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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Chapitre 3. Introduction au langage C
Quelques propriétés du langage C :
– utilisation intensive des fonctions ;– au début, langage faiblement typé (au contraire de Pascal) ;– C est un langage structuré ;
– une programmation de bas niveaux est possible (manipulation de bits)– utilisation intensive des pointeurs.
Pourquoi C est-il devenu un langage largement utilisé ?
– il possède des constructions de haut niveau ;– il est possible de développer des programmes très proches de la
machine ;
– le langage C produit des programmes efficaces ;– des compilateurs existent pour un grand nombre de machines.
M. KRAJECKI 1 DESS IAS – Année 2003-2004
Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
1. Type, variables et affectation
Un mot mémoire est une suite de chiffres en binaire (0 ou 1). Il est composé
d’un nombre fixe de bits (par exemple 8, 16, 32 ou 64). Une suite de 8 bitsest appelé un octet ou byte.
Un type définit une méthode d’interprétation d’un mot mémoire. Parexemple, le type entier permet une représentation binaire des nombresentiers et le type caractère, une représentation binaire d’un caractère.
Le nombre de mots mémoire associés à chaque type est dépendant de la
version d’UNIX utilisée, cependant le type char est pratiquement toujourscodé sur un octet.
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Types du langage C
Les principaux types du langage C sont :
– int : les entiers signés ;– unsigned int : les entiers non signés ;– char : les caractères ;– float : les réels ;– double : les réels à double précision.
Attention : il n’existe pas en C de type booléen. C’est à vous de le définir (àl’aide du type caractère ou entier).
Voici un petit programme C (stocké dans le fichier taille.c) vouspermettant de connaître le nombre d’octets utilisés pour coder chaque type
élémentaire...
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Un premier programme
main() {
printf("char : %d\n", sizeof(char)) ;
printf("int : %d\n", sizeof(int)) ;
printf("float : %d\n", sizeof(float)) ;
printf("double : %d\n", sizeof(double)) ;
}
Il ne reste qu’à le compiler et à l’exécuter (sur PC avec Linux)...
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Explications
$ gcc taille.c
$ a.out
char : 1
int : 4
float : 4
double : 8
Donc le type double est codé sur 8 octets.
Examinons plus en détail ce premier programme C :– un programme C est un ensemble de fonctions ;– ces fonctions peuvent éventuellement ne pas rendre de résultat ;– elles sont définies dans un ou plusieurs fichiers source.
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Explications
Chaque fonction est constituée par une suite d’instructions.Chaque instruction est terminée par;.Il exite une fonction particulière, la fonction main() qui définit le pointd’entrée du programme.
La fonction printf permet d’afficher une chaîne de caractères sur la sortiestandard. L’instruction :
printf("char : %d\n", sizeof(char)) ;
demande l’affichage de la chaîne de caractères "char : " suivie d’un entier(%d) qui est passé en paramètre à la fonction printf (sizeof(char)).
La fonction sizeof a pour résultat la taille mémoire en octets associée auparamètre qui peut être soit un type (char), soit une variable.
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Variable et affectation
Une variable est désignée par un nom et un type qui sont invariables aucours de l’exécution du programme. À chaque variable est associée un ouplusieurs mots mémoire.
L’affectation permet de donner une valeur à une variable. Les deuxparamètres de l’affectation doivent avoir des types compatibles. Par
exemple :
a,b : entier int a, b;
a � 5 a = 5;
b � a b = a;
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Opérateurs et négation
Le test d’égalité est effectué à l’aide de l’opérateur ==.Le résultat de cette opération est 1 si les 2 opérandes sont égales, 0sinon.
On peut également utiliser les différents opérateurs arithmétiques (+,-, *, /).
Il existe des opérateurs de comparaison (<, >, <=, >=) ainsi que desopérateurs booléens et (&&), ou (||), la négation (!) .
