Principes des Langages de programmation

John Samuel

CPE Lyon

Année: 2024-2025
Courriel: john.samuel@cpe.fr

Creative Commons License

1.1. Contexte et objectifs

Questions

Comment déciderez-vous du langage de programmation à utiliser pour votre travail ?

1.1. Contexte et objectifs

Questions

Donnez des exemples de logiciels écrits en :

1.1. Contexte et objectifs

Les logiciels écrits en langage C

  1. Noyau Linux: https://github.com/torvalds/linux
  2. GCC: https://gcc.gnu.org/git/gitweb.cgi?p=gcc.git
  3. GIT: https://git.kernel.org/pub/scm/git/git.git/
  4. Apache HTTP Server: https://github.com/apache/httpd
  5. Python: https://github.com/python/cpython

1.1. Contexte et objectifs

Les logiciels écrits en langage Python

  1. Pandas : Pandas est une bibliothèque puissante pour la manipulation et l’analyse de données, souvent utilisée comme fondation pour les flux de travail de science des données.
  2. Scikit-learn : Scikit-learn est l’une des bibliothèques d’apprentissage automatique les plus populaires en Python, offrant des implémentations efficaces et précises de divers algorithmes.
  3. Django : Django est un framework web de haut niveau qui fournit une manière élégante et évolutivité pour construire des applications web complexes.
  4. Flask : Flask est un autre framework web populaire qui excelle dans la construction d’applications web à petite échelle avec un minimum de surcharge.
  5. SciPy : SciPy est une bibliothèque complète pour les applications scientifiques et d’ingénierie, fournissant des fonctions pour des tâches comme le traitement du signal, la résolution de problèmes linéaires…

1.1. Contexte et objectifs

Les logiciels écrits en langage Java

  1. Système d’exploitation Android : Le système d’exploitation mobile est construit à l’aide de Java (et maintenant de Kotlin).
  2. Eclipse : Un environnement de développement intégré (IDE) largement utilisé par les programmeurs.
  3. Tomcat : Un logiciel de serveur web populaire qui alimente de nombreux sites web.
  4. Apache Kafka : Une plateforme de streaming distribuée pour construire des pipelines de données en temps réel.
  5. Spring Framework : Un cadre populaire pour la création d’applications d’entreprise.

1.1. Contexte et objectifs

Les logiciels écrits en langage Rust

  1. Navigateur Firefox : Mozilla utilise activement Rust pour construire les composants principaux du navigateur Firefox.
  2. Moteur de rendu Servo : Servo, un moteur de rendu web expérimental, est en cours de développement avec Rust.
  3. Runtime de conteneur Docker : Docker utilise Rust comme langage principal pour son runtime de conteneur et d’autres services de bas niveau.
  4. Gestionnaire de paquets Nix : Le gestionnaire de paquets Nix, utilisé pour gérer les paquets logiciels sur les systèmes Linux, a été écrit en Rust.

1.1. Contexte et objectifs

Les logiciels écrits en langage Haskell

  1. Gestionnaire de fenêtres Xmonad : Xmonad, un gestionnaire de fenêtres open-source populaire, est construit avec Haskell.
  2. Compilateur GHC : GHC (Glasgow Haskell Compiler), l’implémentation standard du langage de programmation Haskell, est également écrit en Haskell.
  3. Système de contrôle de version Darcs : Darcs, un système de contrôle de version distribué, a été initialement développé avec Haskell.
  4. Framework web Yesod : Yesod, un framework web open-source populaire, a été construit sur Haskell.

1.1. Contexte et objectifs

Objectifs

1.2. Langages de programmation

Langage de programmation

Un langage de programmation est un ensemble de règles, de syntaxe et de sémantique utilisés pour communiquer des instructions à un ordinateur. Il permet aux développeurs d’écrire du code qui peut être exécuté par l’ordinateur, réalisant ainsi des tâches spécifiques ou résolvant des problèmes.

Composants clés :

  1. Syntaxe : Les règles qui régissent la façon dont le code doit être écrit, y compris la ponctuation, l’indentation et la mise en forme.
  2. Sémantique : La signification des éléments individuels, tels que les mots-clés, les variables et les opérateurs.
  3. Variables : Des conteneurs pour stocker des valeurs, qui peuvent être manipulées à l’aide de diverses opérations.

1.2. Langages de programmation

Langage de programmation

Composants clés :

  1. Types de données : Des catégories de données, telles que des entiers, des flottants, des chaînes de caractères ou des booléens, qui déterminent le type de valeur stockée.
  2. Opérateurs : Des symboles utilisés pour effectuer des opérations arithmétiques, logiques ou d’affectation sur les variables et les données.
  3. Instructions de contrôle de flux : Des mots-clés qui contrôlent le flux d’exécution dans un programme, tels que les instructions if-else, les boucles (for, while) ou les instructions conditionnelles (switch).
  4. Fonctions : Des blocs de code réutilisables qui effectuent des tâches spécifiques, souvent en prenant des arguments et en renvoyant des valeurs.

1.2. Langages de programmation

Langage de programmation

Caractéristiques :

  1. Syntaxe lisible par l’homme : Les langages de programmation sont conçus pour être lus et compris par les humains.
  2. Instructions exécutables : Le code est compilé ou interprété en langage machine que l’ordinateur peut exécuter directement.
  3. Abstraction : Les langages de programmation abstraient les détails de bas niveau, permettant aux développeurs de se concentrer sur la logique et les algorithmes de haut niveau.
  4. Expressivité : Un bon langage de programmation devrait permettre aux développeurs d’exprimer des idées et des solutions complexes de manière claire et concise.

