C : calculs et structures de contrôle

C : calculs et structures de controle

C : calculs et structures de controle 1 / 44

1 Operateurs et calculsOperateurs

2 Les instructions conditionnellesBouleens

3 Les boucles


Credits

Sur la bibliotheque math.h

Sur les operateurs arithmetiques et la difference entre instruction etexpression

Sur les expressions conditionnelles et les boucles

Sur les subtilites (Hors Programme) de l’incrementation


https://fr.wikipedia.org/wiki/Math.h

https://zestedesavoir.com/tutoriels/755/le-langage-c-1/1042_les-bases-du-langage-c/4535_les-operations-mathematiques/

https://zestedesavoir.com/tutoriels/755/le-langage-c-1/1042_les-bases-du-langage-c/4535_les-operations-mathematiques/

https://openclassrooms.com/fr/courses/19980-apprenez-a-programmer-en-c

Operateurs et calculs



3 Les boucles


Operateurs et calculs Operateurs



3 Les boucles



5 operateurs sans surprise♥

Les operateurs arithmetiques ne devraient pas surprendre les utilisateurs dePython :

l’addition +

la soustraction -

la multiplication *

la division / (euclidienne ou flottante)

le modulo % .



Convention

Dans ce qui suit, on indique uniquement les operations a realiser mais onomet l’empaquetage dans la fonction main et les importations.



Exemple

Avec

1 i n t n1 = 2 ;2 i n t n2 = 3 ;3 p r i n t f ( ”%i+%i=%i \n” , n1 , n2 , n1+n2 ) ;

On obtient :

2+3=5



Exemple

Avec

1 i n t n1 = 2 ;2 i n t n2 = 3 ;3 p r i n t f ( ”%i*% i=%i \n” , n1 , n2 , n1*n2 ) ;

On obtient :

2*3=6



Exemple

Avec

1 p r i n t f ( ”%i−%f=%f \n” , 3 , 5 . 6 ,3−5 . 6) ; // c o e r c i t i o n de t y p e2

On obtient

3 -5.600000= -2.600000

On observe que, comme en Python, le type entier est transforme enflottant lorsque les operandes sont des deux types.



Exemple

Avec

1 p r i n t f ( ”%i /% i=%i \n” , 9 , 4 , 9 / 4 ) ;2 p r i n t f ( ”%i /%f=%f \n” , 9 , 3 . 6 ,9/3 . 6) ;3 p r i n t f ( ”%f/%f=%f \n” ,9 . ,3 . 6 ,9/3 . 6) ;4

On obtient

9/4=2

9/3.600000=2.500000

9.000000/3.600000=2.500000

On observe toujours le phenomene de coercition de type. De plus lecomportement de l’operateur de division est celui de Python 2.7 :lorsque les deux operandes sont des entiers, c’est la divisioneuclidienne qui est effectuee. Dans tous les autres cas, il s’agit de ladivision des flottants.



Exemple

On calcule le reste de la division des entiers avec l’operateur % commeen Python :

1 i n t n1 = 11 ;2 i n t n2 = 3 ;3 p r i n t f ( ”%i %% %i = %i \n” , n1 , n2 , n1%n2 ) ;4

Sans surprise, on obtient :

11 % 3 = 2

On remarque que l’echappement en C consiste a mettre un caracterepercent % avant le caractere a echapper.♥



Incrementation

Pour incrementer une valeur, on ecrit en CPGE

1 n1 = n1 + 1 ;2

Hors programme : Pour incrementer (sous-entendu de 1) une variablen1. On peut preferer la syntaxe suivante :

1 n1++; // ou e n c o r e : ++n1 ;2

Cette syntaxe est indiquee pour ne pas susciter la surprise dans lalecture de codes lus sur le Web ou dans des sujet mal concusl’utilisant. (PI)



Incrementation

Hors programme. (PI)

Il y a une difference entre x=n++ (passe d’abord la valeur de n a x etincremente n apres) et x=++n (incremente d’abord n et passe lavaleur incrementee a x).

