Support de cours Algorithme les Boucles
Ce semestre
• Éléments d’architecture des ordinateurs (+mini-assembleur)
• Éléments de systèmes d’exploitation
• Programmation structurée impérative (éléments de langage C)
• Structure d’un programme C
• Variables : déclaration (et initialisation), affectaction
• Évaluation d’expressions, expressions booléennes
• Instructions de contrôle : if, for, while
• Types de données : entiers, caractères, réels, tableaux, struct
• Fonctions d’entrées/sorties (scanf/printf)
• Écriture et appel de fonctions
• Débogage
• Notions de compilation
• Analyse lexicale, analyse syntaxique, analyse sémantique; préprocesseur du C (include, define); Édition de lien
• Algorithmes élémentaires
• Méthodologie de résolution, manipulation sous linux
L’instruction de contrôle while
Syntaxe :
while (condition) {bloc}.
L’instruction de contrôle while
Syntaxe :
while (condition) {bloc}.
Code source
/* avant */ while ( )
{
}
/* après */
L’instruction de contrôle while
Syntaxe : while (condition) {bloc}.
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Code source |
Schéma de traduction |
/* avant */ avant
while ( )
{
}
/* après */
Trace
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation des variables */
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
6
7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
16
17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
ligne x nb sortie écran 1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation des variables */
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
6
7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation des variables */
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
6
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ligne |
x |
nb |
sortie écran |
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initialis. |
? |
1 |
7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation des variables */
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
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ligne |
x |
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
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riab |
les */ |
7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
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L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de chiffres */
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
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L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
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L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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ligne |
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3 |
7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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ligne |
x |
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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ligne |
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
9
10 while (x > 9) /* tant que x a plus d’un chiffre */
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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ligne |
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que
11 {
12 x = x / 10; /* enlever un chiffre a x */
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
Trace
L’utilisateur saisit 6071.
1 int main()
2 {
3 /* Declaration et initialisation
4 int x;
5 int nb = 1; /* nombre de
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ligne |
x |
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7 printf("Entrer?un?nombre?positif?");
8 scanf("%d", &x);
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10 while (x > 9) /* tant que
11 {
12 x = x / 10; /* enlever
13 nb = nb + 1; /* compter un chiffre de plus */
14 }
15 printf("ce?nombre?a?%d?chiffres?decimaux\n", nb);
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17 /* Valeur fonction */
For ou while?
• Un for peut toujours être simulé par un while et le code machine sera identique. Il suffit d’introduire un compteur de boucle (la variable de boucle du for).
For ou while?
• Un for peut toujours être simulé par un while et le code machine sera identique. Il suffit d’introduire un compteur de boucle (la variable de boucle du for).
• Par convention, les programmeurs préfèrent utiliser un for lorsque le nombre d’itérations est connu à l’avance. Par exemple, pour faire la somme des éléments d’un tableau. Dans le cas contraire, les programmeurs utilisent un while. Par exemple, pour chercher un élément dans un tableau.
For ou while?
• Un for peut toujours être simulé par un while et le code machine sera identique. Il suffit d’introduire un compteur de boucle (la variable de boucle du for).
• Par convention, les programmeurs préfèrent utiliser un for lorsque le nombre d’itérations est connu à l’avance. Par exemple, pour faire la somme des éléments d’un tableau. Dans le cas contraire, les programmeurs utilisent un while. Par exemple, pour chercher un élément dans un tableau.
• Maintenant que nous avons le while, il est possible qu’un programme ne termine jamais (Ctrl-C).
Expressions booléennes
Les conditions employées dans les structures de contrôle (if, for ou while) sont des expressions booléennes, pouvant être Vrai, Faux ou :
Expressions booléennes
Les conditions employées dans les structures de contrôle (if, for ou while) sont des expressions booléennes, pouvant être Vrai, Faux ou :
• des inégalités entre expressions arithmétiques
inégalité := e1 < e2 | e1 > e2 | e1 != e2
| e1 <= e2 | e1 >= e2 | e1 == e2
Expressions booléennes
Les conditions employées dans les structures de contrôle (if, for ou while) sont des expressions booléennes, pouvant être Vrai, Faux ou :
• des inégalités entre expressions arithmétiques
inégalité := e1 < e2 | e1 > e2 | e1 != e2
| e1 <= e2 | e1 >= e2 | e1 == e2
• ou des combinaisons logiques d’expressions booléennes :
condition := (condition) && (condition) (et) | (condition) || (condition) (ou)
| !(condition) (non)
| Vrai | Faux | inégalité (cas de base)
Constantes booléennes
• Certains langages possédent un type booléen (admettant deux valeurs true et false) pour les expressions booléennes.