1.3. Histoire

Chronologie des langages de programmation

1.3. Histoire

Les langages de programmation du futur

L'émergence de modèles d'intelligence artificielle multilingues marque un jalon important dans l'évolution de la programmation. À mesure que ces modèles élargissent leurs capacités linguistiques, ils nous rapprochent d'un monde où chacun peut communiquer avec les machines dans sa langue maternelle.

The hottest new programming language is English. Andrej Karpathy, jan 24, 2023.

Human Languages as New Hot Programming Languages. J.S., October 4, 2023.

1.3. Histoire

Types de langages de programmation :

1.3. Histoire

Générations de langages de programmation :

  1. Langages de première génération : Les langages de programmation qui sont des langages de niveau machine utilisés pour programmer les premiers ordinateurs de première génération. À l'origine, aucun traducteur n'était utilisé pour compiler ou assembler le langage de première génération.
  2. Langages de deuxième génération : Les langages assembleurs. développés pour les premiers ordinateurs électroniques.
  3. Langages de troisième génération : Fortran, COBOL, C, C++. - langages de programmation généraux qui abstraient les détails de bas niveau.
  4. Langages de quatrième génération : SQL, R. - conçu pour des domaines ou des tâches spécifiques, souvent avec un focus sur la manipulation et l’inférence de données.
  5. Langages de cinquième génération : Prolog, Mercury. - langages basés sur la résolution de problèmes en utilisant des contraintes données au programme, au lieu d’utiliser des algorithmes. Exemples incluent les langages de programmation basés sur les contraintes et la logique.

1.4. Langages de programmation : popularité

Indice TIOBE pour août 2024

L'indice TIOBE de la communauté de programmation, mis à jour une fois par mois, est un indicateur de la popularité des langages de programmation.

  1. Python
  2. C++
  3. C
  4. Java
  5. C#

1.4. Langages de programmation : popularité

Octoverse GitHub

Les langages de programmation les plus populaires sur GitHub (2023):

  1. JavaScript
  2. Python
  3. TypeScript
  4. Java
  5. C#

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Voici la classification des langages de programmation en fonction de leur utilisation principale :

Développement Web

  1. JavaScript : Utilisé pour la programmation côté client, les frameworks de développement web (React, Angular) et le rendu côté serveur (Node.js).
  2. PHP : Utilisé pour le développement web, notamment pour la programmation côté serveur, les systèmes de gestion de contenu (WordPress) et les plateformes de commerce électronique (Magento).
  3. Ruby : Utilisé pour le développement web avec le framework Ruby on Rails.
  4. Python (partiellement) : Utilisé pour le développement web avec des frameworks comme Django et Flask.

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Développement d’Applications Mobiles

  1. Java : Utilisé pour le développement d’applications Android.
  2. Swift : Utilisé pour le développement d’applications iOS.
  3. Kotlin : Utilisé pour le développement d’applications Android, en alternative à Java.
  4. React Native : Un framework multi-plateforme utilisant JavaScript/React pour le développement d’applications mobiles (iOS et Android).

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Administration Système

  1. Bash : Un langage de script shell Unix utilisé pour les tâches d’administration système.
  2. PowerShell : Un langage de script shell Windows utilisé pour les tâches d’administration système.
  3. Python : Utilisé pour l’automatisation, la programmation et l’analyse de données en administration système.

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Applications de Bureau

  1. C++ : Utilisé pour la construction d’applications de bureau à haute performance (jeux, lecteurs multimédia).
  2. Java : Utilisé pour la construction d’applications de bureau multi-plateforme (Swing, AWT).
  3. Python : Utilisé pour la construction d’applications GUI avec des bibliothèques comme Tkinter et PyQt.
  4. Delphi : Un langage de programmation spécifique à Windows utilisé pour la construction d’applications de bureau.

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Développement de Jeux

  1. C++ : Utilisé pour la construction de jeux à haute performance (moteurs de jeu comme Unity, Unreal Engine).
  2. Java : Utilisé pour la construction de jeux multi-plateforme (Android, iOS).
  3. Python : Utilisé pour la construction de jeux 2D et 3D avec des bibliothèques comme Pygame et Panda3D.
  4. Lua : Un langage de script léger utilisé dans le développement de jeux (World of Warcraft, Angry Birds).

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Calcul Scientifique

  1. Fortran : Un langage ancien encore utilisé pour les simulations scientifiques (prévisions météorologiques, dynamique des fluides).
  2. C++ : Utilisé pour la construction d’applications scientifiques à haute performance (analyse numérique, algèbre linéaire).
  3. Python : Utilisé pour l’analyse de données, la visualisation et l’apprentissage automatique en calcul scientifique.
  4. R : Un langage spécialisé pour le calcul statistique et la visualisation.

1.5. Langages de programmation : utilisation principale

L'utilisation principale

Scripting

  1. Bash : Un langage de script shell Unix utilisé pour l’automatisation et les tâches de script.
  2. PowerShell : Un langage de script shell Windows utilisé pour l’automatisation et les tâches de script.
  3. Python : Utilisé pour l’analyse de données, la programmation et l’automatisation (science des données, apprentissage automatique).
  4. Ruby : Utilisé pour les tâches de script avec le langage de programmation Ruby.

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

1. Programmation Fonctionnelle

Exemples : Haskell, Lisp, Scheme

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

2. Programmation Orientée Objet (POO)

Exemples : Java, C++, Python, Ruby

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

3. Programmation Impérative

Exemples : C, Fortran, Langages assembleur

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

4. Programmation Déclarative

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

5. Programmation Orientée Aspect (POA)

Exemples : AspectJ, Java AOP

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

6. Langages Spécifiques à un Domaine (DSL)

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

7. Programmation Pilotée par Événements

Exemples : JavaScript, Node.js, React

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

8. Développement Piloté par les Types (TDD)

1.6. Langages de programmation : paradigmes

Paradigmes de programmation

8. Développement Piloté par les Types (TDD)

1.6. Langages de programmation : paradigmes

paradigmes de programmation

9. programmation basée sur les propriétés

1.6. Langages de programmation : paradigmes

paradigmes de programmation

Tendances émergentes :

  1. programmation consciente de la concurrence : les langages modernes s’orientent vers des conceptions favorisant la concurrence, permettant aux développeurs d’écrire un code efficace et parallélisable.
  2. développement piloté par les types (tdd) : l’accent mis sur la correction des types conduit au développement de nouveaux langages et outils qui donnent la priorité à la typisation statique pour une meilleure maintenabilité du programme.
  3. test basé sur les propriétés : cette approche utilise des propriétés pour définir des cas de test, garantissant une couverture complète du comportement du programme.