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Les pointeurs
Il existe également en C, un type pointeur qui permet de désigner l’adressemémoire où est stockée une variable. Voici un cours exemple de sonutilisation et son résultat :
main() {
int a, b, *pa, *pb ;
a = 5 ;
b = 23 ;
pa = &a ; /* pa contient l’adresse
mémoire où est stockée a */
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Les pointeurs (exemple)
pb = &b ;
printf("a= %d, pa = %d\n", a, pa) ;
printf("b= %d, pb = %d\n", b, pb) ;
pb = pa ;
*pb = 10 ;
/* le contenu de la variable désignée par pb
prend la valeur 10 */
printf("Après la modification :\n");
printf("a= %d, pa = %d\n", a, pa) ;
printf("b= %d, pb = %d\n", b, pb) ;
}
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2. Schémas itératifs
Les conditionnelles : supposons, que nous ayons à écrire un algorithmequi a pour but la comparaison de 2 entiers. Cet algorithme se formule de la
façon suivante.
a, b, min : entier int a, b, min;
Si a<b alors if (a<b) {
min � a min = a;
Sinon } else {
min � b min = b;
Fsi }
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Les conditionnelles (généralisation)
Plus généralement, une conditionnelle s’exprime ainsi :
Si exp1 alors if (exp1) {
suite-inst1 suite-inst1;
SinonSi exp2 alors } else if (exp2) {
suite-inst2 suite-inst2;
... ...
SinonSi expn-1 alors } else if (expn-1) {
suite-instn-1 suite-instn-1;
SinonSi expn alors } else if (expn) {
suite-instn suite-instn;
Fsi }
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Exemple : résolution d’un polynome du second degré
#include <math.h>
main() {
int a, b, c ;
printf("Résolution\n");
printf("Valeur de a ? ") ; scanf("%d", &a) ;
printf("\n Valeur de b ? ") ; scanf("%d", &b) ;
printf("\n Valeur de c ? ") ; scanf("%d", &c) ;
printf("\n Racine de %d x^2 + %d x + %d :\n",
a, b, c) ;
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Résolution d’un polynome du second degré (suite)
if (a==0)
if (b==0)
if (c==0)
printf("Tout x est solution.\n");
else
printf("Pas de solution.\n");
else
printf("%f est solution.\n", (float) c/b) ;
else
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Résolution d’un polynome du second degré (suite)
else {
int delta = b*b -4*a*c ;
if (delta < 0)
printf("Pas de solution réelle.\n") ;
else if (delta == 0)
printf("Sol. double : %f.\n", (float)-b/(2*a)) ;
else {
float rac = sqrt(delta) ;
printf("x1 = %f, x2 = %f.\n", (-b-rac)/(2*a),
(-b+rac)/(2*a));
} } }
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Les boucles pour
L’itération bornée permet d’exécution un nombre fixe de fois un bloc
d’instructions.
Pour i de indmin à indmax faire for(i=indmin; i<=
indmax; i=i+1){
suite_inst suite_inst;
Fpour }
Par exemple, pour calculer n !, voici un petit programme...
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Remarques sur les boucles pour
Quand on arrive à la fin de la boucle pour, la variable de contrôle estautomatiquement incrémentée de
�, puis le programme teste si la borne
supérieure est atteinte. Si non, on recommence les instructions qui sontdans la boucle avec la nouvelle valeur de la variable de contrôle.
La variable de contrôle doit être de type scalaire (entier, caractère).
La valeur de la variable est indeterminée à la fin d’une boucle : défense del’utiliser à nouveau sans réinitialisation.
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Calcul de n !
main() {
int n, nb, produit = 1 ;
printf("Factorielle\n");
printf("n = ? ") ;
scanf("%d",&n) ;
for(nb = 1 ; nb <= n ; nb++)
produit = produit * nb ;
printf("\n factorielle(%d) = %d\n", n, produit);
}
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Itération non bornée
Il existe en C une itération non bornée qui s’exécute tant qu’une conditionde continuation (expression booléenne) est vérifiée.