1 i n t n = 2 ;2 i n t x ;3 x=++n ;4 p r i n t f ( ” a p r e s x=++n on a x=%i , n=%i \n” , x , n ) ;5 x=n++;6 p r i n t f ( ” a p r e s x=n++ on a x=%i , n=%i \n” , x , n ) ;

apres x=++n on a x=3, n=3

apres x=n++ on a x=3, n=4



La bibliotheque math

Importons une bibliotheque supplementaire avec# include <math.h> .

On dispose maintenant des fonctions usuelles parmi lesquelles pow

pour elever un double a une puissance.

1 #i n c l u d e <math . h> // f i c h i e r p e r s o s q u a r e . c2 #i n c l u d e <s t d i o . h>3

4 i n t main ( ) {5 d o u b l e v a l u e ;6 p r i n t f ( ” V e u i l l e z s a i s i r une v a l e u r : ” ) ;7 s c a n f ( ”%l f ” , &v a l u e ) ; // a t t e n d un d o u b l e8 p r i n t f ( ” Le c a r r e de %g e s t %g . \n” ,9 v a l u e , pow ( v a l u e , 2 ) ) ;

10 r e t u r n 0 ;11 }

Remarque : L’option %g est un specificateur de format pour les

double tel que les 0 ou le point decimal a la fin du nombre ne sontpas imprimes. C : calculs et structures de controle 15 / 44


La bibliotheque math

Explication du code :

On importe la bibliotheque math dans laquelle se trouve la fonctionpow .

Une variable value est creee, sa valeur est recuperee au clavier et

mise a l’adresse indiquee par &value selon la syntaxe de scanf .

Ensuite on calcule son carre par pow(value,2) et un message est

finalement affiche.

Sortie :

$ ./ square

Veuillez saisir une valeur : 32

Le carre de 32 est 1024.



La bibliotheque math ♥Edition des liens

Pour que le compilateur sache ou se trouve <math.h> , il faut lui

indiquer dans quelle librairie il se trouve : il s’agit de la librairie libm .

L’option de gcc qui permet de preciser une librairie est

-lbibliotheque , donc l suivi du nom de la bibliotheque sans leprefixe � lib � ni son extension � .h �.

Puisque la bibliotheque desiree s’appelle libm, on fait le lien enecrivant -lm .

Compilation du fichier square.c

gcc square.c -o square -lm



La bibliotheque mathQuelques fonctions utiles de <math.h>

ceil qui calcule dxe, la partie entiere vers +∞ du double x .

floor qui calcule bxc, la partie entiere vers −∞ du double x .

sqrt la racine carree.

sin, cos, tan les fonctions trigos.

asin,acos,atan leurs reciproques.

exp, log, log10 exponentielle, logarithme neperien pour attendre etlogarithme de base 10.


Les instructions conditionnelles



3 Les boucles


Les instructions conditionnelles Bouleens



3 Les boucles



Pas de type bouleen importe par defaut

En C, il n’existe pas de type bouleen importe par defaut.

A la place, la valeur 0 represente le bouleen false et toute autrevaleur, true.

Or, ce n’est pas l’esprit du programme d’info en CPGE. Une bonnefacon de mettre des bouleens dans un programme C est alorsd’importer la bibliotheque #include <stdbool.h> .♥



Operateurs bouleens ♥

Les voici :Symbole Signification

&& ET

|| OU

! NON



Evaluation paresseuse ♥

En C comme dans la plupart des langages, l’evaluation desexpressions bouleenne est paresseuse. Cela dignifie que le langageconnaıt les tables de verite.

Ainsi, si f est une fonction a valeurs bouleennes et e1,e2 sont du

type de ses arguments, alors dans f(e1) && f(e2) , le programme

n’evalue f(e2) que si f(e1) est Vrai.

En effet, si f(e1) s’evalue en Faux, la conjonction sera fausse quelle

que soit la valeur de f(e2) .

Dans la meme veine, pour f(e1) || f(e2) , le programme le

programme n’evalue f(e2) que si f(e1) est Faux.