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

C

Le langage C est un langage de programmation :

Remarque: Pas de classes (Ce n'est pas un langage de programmation orienté-objet!!!)

Extensions de fichiers : .c, .h

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

Caractéristique Langage C Python
Paradigme de programmation Impératif, procédural Multiparadigme (impératif, orienté objet, fonctionnel)
Typage Statique (typage fort) Dynamique (typage fort) / Statique (Python 3.5+)
Syntaxe Syntaxe stricte et rigide Syntaxe simple et lisible
Performance Performant, optimisé pour les performances Moins performant, interprété
Gestion de la mémoire Besoin de gérer manuellement la mémoire Gestion automatique de la mémoire (ramassage des ordures)
Portabilité Portable, mais nécessite une compilation spécifique pour chaque plateforme Hautement portable grâce à son interpréteur

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

/* Fichier: bonjour1.c
* affiche 'Bonjour le Monde!!!' à l'écran.
* auteur: John Samuel
* Ceci est un commentaire sur plusieurs lignes
*/


#include <stdio.h> // headers

// Ceci est un commentaire sur une ligne
int main() {
  printf("Bonjour le Monde !!!");
  return 0;
}

Objectif : Ce code utilise des commentaires, inclut le fichier d'en-tête <stdio.h> pour l'utilisation de printf, définit la fonction main comme point d'entrée, utilise printf pour afficher un message, et renvoie 0 pour indiquer une exécution sans erreur.

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

/* Fichier: bonjour2.c
* affiche un message à l'écran en utilisant une variable
* auteur: John Samuel
* Ceci est un commentaire sur plusieurs lignes
*/


#include <stdio.h> // headers

int main() {
  int annee = 2024; //déclaration d'une variable
  printf("Bonjour le Monde!!! C'est l'annee %d", annee);
  return 0;
}

Objectif : Ce code déclare une variable annee, utilise printf pour afficher un message incluant la valeur.

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

La compilation

$ gcc bonjour1.c

Pour voir tous les avertissements (*warnings*) pendant la compilation, vous pouvez utiliser les options -Wall et -Wextra.

$ gcc -Wall -Wextra -o bonjour bonjour.c

L'exécution

$./a.out
Bonjour le Monde!!!

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

La compilation

$ gcc -o bonjour bonjour2.c

L'exécution

$./bonjour
Bonjour le Monde!!! C'est l'annee 2024

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

# Ce programme affiche le message "Bonjour le monde !!!" à l'écran

# Définition de la fonction principale
def main():
    # Affichage du message
    print("Bonjour le monde !!!")

# Vérification si le script est exécuté directement (et non importé comme module)
if __name__ == "__main__":
    # Appel de la fonction principale
    main()

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

L'interpétation et l'exécution

$ python3 bonjour.py

Bonjour le monde!!!

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

C: Commentaires sur une ou plusieurs lignes

// Ceci est un commentaire sur une ligne (c99)

/* Ceci est un
 * commentaire sur
 * quatre lignes
 */

1.7. Langages de programmation de référence : C et Python

Python: Commentaires sur une ou plusieurs lignes

# Ceci est un commentaire sur une ligne

""" Ceci est un
 * commentaire sur
 * quatre lignes
"""

1.8. Les types de données

C: les types de base

Les types de base en C sont les fondations sur lesquelles sont construites toutes les variables et données dans ce langage de programmation.

Types Mots clés Exemples
caractères char 'h', 'a', ...
entiers short, int, long, long long ...,-1,0,1,...
nombres en flottant float, double, long double 3.14, 3.14e23
énumrérations enum ETUDIANT, STAGIAIRE

1.8. Les types de données

C: les types de base

Le choix de stocker des données en un octet, deux octets, quatre octets ou huit octets dépend principalement de la précision nécessaire pour représenter les données.

Un octet, deux octets, quatre octets ou huit octets

1.8. Les types de données

C: les types de base

Les types caractères et entiers

Types Mots-clés
caractère signed char, unsigned char
entier signed short, signed int, signed long, signed long long, unsigned short, unsigned int, unsigned long, unsigned long long

Remarque : La taille des types de base en C n'est pas standardisée car elle dépend de l'architecture matérielle sous-jacente du système sur lequel le code est exécuté, ce qui permet d'optimiser l'utilisation de la mémoire et les performances pour chaque plate-forme.

1.8. Les types de données

C - limits.h: L'intervalle minimum et maximum

L'intervalle minimum et maximum de types de base en utilisant limits.h

Mots clés Intervalle
signed char [SCHAR_MIN, SCHAR_MAX]
unsigned char [0, UCHAR_MAX]

1.8. Les types de données

C - limits.h: L'intervalle minimum et maximum

Mots clés Intervalle
(signed) short int [SHRT_MIN, SHRT_MAX]
unsigned short int [0, USHRT_MAX]
(signed) int [INT_MIN, INT_MAX]
unsigned int [0, UINT_MAX]
(signed) long [LONG_MIN, LONG_MAX]
unsigned long [0, ULONG_MAX]
(signed) long long [LLONG_MIN, LLONG_MAX]
unsigned long long [0, ULLONG_MAX]

1.8. Les types de données

C - float.h - l'intervalle minimum et maximum

L'intervalle minimum et maximum de types flottant en utilisant float.h

Mots clés Intervalle
float [FLT_MIN, FLT_MAX]
double [DBL_MIN, DBL_MAX]
long double [LDBL_MIN, LDBL_MAX]

1.8. Les types de données

Python: types de base

Les principaux types de données en Python :

  1. Entiers (int) : Les entiers sont des nombres entiers sans partie décimale. Par exemple : 1, 2, 3, etc.

  2. Flottants (float) : Les flottants sont des nombres à virgule flottante, c’est-à-dire des nombres avec une partie décimale. Par exemple : 3.14, -0.5, etc.