Tant que exp faire while(exp) {
suite_inst ; suite_inst;
Ftantque }
Attention : si l’expression booléenne est fausse la première fois, la suited’instructions n’est pas exécutée. Par contre, si l’expression est toujoursvraie, une boucle infinie apparaît et le programme ne termine pas.
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Exemple : calcul du PGCD de deux entiers
main() {
int a, b ;
printf("a = ") ;
scanf("%d", &a);
printf("\nb = ");
scanf("%d", &b);
while (a != b) {
if (a>b) a = a - b ;
else b = b - a ; }
printf("\n PGCD = %d\n", a);
}
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3. Définition de fonctions et procédures
Une fonction est un bloc (une suite) d’actions (d’instructions), nommé etéventuellement paramétré permettant d’obtenir un résultat.
Une fonction est déclarée afin de pouvoir ensuite l’appeler par son nom.
On distingue trois types de paramètres :
1. paramètres en entrée (initialisés avant l’appel à la fonction) ;
2. paramètres de sortie (calculés par la fonction) ;
3. paramètres en entrée et sortie (initialisés avant l’appel et modifiés par lafonction).
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Exemple : calcul du PGCD
int pgcd(int a, int b) {
while (a != b) {
if (a>b)
a = a - b ;
else
b = b - a ;
}
return(a) ;
}
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Calcul du PGCD
main() {
int u, v, p ;
printf("a = ") ;
scanf("%d", &u);
printf("\nb = ");
scanf("%d", &v);
p = pgcd(u,v) ;
printf("\n PGCD = %d\n", p);
}
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Définition d’une procédure
Une procédure regroupe et nomme un ensemble d’instructionséventuellement paramétré.
Comme pour les fonctions, on distingue trois types de paramètres : en
entrée, en sortie ou bien en entrée/sortie.
Exemple :
un nombre est dit parfait, s’il est égal à la somme de ses diviseurs. Lepremier nombre parfait est 6, car
��� ���������. Voici un programme en C qui
affiche tous les nombres parfaits inférieurs à��
...
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Les nombres parfaits
void NombreParfait(int n){
int i, d, nb ;
for(i=2; i<n; i++){
nb = 1 ;
for(d=2; d<i; d++)
if (i%d==0) nb+=d ;
if (nb==i) printf("%d est un parfait\n", i);
}
}
main() {
NombreParfait(100) ;
}
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Passage de paramètres
Nous avons déjà vu qu’il existe trois types de paramètres : les paramètresen entrée, en sortie et en entrée/sortie.
Les paramètres en entrée doivent être initialisés avant l’appel de la fonction :– si la fonction modifie ces paramètres, ces modifications seront perdues
après l’exécution de la fonction ;– le compilateur C réalise dans ce cas un passage par valeur ;– il alloue une variable temporaire pour chaque paramêtre en entrée et
recopie sa valeur ;– la fonction n’aura alors pas accès directement au paramètre mais
seulement à sa copie.
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Les paramètres en sortie
Les paramètres en sortie sont modifiés par l’appel de fonction :
– pour que cette opération soit possible, il est nécessaire de fournirl’adresse mémoire du paramètre en entrée ;
– la fonction doit être en mesure de modifier directement leparamètre ;
– c’est pourquoi, les paramètres en sortie sont transmis en utilisantdes pointeurs ;
– c’est le même mécanisme qui est utilisé pour les paramètres enentrée/sortie.
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Une procédure qui calcule le PGCD de 2 entiers
void pgcd(int a, int b, int *resultat) {
while (a != b) {
if (a>b)
a = a - b ;
else
b = b - a ;
}
*resultat = a ;
}
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Algorithmique et programmation C Chap. 3 – Introduction au langage C
Une procédure qui calcule le PGCD de 2 entiers
main() {
int a, b, r ;
printf("a = ") ;
scanf("%d", &a);
printf("b = ");
scanf("%d", &b);
pgcd(a, b, &r) ;
printf("PGCD = %d\n", r);
}
M. KRAJECKI 29 DESS IAS – Année 2003-2004