Constantes booléennes
• Certains langages possédent un type booléen (admettant deux valeurs true et false) pour les expressions booléennes.
• En langage C, les expressions booléennes sont de type entier (int), l’entier zéro joue le rôle du Faux, l’entier un joue le rôle du Vrai et tout entier différent de zéro est évalué a vrai.
Constantes booléennes
• Certains langages possédent un type booléen (admettant deux valeurs true et false) pour les expressions booléennes.
• En langage C, les expressions booléennes sont de type entier (int), l’entier zéro joue le rôle du Faux, l’entier un joue le rôle du Vrai et tout entier différent de zéro est évalué a vrai.
• On se donne deux constantes symboliques :
/* Declaration des constantes et types utilisateur */
#define TRUE 1 #define FALSE 0
int main()
{
int continuer = TRUE; /* faut-il continuer ?*/
while (continuer)
{
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
3’. Dénombrer des cas
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
3’. Dénombrer des cas
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas
• if else (différencier) • boucles (parcourir/générer)
• #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter) (nommer)
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
3’. Dénombrer des cas
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas
• if else (différencier) • boucles (parcourir/générer)
• #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter)
(nommer) 5. Rechercher un cas
• arbre de décision (organiser)
2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
3’. Dénombrer des cas
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes
1. Traiter des cas spécifiques 4.
• if else (différencier)
• #define constantes symboliques
(nommer) 5.
• arbre de décision (organiser) 2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser)
3’. Dénombrer des cas
Sélectionner des cas
• boucles (parcourir/générer)
• if (sélectionner/traiter)
Rechercher un cas
• boucle while, conditions booléennes, if
|
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes 1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas • if else (différencier) • boucles (parcourir/générer) • #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter) |
(nommer)
• arbre de décision (organiser) 2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser) 3’. Dénombrer des cas
5. Rechercher un cas
• boucle while, conditions booléennes, if
2’. Parcourir/générer : une ligne mais aussi une surface, un volume
|
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes 1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas • if else (différencier) • boucles (parcourir/générer) • #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter) |
(nommer)
• arbre de décision (organiser) 2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser) 3’. Dénombrer des cas
5. Rechercher un cas
• boucle while, conditions booléennes, if
2’. Parcourir/générer : une ligne mais aussi une surface, un volume
|
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes 1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas • if else (différencier) • boucles (parcourir/générer) • #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter) |
• imbriquer les boucles (var. 6=) (nommer)
• arbre de décision (organiser) 2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser) 3’. Dénombrer des cas
5. Rechercher un cas
• boucle while, conditions booléennes, if
2’. Parcourir/générer : une ligne mais aussi une surface, un volume
• imbriquer les boucles (var. 6=)
6. Boucle événementielle
• boucle while
|
Algorithmes : quels outils pour quels problèmes 1. Traiter des cas spécifiques 4. Sélectionner des cas • if else (différencier) • boucles (parcourir/générer) • #define constantes symboliques • if (sélectionner/traiter) |
(nommer)
• arbre de décision (organiser) 2. Parcourir/générer des cas
• boucle for (rarement while)
• tableaux
3. Composer des cas
• boucles (parcourir/générer)
• accumulateur (à initialiser) 3’. Dénombrer des cas
5. Rechercher un cas
• boucle while, conditions booléennes, if
2’. Parcourir/générer : une ligne mais aussi une surface, un volume
• imbriquer les boucles (var. 6=)
6. Boucle événementielle
• boucle while 7. Attente active
• boucle while
Recherche d’un diviseur (test de primalité)
Exemple
Le programme cherche un entier supérieur à 1 qui divise n, s’il n’en trouve pas de plus petit que n, alors n est premier (ou bien n = 1).