  3. Chaînes de caractères (str) : Les chaînes de caractères sont des séquences de caractères, telles que des mots ou des phrases. Elles sont délimitées par des guillemets simples ou doubles. Par exemple : “Bonjour”, ‘Bonjour’, etc.

  4. Booléens (bool) : Les booléens sont des valeurs logiques qui peuvent être soit True (vrai), soit False (faux).

1.8. Les types de données

Python: types de base

  1. Listes (list) : Les listes sont des collections ordonnées de valeurs qui peuvent être de n’importe quel type, y compris des listes imbriquées. Elles sont délimitées par des crochets et les éléments sont séparés par des virgules. Par exemple : [1, 2, 3], [“a”, “b”, “c”], etc.

  2. Tuples (tuple) : Les tuples sont des collections ordonnées de valeurs qui peuvent être de n’importe quel type, y compris des tuples imbriqués. Ils sont délimités par des parenthèses et les éléments sont séparés par des virgules. Par exemple : (1, 2, 3), (“a”, “b”, “c”), etc.

  3. Dictionnaires (dict) : Les dictionnaires sont des collections non ordonnées de paires clé-valeur. Les clés sont uniques et les valeurs peuvent être de n’importe quel type. Les dictionnaires sont délimités par des accolades et les paires clé-valeur sont séparées par des virgules. Par exemple : {“nom”: “Jean”, “âge”: 30}, etc.

1.8. Les types de données

Python: types de base

  1. Ensembles (set) : Les ensembles sont des collections non ordonnées d’éléments uniques. Ils sont délimités par des accolades et les éléments sont séparés par des virgules. Par exemple : {1, 2, 3}, {“a”, “b”, “c”}, etc.

  2. Nombres complexes (complex) : Les nombres complexes sont des nombres qui ont une partie réelle et une partie imaginaire. Par exemple : 3 + 4j, -2 - 5j, etc.

1.9. Variables

C: Variables char

Les variables de type "char" en C sont utilisées pour stocker des caractères, mais elles peuvent également être modifiées avec les qualificateurs "signed" (signé) ou "unsigned" (non signé) pour déterminer si elles peuvent représenter des valeurs négatives (signées) ou uniquement des valeurs positives (non signées).

char my_char_var1 = 'a';
char my_char_var2 = -125;
unsigned char my_char_var3 = 225;

Remarque: Remarquez-bien l'utilisation de sous-tiret en nommant les variables

1.9. Variables

C: Variables

char my_char_var = 'a';
unsigned char my_uchar_var = 234;
short my_short_var = -12;
unsigned short my_ushort_var = 65535;
int my_int_var = 12;
unsigned int my_uint_var = 3456;
long my_long_var = -1234553L;
unsigned long my_ulong_var = 234556UL;
long long my_llong_var = 1123345LL;
unsigned long long my_ullong_var = 1234567ULL;
float my_float_var = 3.14;
double my_double_var = 3.14E-12;
long double my_long_double_var = 3.14E-22;

1.9. Variables

C: Énumrérations

Les énumérations en C sont un moyen de définir un nouveau type de données personnalisé pour représenter un ensemble fini de valeurs entières nommées. Elles sont utiles pour rendre le code plus lisible et compréhensible.

enum status {ETUDIANT, STAGIAIRE}; // ETUDIANT = 0, STAGIAIRE = 1
enum status s = ETUDIANT;
enum status {ETUDIANT=1, STAGIAIRE}; // STAGIAIRE = 2
enum status {ETUDIANT=1, STAGIAIRE=14, ENSEIGNANT}; // ENSEIGNANT = 15
enum boolean {FAUX=0, VRAI};

Remarque: enum: unsigned int

1.9. Variables

C: sizeof

sizeof (char) //type
sizeof (my_uchar_var) //variable
printf("sizeof(char): %lu\n", sizeof (char));
printf("sizeof(long long int): %lu\n", sizeof (long long int));
printf("sizeof(my_char_var): %lu\n", sizeof (my_char_var));

Remarque 1: sizeof donne la taille d'une variable en octets ou d'un type de données.

Remarque 2: La valeur retournée peut varier, mais la taille d'une variable de type caractère est de 1 octet.

Remarque 3: La valeur retournée est du type "unsigned long int". C'est pourquoi nous utilisons "%lu".

1.9. Variables

Python : sys.getsizeof()

L'objectif de la fonction sys.getsizeof() en Python est de retourner la taille en octets d'un objet spécifique. Cette fonction est utile pour connaître la taille mémoire d'un objet, ce qui peut être utile pour l'optimisation de la mémoire ou pour comprendre comment les objets sont stockés en mémoire.