Les comparateurs ♥

On donne le tableau suivant deja connu des utilisateurs de Python :Symbole Signification

== est egal a

> est strictement superieur a

< est strictement inferieur a

>= est superieur ou egal a

<= est inferieur ou egal a

! = est different deComme en Python, le symbole = n’est pas un operateur de comparaisonmais d’affectation.



Si alors sinonSyntaxe

La syntaxe est la aussi proche de Python :

1 i f ( /* Votre c o n d i t i o n */ )2 {3 // I n s t r u c t i o n s a ex e c u t e r s i l a c o n d i t i o n e s t v r a i e4 }5 e l s e6 {7 // I n s t r u c t i o n s a ex e c u t e r s i l a c o n d i t i o n e s t v r a i e8 }

La condition s’exprime entre parentheses.

De plus, contrairement a Python, l’indentation ne fait pas sens en C.Aussi faut-il mettre les blocs d’instructions entre accolades. ♥On evite d’ecrire les accolades sur une seule ligne comme dans

else {printf(3);} pour des raisons de lisiblite.



Si alors sinon ♥Detection et affichage de la parite d’un entier saisi

1 // p a r i t e d ’ un e n t i e r2 i n t n ;3 p r i n t f ( ” e n t r e r un nombre e n t i e r : ” ) ;4 s c a n f ( ”%i ” ,&n ) ;5 i f ( n%2==0)6 {7 p r i n t f ( ” v o t r e nombre e s t p a i r \n” ) ;8 }9 e l s e

10 {11 p r i n t f ( ” v o t r e nombre e s t i m p a i r \n” ) ;12 }



Si alors sinonelse if

Le elif de Python s’ecrit else if en C et se place entre if etelse :

1 // I n d i c a t i o n du nombre de r a c i n e s d ’ un t r i n ome du 2nd d e gr e2

3 d o u b l e d e l t a ;4 p r i n t f ( ” e n t r e r l a v a l e u r du d i s c r i m i n a n t : ” ) ;5 s c a n f ( ”%l f ” ,&d e l t a ) ;6 i f ( d e l t a==0)7 {8 p r i n t f ( ” une r a c i n e d o u b l e \n” ) ; }9 e l s e i f ( d e l t a > 0)

10 {11 p r i n t f ( ” deux r a c i n e s r e e l l e s \n” ) ; }12 e l s e13 {14 p r i n t f ( ” pas de r a c i n e r e e l l e \n” ) ; }15



Avec des bouleens

Ceci devrait toujours afficher vrai :

1 # i n c l u d e <s t d i o . h>2 #i n c l u d e <s t d b o o l . h>3 i n t main ( )4 {5 i f ( t r u e )6 {7 p r i n t f ( ” v r a i \n” ) ;8 }9 e l s e

10 {11 p r i n t f ( ” f a u x \n” ) ;12 }13 }



Importance des accolades

Un bug de securite celebre, le � Goto Fail � dans le SSL (protocolede communication) de iOS, etait du a une mauvaise indentationd’une instruction goto fail; .

Cela laissait penser que le goto etait dans le bloc d’une instructionconditionnelle alors qu’il etait en realite au niveau global.

Les IPhone sont restes vulnerables a une attaque de typeMan-in-The-Middle durant un an et demi avant que le bug soitidentifie en janvier 2014 !

Il vaut toujours mieux mettre le contenu des blocs entre accolades,meme pour une ligne de code !



Bug SSL d’IOS

Figure – Une instruction globale mal positionnee (source advens)


https://www.advens.fr/fr/ressources/blog/bug-dans-limplementation-ssl-dapple-une-erreur-debutant


Les instructions ternaires (PI)

Hors programme. Donne pour le cas ou un sujet l’utiliserait.Il s’agit d’un sucre syntaxique permettant d’ecrire en une ligne uneinstruction conditionnelle.