31 /* test de primalite */
32 d = 2;
33 while ( premier && (d < n) ) /* sans diviseur < d */
34 {
35 if (n % d == 0) /* d divise n */
36 {
37 printf("divisible?par?%d\n", d);
38 premier = FALSE;
39 }
40 d = d + 1; /* candidat diviseur suivant */
41 }
42
43 if (premier)
44 {
45 printf("%d?est?premier\n", n);
46 }
47 else
48 {
Boucle principale en programmation événementielle
Le programme lit les événements (les actions de l’utilisateur) et les traite, continuellement, dans une boucle.
Remarque scanf est un appel système bloquant (processus en attente).
Exemple
Jeu de calcul mental (additionner deux nombres au hasard)
16 int continuer = TRUE; /* TRUE s’il faut continuer a jouer */
31 while(continuer) /* le joueur veut faire un nouvel essai */
32 {
53 printf("Continuer?(1)?ou?arreter?(0)??\n");
54 scanf("%d", &choix);
55 if (choix == 0)
56 {
57 continuer = FALSE;
58 }
59 }
Boucle principale en programmation événementielle
Le programme lit les événements (les actions de l’utilisateur) et les traite, continuellement, dans une boucle.
Remarque scanf est un appel système bloquant (processus en attente).
Exemple
Jeu de calcul mental (additionner deux nombres au hasard)
16 int continuer = TRUE; /* TRUE s’il faut continuer a jouer */
22 /* initialisation du generateur de nombres pseudo-aleatoires *
23 srand(time(NULL)); /* a ne faire qu’une fois */
31 while(continuer) /* le joueur veut faire un nouvel essai */
32 {
34 /* tirage de x */
35 x = rand() % NBMAX + 1; /* entre 1 et NBMAX inclus */
53 printf("Continuer?(1)?ou?arreter?(0)??\n");
Boucle d’attente active
La boucle sert à attendre qu’une condition externe devienne vraie, le programme teste continuellement cette condition.
Boucle d’attente active
La boucle sert à attendre qu’une condition externe devienne vraie, le programme teste continuellement cette condition.
Exemple
Tic tac boum, est-ce que 10 secondes sont écoulées ?
19 printf("Auto-destruction?en?cours,?ctrl-C?pour?desamorcer?!\n" 20 debut = time(NULL); /* date de debut (secondes depuis 1/1/1970
21 while(duree < 10) /* pas encore 10 secondes */
22 {
23 duree = time(NULL) - debut; /* duree depuis debut (seconde
42 } /* fin des 10 secondes */
43 printf("**?BOUM?!?**\n");
Démos
Premier partiel
• Au premier partiel, il est probable que vous ayez :
• à compléter un programme fourni et question de cours
• simuler l’exécution (faire une trace) d’un programme fourni et question de compréhension
• Deux exercices avec des boucles (for ou while)
• Un autre sur if et constantes symboliques (arbre de décision)
Premier partiel
• Au premier partiel, il est probable que vous ayez :
• à compléter un programme fourni et question de cours
• simuler l’exécution (faire une trace) d’un programme fourni et question de compréhension
• Deux exercices avec des boucles (for ou while)
• Un autre sur if et constantes symboliques (arbre de décision)
• Au second partiel (au moins la moitié de votre note d’UE) :
• mêmes types d’exercices avec différents types de données (int, char, double, struct) et des fonctions
• le programme à modifier et la trace sont avec fonctions
• un exercice porte spécialement sur les structures
• exercice supplémentaire : déclarer/définir des fonctions avec pt par déclaration juste et pt par définition juste.
Premier partiel
• Au premier partiel, il est probable que vous ayez :
• à compléter un programme fourni et question de cours
• simuler l’exécution (faire une trace) d’un programme fourni et question de compréhension
• Deux exercices avec des boucles (for ou while)
• Un autre sur if et constantes symboliques (arbre de décision)
• Au second partiel (au moins la moitié de votre note d’UE) :
• mêmes types d’exercices avec différents types de données (int, char, double, struct) et des fonctions
• le programme à modifier et la trace sont avec fonctions
• un exercice porte spécialement sur les structures
• exercice supplémentaire : déclarer/définir des fonctions avec pt par déclaration juste et pt par définition juste.
• Gérez votre temps, apprenez à lire un sujet et ne rien oublier.
Nous testons vos acquis pas votre propension à paniquer!