1.9. Variables

Python : sys.getsizeof()

import sys

i = 10
f = 3.14159
s = "Bonjour"

# Affiche la taille en octets (varie en fonction de la plateforme)
print("Taille (int): ", sys.getsizeof(i)) # 28
print("Taille (float): ", sys.getsizeof(f)) # 24
print("Taille (str): ", sys.getsizeof(s)) # 56

1.9. Variables

Python : sys.getsizeof() et len()

len() est une fonction intégrée à Python qui retourne le nombre d'éléments dans un objet séquentiel, tel qu'une liste, un tuple, une chaîne de caractères, etc. Elle compte le nombre d'éléments dans l'objet, mais ne prend pas en compte la taille mémoire de l'objet lui-même.

import sys
# Création d'une liste avec 10 entiers
ma_liste = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
# Obtenir la longueur de la liste
longueur_liste = len(ma_liste)
print(longueur_liste)  # Affiche 10
# Obtenir la taille de la liste
taille_liste = sys.getsizeof(ma_liste)
print(taille_liste)  # Affiche la taille de la liste en octets (varie en fonction de la plateforme)

1.9. Variables

Tableau

Les tableaux sont des structures de données permettant de stocker un ensemble de valeurs du même type sous un même nom, organisées de manière séquentielle.

1.9. Variables

Tableaux de tableaux

Les tableaux à deux indices sont des structures de données qui permettent de stocker des données dans une matrice rectangulaire.

Les tableaux à deux indices sont utiles pour stocker des données tabulaires, des images, des matrices, etc.

1.9. Variables

Tableaux de tableaux

Les tableaux à plusieurs indices sont des structures de données permettant de stocker des données dans des dimensions multiples.

Les tableaux à plusieurs indices sont utilisés pour stocker des données tridimensionnelles, telles que des voxels dans une image 3D, des matrices 3D, des jeux de données multidimensionnels, etc.

1.9. Variables

Déclaration: Tableaux de caractères

Pour déclarer un tableau, spécifiez le type des éléments qu'il contiendra, suivi du nom du tableau et de sa taille entre crochets.

par exemple

int tableau[5];

déclare un tableau d'entiers de taille 5.

char nom[20];

déclare un tableau de caractères (ou une chaîne de caractères) de taille 20.

Remarque: Langage C n'a pas un type nommé 'string'.

1.9. Variables

Déclaration: taille fixe

Les tableaux ont une taille fixe à la déclaration, qui ne peut pas être modifiée pendant l'exécution.

Exemple :

int itableau[20];
float ftableau[20];
double dtableau[20];

Objectif :

1.9. Variables

Initialisation: tableau à une dimension

Exemple :

int i;
int tableau[20];
for ( i = 0; i < 20; i++) {
 tableau[i] = i;
}

1.9. Variables

Initialisation: tableau à une dimension

Exemple :

int prix[5] = { 11, 12, 13, 14, 15 };
int chambres[] = { 301, 302, 303 };
char message[] = "Bonjour Le Monde!!";

Remarque: Nous n'avons pas écrit la taille de chambres, message

1.9. Variables

Initialisation: tableau à une dimension

Exemple :

int prix[5] = { 11, 12, 13, 14, 15 };
sizeof (prix) // 5 * sizeof(int)

1.9. Variables

Initialisation: tableau à une dimension

Exemple :

int chambres[] = { 301, 302, 303 };
sizeof (chambres) // 3 * sizeof(int)

1.9. Variables

Initialisation: tableau à une dimension

Exemple :

char message[] = "Bonjour Le Monde!!"; sizeof (message) // (18 + 1 (NULL)) * sizeof(char)

1.9. Variables

Tableaux à deux indices

int prix[2][2] = {
  {11, 12},
  {13, 14}
};
sizeof (prix) // 2 * 2 * sizeof(int)

1.9. Variables

Initialisation: Tableaux à deux indices

int chambres[][2] = {
  {201, 202},
  {301, 302}
};
sizeof (chambres) // 2 * 2 * sizeof(int)

Remarque: Nous n'avons pas précisé le nombre de lignes pour chambres.

1.9. Variables

Initialisation: Tableaux à deux indices

char message[2][11] = {"Bonjour", "Le Monde!!"};
sizeof (message) // 2 * 11 * sizeof(char)

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Afficher à l'écran

printf("%d", my_int_var);
printf("%f", my_float_var);

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Mots clés Code de conversion
char c
unsigned char hhu
short hd
unsigned short hu
int d, i
unsigned int u
long int ld
unsigned long int lu

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Mots clés Code de conversion
long long int lld
unsigned long long int llu
float f, F,e, E
double g, G
long double Lg, LG, Le, LE
string of characters s

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Character Code de conversion
Retour-chariot \n
Tabulation \t

1.10. Interactions avec l'utilisateur

/* Fichier: addition.c
* affichage de la somme des nombres
* saisis par l'utilisateur */

#include <stdio.h> // en-têtes(headers)

int main(int argc, char ** argv) {
 int num1, num2;
 printf("Tapez numéro 1");
 scanf("%d", &num1);
 printf("Tapez numéro 2");
 scanf("%d", &num2);
 printf("La somme: %d\n", num1 + num2);
 return 0;
}

L'objectif de la fonction scanf est de permettre à un programme de lire et de stocker des données à partir de l'entrée standard (généralement le clavier) ou d'autres flux d'entrée, en fonction d'un format spécifié.

Remarque: Regardez l'opérateur &.

1.10. Interactions avec l'utilisateur

/* Fichier: addition.c
* affiche la somme de deux numéros
* saisis par l'utilisateur
* auteur: John Samuel
*/


#include <stdio.h> // en-têtes(headers)

int main(int argc, char ** argv) {
 int num1, num2;
 printf("Tapez deux numéros: ");
 scanf("%d %d", &num1, &num2);
 printf("La somme: %d\n", num1 + num2);
 return 0;
}

Remarque: Regardez l'opérateur &. L'opérateur & est utilisé pour obtenir l'adresse mémoire des variables num1 et num2, de sorte que les valeurs entrées par l'utilisateur puissent être stockées à ces emplacements en mémoire.

