b-=a; //b=-1d=a/2b; //d=0 car la division se fait entre deux entiers !!a+=2; //a=3return 0;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON59

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Page 60 : Entrée / Sortieinclude stdio.hint main // déclarationint a,res;// affectationa = 4;res=aa;printf“le carré de aest d”,res;return 0;VARIABLEa, res : ENTIERDEBUT// affectationa - 4res - aaECRIRE“le carré de aest”+resFINEva ANSERMIN & Romuald GRIGNON60

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Page 61 : Entrée / Sortieinclude stdio.hint main // déclarationint a,res;// affectationa = 4;res=aa;printf“le carré de d est d”, a, res;return 0;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON61

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Page 62 : ●Les sorties en C sont formatées : on sépare les valeurs et la chaîne affichée la forme et le fond ○printf“coucou”;○printf“carred = d”, x, xx;●Formats : Entrée / SortieType pseudo-codeType en CFormat associéEntierintdCharactèrecharcRéelfloatf“gros” entierlongld“gros” reel doublelf...….…Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON62

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Page 63 : ●Les entrées en C sont également formatées : on annonce ce que l’on va lire :○scanf“d”, &monEntier;○scanf“f”, &monReel;Entrée / SortieType pseudo-codeType en CFormat associéEntierintdCharactèrecharcRéelfloatf“gros” entierlongld“gros” reel doublelf...….…Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON63

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Page 64 : ●Les entrées en C sont également formatées : on annonce ce que l’on va lire.○scanf“d”, &monEntier;Entrée / Sortie●Il sera interdit par choix arbitraire, et non par limitation technique : ○de lire plus d’une variable par instruction scanfscanf“d d”, &a, &b;○de mettre du texte dans les “...” du scanf ;scanf“saisir un nombre d”, &a;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON64

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Page 65 : Les bibliothèques : stdio.h ? ●Les commandes printf et scanf sont des fonctions : elles font appel à du code déjà écrit.●Une fonction peut être :○Ecrite par vous voir dans 3 cours !○Ecrite préalablement par d’autre programmeurs et stockée dans une bibliothèque.●printf et scanf appartiennent à la bibliothèque stdio.h●include en début de code permet d’indiquer au compilateur que l’on va utiliser cette bibliothèque. include nombibliotheque.hL’extension des bibliothèques est toujours .h ! indique que l’instruction est réalisée avant la compilation on verra plus tard ! Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON65

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Page 66 : En résumé ●Structure générale d’un programme CInstructions du préprocesseur inclusion bibliothèqueint maindéclarations des variablesinstructionsreturn 0;Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON66

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Page 67 : En résumé ●C’est normal d’avoir des erreurs à la compilation : le principal est d’arriver à les résoudre!●Pour apprendre à coder, il faut coder !Eva ANSERMIN & Romuald GRIGNON67

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