1.10. Interactions avec l'utilisateur

/* Fichier: bonjour5.c
* affiche un message à l'écran en utilisant scanf.
* auteur: John Samuel
*/


#include <stdio.h> // en-têtes(headers)

int main(int argc, char ** argv) {
 char nom[50];
 printf("Bonjour. Votre nom? ");
 scanf("%s", nom);
 printf("Bonjour %s!", nom);
 return 0;
}

Remarque: Regardez nom sans l'opérateur &. Lorsque vous utilisez la fonction scanf pour lire une chaîne de caractères à l'aide du format "%s", vous n'avez pas besoin d'inclure le symbole & devant la variable nom. La raison en est que nom est déjà un pointeur vers un tableau de caractères (c'est-à-dire un pointeur vers la première case mémoire du tableau), et scanf s'attend à recevoir l'adresse de la mémoire où stocker la chaîne de caractères. Par conséquent, nom en tant que pointeur fournit cette adresse.

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Mots clés Code de conversion
char c
unsigned char hhu
short hd
unsigned short hu
int d, i
unsigned int u
long int ld
unsigned long int lu

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Mots clés Code de conversion
long long int lld
unsigned long long int llu
float f, F
double g, G
long double Lg
string of characters s

1.10. Interactions avec l'utilisateur

/* Fichier: fgets-message.c
* affichage d'une phrase entrée par un utilisateur
* la phrase peut contenir un espace
* auteur: John Samuel
*/


#include <stdio.h> // en-têtes(headers)

int main(int argc, char ** argv) {
 char message[50];
 printf("Tapez votre message: ");
 fgets(message, sizeof(message), stdin);
 printf("Votre message: %s\n", message);
 return 0;
}

Remarque: Regardez le paramètre stdin.La fonction fgets est utilisée pour lire une ligne de texte depuis l'entrée standard ( stdin) et stocker cette ligne dans la variable message. La taille du tampon de destination ( message) est spécifiée par sizeof(message), ce qui permet de garantir que la fonction ne lira pas plus de caractères que ce que le tampon peut contenir, évitant ainsi les dépassements de mémoire.

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

Unicode

Unicode est un standard qui définit une manière unique de représenter les caractères de toutes les langues du monde. Il attribue un code unique à chaque caractère, appelé “point de code” ou “codepoint”. Unicode est utilisé pour représenter les caractères dans les ordinateurs, les téléphones et les autres appareils électroniques.

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

UTF-8

UTF-8 (Unicode Transformation Format 8) est un encodage de caractères qui utilise une séquence variable de 1 à 4 octets pour représenter chaque caractère Unicode. UTF-8 est l’encodage le plus couramment utilisé pour les caractères sur Internet et est pris en charge par la plupart des systèmes d’exploitation et des langages de programmation.

Voici comment UTF-8 fonctionne :

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

UTF-16

UTF-16 (Unicode Transformation Format 16) est un encodage de caractères qui utilise 2 octets pour représenter chaque caractère Unicode. UTF-16 est utilisé par les systèmes d’exploitation Windows et est pris en charge par de nombreux langages de programmation.

Voici comment UTF-16 fonctionne :

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

UTF-16

Voici comment UTF-16 fonctionne :

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

UTF-32

UTF-32 (Unicode Transformation Format 32) est un encodage de caractères qui utilise 4 octets pour représenter chaque caractère Unicode. UTF-32 est utilisé dans certains systèmes d’exploitation et est pris en charge par certains langages de programmation.

Voici comment UTF-32 fonctionne :

1.10. Interactions avec l'utilisateur

Unicode, UTF-8, UTF-16 (encodage)

Encodage/Décodage

L’encodage et le décodage sont des processus qui permettent de convertir des données entre différents formats. Dans le contexte des caractères, l’encodage consiste à convertir des caractères en une séquence de bits (0 et 1) qui peuvent être stockés ou transmis par un ordinateur. Le décodage est l’opération inverse, qui consiste à convertir une séquence de bits en caractères.

UTF-8 est l’encodage le plus couramment utilisé pour les caractères sur Internet, UTF-16 est utilisé par les systèmes d’exploitation Windows, et UTF-32 est utilisé dans certains systèmes d’exploitation et langages de programmation.

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs arithmétiques

Les opérateurs arithmétiques en C sont des symboles spéciaux tels que "+", "-", "*", "/", et "%" utilisés pour effectuer des opérations mathématiques telles que l'addition, la soustraction, la multiplication, la division et le modulo sur des valeurs numériques, facilitant ainsi la manipulation des données numériques dans les programmes.

Opérateur Objectif
+ addition
- soustraction
* multiplication
/ division
% modulus

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs arithmétiques

int a = 20, b = 10;
Opérateur Exemple Résultat
+ a + b 30
- a - b 10
* a * b 200
/ a / b 2
% a % b 0

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs relationnels

Les opérateurs relationnels en C, tels que "==", "!=", "<", ">" , "<=" , et ">=" , sont utilisés pour comparer des valeurs numériques ou des expressions et renvoient une valeur booléenne (vrai ou faux) en fonction de la relation spécifiée, ce qui permet de prendre des décisions conditionnelles dans les programmes en évaluant des conditions.

Opérateur Objectif
< inférieur
<= inférieur ou égale
> supérieur
>= supérieur ou égale
== égale
!= différent

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs relationnels

int a = 20, b = 10;
Opérateur Exemple Résultat
< a < b 0
<= a <= b 0
> a > b 1
>= a >= b 1
== a == b 0
!= a != b 1

Remarque: Une valeur différente de zéro est considérée comme VRAIE et la valeur zéro est considérée comme FAUSSE.

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs logiques

Les opérateurs logiques en C, tels que "&&" (ET logique), "||" (OU logique) et "!" (NON logique), sont utilisés pour combiner des expressions booléennes et effectuer des opérations de logique booléenne, ce qui permet de prendre des décisions conditionnelles complexes en évaluant plusieurs conditions simultanément dans les programmes.

int a = 20, b = 0;
Opérateur Objectif Exemple Résultat
! Négation !a 0
&& Et a && b 0
|| Ou a || b 1

Remarque: Une valeur différente de zéro est considérée comme VRAIE et la valeur zéro est considérée comme FAUSSE.

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs d'incrementation

Les opérateurs d'incrémentation en C, "++" (incrémentation) et "--" (décrémentation), sont utilisés pour augmenter ou diminuer la valeur d'une variable numérique de 1, ce qui facilite les itérations et les mises à jour de variables dans les boucles et les calculs.

int a = 20, b = 0;
Opérateur Exemple Résultat
a++ b = a++ a = 21, b = 20
++a b = ++a a = 21, b = 21
a-- b = a-- a = 19, b = 20
--a b = --a a = 19, b = 19

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs de manipulation de bits

Les opérateurs de manipulation de bits en C, tels que "&" (ET bit à bit), "|" (OU bit à bit), "^" (OU exclusif bit à bit) et "~" (NON bit à bit), permettent de réaliser des opérations de manipulation au niveau des bits au sein des données binaires, ce qui est utile pour effectuer des opérations de masquage, de décalage et de gestion de bits individuels dans les programmes.

Bit 1 Bit 2 & | ^ (XOR)
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 0 0 1 1
1 1 1 1 0

Remarque: Les valeurs ci-dessus (0 et 1) sont des bits binaires et non des valeurs entières.

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs de manipulation de bits

int a = 0b01000100;
Opérateur Objectif Exemple Résultat
~ Négation ~a 0xffffffbb
& ET a & 0x4 0x4
| OR a | 0x2 0x46
^ XOR a ^ 0x4 0x40
<< décalage à gauche a << 1 0x88
>> décalage à droite a >> 1 0x22

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs d'affectation

Les opérateurs d'affectation de bits en C, tels que "&=", "|=", "^=", "<<=", et ">>=" , sont utilisés pour combiner des opérations de manipulation de bits avec une opération d'affectation. Ils permettent de modifier les valeurs d'une variable en fonction du résultat d'une opération de manipulation de bits, ce qui simplifie la gestion des données au niveau des bits. Remarque: a op = b ::- a = a op b

Opérateur Objectif Exemple
= equal a = b
+= addition a += b
-= substraction a -= b
*= multiplication a *= b
/= division a /= b
%= modulo a %= b

1.11. Les opérateurs

Les opérateurs d'affectation

Opérateur Objectif Exemple
&= ET a &= b
|= OU a |= b
^= XOR a ^= b
<<= décalage à gauche a <<= b
>>= décalage à droite a >>= b

Remarque: a op = b ::- a = a op b

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels

if

if (condition) {
 ...
}

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels

if

int a = 20, b = 0;
if (a > b) {
 printf("a est supérieur à b");
}

L'objectif est de vérifier si la valeur de a est supérieure à celle de b et d'afficher un message si la condition est vraie.

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels

if

Les instructions if...else if...else permettent d'exécuter un bloc de code en fonction de plusieurs conditions alternatives.

if (condition1) {
 ...
} else if (condition2) {
 ...
} else {
 ...
}

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels

if

Les instructions if...else if...else permettent d'exécuter un bloc de code en fonction de plusieurs conditions alternatives.

if (condition1) {
 ...
} else if (condition2) {
 ...
} else {
 ...
}
Remarque 1: Toutes les nombres non nulles sont ont considérées comme vrai ('TRUE')
Remarque 2: else est optionnel

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels

if

int a = 20, b = 0;
if (a > b) {
 printf("a est supérieur à b");
} else if (a < b) {
 printf("a est inférieur à b");
} else {
 printf("a égale b");
}

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels (choix)

switch

switch est utilisée pour sélectionner une action à exécuter en fonction de la valeur de l'expression fournie.

switch (expression) {
 case valeur1 : instructions1
 case valeur2 : instructions2
 ...
 default : instructionsn
}

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels (choix)

switch

switch (expression) {
 case valeur1 : instructions1
 case valeur2 : instructions2
 ...
 default : instructionsn
}

1.12. Structures de contrôle: les branchements conditionnels (choix)

switch

int a = 20;
switch (a) {
 case 10 : instructions1
  break;
 case 20 : instructions2
 case 30 : instructions3
  break;
 ...
 default : instructionsn
}

Remarque:Le code exécute instructions2 et continue à exécuter instructions3 car il n'y a pas de break après instructions3.

1. Questions

Que sera-t-il affiché à l'écran suite à l'exécution de ce programme?

if (1) {
  printf("Hi");
} else {
  printf("Bonjour");
}

1.12. Structures de contrôle: les boucles

for

for(initialisation;condition;actualisation){
 ...
}

L'objectif de la boucle for en programmation est de répéter un bloc de code un certain nombre de fois en suivant les étapes suivantes

1.12. Structures de contrôle: les boucles

for

Ces étapes permettent de créer des boucles flexibles qui peuvent être utilisées pour parcourir des éléments d'une liste, effectuer des calculs répétitifs, ou exécuter des actions itératives. La boucle for est couramment utilisée pour simplifier la gestion des itérations dans un programme.

for(initialisation;condition;actualisation){
 ...
}

1.12. Structures de contrôle: les boucles

for

int a = 0;
for( a = 0; a < 10; a++){
 ...
}

L'objectif de ce code est d'initialiser la variable a à 0, puis de répéter un bloc de code tant que a est inférieur à 10, en augmentant la valeur de a à chaque itération.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

for

int a = 0;
for(; a < 10; ){
 ...
}

L'objectif de ce code est de répéter un bloc de code tant que la variable a est inférieure à 10, en utilisant une initialisation préalable de a à 0 et en omettant l'actualisation de a à l'intérieur de la boucle.

Remarque: Une ou toutes les instructions d'initialisation, de condition ou d'actualisation peuvent être manquant.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

for

int a = 0;
for( a = 0; a < 10; a++){
 ...
  a += 2 ;
 ...
}

L'objectif de ce code est d'initialiser la variable a à 0, puis de répéter un bloc de code tant que a est inférieur à 10, en augmentant la valeur de a de 2 à chaque itération à l'intérieur de la boucle, tout en incrémentant a de 1 avec l'opérateur a++ à chaque fin d'itération.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

while

La boucle while maintient l'exécution d'un bloc de code tant que la condition entre les parenthèses reste vraie.

while(condition){
 ...
}

1.12. Structures de contrôle: les boucles

while

int a = 20;
while(a > 0){
 ...
 a--;
 ...
}

Ce code maintient la répétition d'un bloc de code tant que la valeur de la variable a est supérieure à 0, en la décrémentant à chaque itération.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

while

int a = 0;
while(a < 20){
 ...
 a++;
 ...
}

Ce code vise à répéter un bloc de code tant que la valeur de la variable a est inférieure à 20, en l'incrémentant à chaque itération.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

do..while

La boucle do..while garantit l'exécution d'un bloc de code au moins une fois avant de répéter son exécution tant que la condition spécifiée reste vraie.

do{
 ...
} while(condition);

1.12. Structures de contrôle: les boucles

do..while

int a = 20;
do{
 ...
  a --;
 ...
} while(a > 0);

Ce code exécute un bloc de code au moins une fois, puis le répète tant que la valeur de la variable a est supérieure à 0, en décrémentant a à chaque itération.

1.12. Structures de contrôle: les boucles

do..while

int a = 0;
do{
 ...
  a ++;
 ...
} while(a < 20);

Ce code garantit l'exécution d'un bloc de code au moins une fois, suivi de répétitions tant que la valeur de la variable a est inférieure à 20, en l'incrémentant à chaque itération.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

break (branchements inconditionnels)

L'instruction break est utilisée pour interrompre prématurément l'exécution d'une boucle (par exemple, for ou while) ou d'un bloc de commutation switch. Lorsque break est rencontré, le programme sort immédiatement de la structure de contrôle dans laquelle il se trouve, sans attendre la fin normale de la condition ou de la boucle. Cela permet de quitter la structure dès qu'une condition souhaitée est atteinte ou lorsqu'une sortie anticipée est nécessaire.

do{
 ...
 if (condition 1) {
  ...
  break;
 }
 ...
} while(condition 2);

1.12. Structures de contrôle: les sauts

break ((branchements inconditionnels)

do{
 ...
 if (condition 1) {
  ...
  break;
 }
 ...
} while(condition 2);

Ce code vise à exécuter un bloc de code au moins une fois, puis à répéter son exécution tant que condition 2 est vraie, tout en utilisant break pour sortir de la boucle si condition 1 est satisfaite.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

continue (branchements inconditionnels)

L'instruction continue est utilisée pour passer immédiatement à l'itération suivante d'une boucle (par exemple, for ou while), en ignorant le reste du code à l'intérieur de la boucle pour cette itération particulière. Elle permet de sauter l'exécution des instructions restantes dans la boucle et de passer à la prochaine itération, ce qui est utile pour gérer des cas spécifiques sans quitter complètement la boucle.

do{
 ...
 if (condition 1) {
  ...
  continue;
 }
 ...
} while(condition 2);

1.12. Structures de contrôle: les sauts

continue (branchements inconditionnels)

do{
 ...
 if (condition 1) {
  ...
  continue;
 }
 ...
} while(condition 2);

Ce code a pour objectif d'exécuter un bloc de code au moins une fois, puis de le répéter tant que condition 2 est vraie, en utilisant continue pour sauter le reste du code dans une itération si condition 1 est satisfaite.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

break (branchements inconditionnels)

while(condition 1){
 ...
 if (condition 2) {
  ...
  break;
 }
 ...
};

Dans ce code, l'objectif est d'exécuter un bloc de code tant que condition 1 est vraie, en utilisant break pour sortir de la boucle si condition 2 est satisfaite à l'intérieur de cette boucle.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

continue (branchements inconditionnels)

while(condition 1){
 ...
 if (condition 2) {
  ...
  continue;
 }
 ...
};

Dans ce code, l'objectif est d'exécuter un bloc de code tant que condition 1 est vraie, en utilisant continue pour passer à l'itération suivante de la boucle si condition 2 est satisfaite à l'intérieur de cette boucle.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

break (branchements inconditionnels)

for(initialisation;condition 1;actualisation){
 ...
 if (condition 2) {
  ...
  break;
 }
 ...
};

L'objectif de ce code avec la boucle "for" est d'initialiser une variable, puis de répéter un bloc de code tant que condition 1 est vraie, en utilisant break pour sortir de la boucle si condition 2 est satisfaite à l'intérieur de celle-ci.

1.12. Structures de contrôle: les sauts

continue (branchements inconditionnels)

for(initialisation;condition 1;actualisation){
 ...
 if (condition 2) {
  ...
  continue;
 }
 ...
};

L'objectif de ce code avec la boucle "for" est d'initialiser une variable, puis de répéter un bloc de code tant que condition 1 est vraie, en utilisant continue pour sauter le reste du code dans une itération si condition 2 est satisfaite à l'intérieur de la boucle.

1. Questions

Écrivez un programme qui affiche 0..20 en ordre croissant et décroissant utilisant for, while et do..while.

1. Questions

Écrivez un boucle infini en utilisant for, while, do..while.

1. Principes des langages de programmation: Références

Références

Crédits d'images