Considerons ce programme qui met a jour une variable a suivant laparite d’une variable n

1 i f ( n%2==1) // ou j u s t e ( n%2)2 a = 2*n+1 ; // on ne met pas d ’ a c c o l a d e c a r 1 s e u l e

i n s t r u c t i o n3 e l s e4 a = n−2 ;

On peut l’ecrire de facon plus condensee :

1 a = ( n%2) ? 2*n+1 : n−2 ;

Cela se comprend comme :est-ce que n%2 est different de 0 ?Si oui renvoyer 2n + 1,sinon renvoyer n − 2.


Les boucles



3 Les boucles


Les boucles

Diagramme d’une boucle while

Entree

Condition

Corps de la boucle

Sortie

Faux

Vrai


Les boucles

Boucle while

La syntaxe est tres proche de celle de Python :

1 w h i l e ( C o n d i t i o n )2 {3 // I n s t r u c t i o n s a r e p e t e r4 }


Les boucles

Exemple ♥

Voici une boucle qui demande d’entrer un nombre jusqu’a ce quel’utilisateur saisisse 10 :

1 i n t nb =0 ;2 w h i l e ( nb != 10)3 {4 p r i n t f ( ” e n t r e r un nb e n t i e r : ” ) ;5 s c a n f ( ”%d” , &nb ) ;6 }

Le programme entre au moins une fois dans la boucle. Voici une traced’execution :

entrer un nb entier :12

entrer un nb entier :10


Les boucles

Autres exemples

On peut utiliser un compteur :

1 i n t compteur = 0 ; // l e compteur2

3 w h i l e ( compteur < 3)4 {5 p r i n t f ( ” l e compteur vaut %i . \n” , compteur ) ;6 compteur = compteur +1 ; // i n c r e mentat ion de 17 }

Un exemple de boucle infinie :

1 w h i l e ( 1 )2 {3 p r i n t f ( ” c a ne s ’ a r r e t e j a m a i s ! ” )4 }


Les boucles

Diagramme d’une boucle do-while

Entree

Condition

Corps de la boucle

Sortie

Faux

Vrai


Les boucles

Boucle do-while

Considerons :

1 w h i l e ( C o n d i t i o n )2 {3 // I n s t r u c t i o n a ex e c u t e r au moins une f o i s s o u s

p e i n e de mort4 }

Si la condition n’est pas realisee alors l’� Instruction a executer aumoins une fois sous peine de mort � n’est jamais effectuee.Une facon d’eviter cela est de mettre le test de sortie de boucle a lafin :

1 i n t compteur = 0 ; // l e compteur2 do3 {4 p r i n t f ( ” l e compteur vaut %i . \n” , compteur ) ;5 compteur++; // i n c r e mentat ion de 16 }w h i l e ( compteur < 0) ; // ne pas o u b l i e r l e ” ; ” i c i !

Apres compilation et execution :

le compteur vaut 0.C : calculs et structures de controle 38 / 44

Les boucles

Boucle for

Syntaxe

1 f o r ( /* E x p r e s s i o n /De c l a r a t i o n */ ; /* C o n d i t i o n */ ; /*E x p r e s s i o n */ )

2 {3 /* I n s t r u c t i o n s a r e p e t e r */4 }5

La syntaxe d’une boucle for se decompose en trois parties :

une expression et/ou une declaration qui est le plus souvent ;l’initialisation d’une variable ;une conditionune seconde expression, qui consistera le plus souvent enl’incrementation d’une variable ;Le corps de la boucle (entre accolades).


Les boucles

Boucle for ♥Compteur local

Exemple

1 # i n c l u d e <s t d i o . h>2 i n t main ( ) {3 f o r ( i n t c = 10 ; c <13 ; c = c+1)4 {5 p r i n t f ( ” l e compteur vaut %i \n” , c ) ; // c e s t l o c a l6 }// a c c o l a d e s non n e c e s s a i r e s : i n s t r u c t i o n u n i q u e7 r e t u r n 0 ; }8

CommentairesLa variable c n’a pas d’existence en dehors de la boucle.

Au lieu de c=c+1 on peut ecrire c++ mais c’est deconseille en CPGE

Retour

le compteur vaut 10

le compteur vaut 11

le compteur vaut 12


Les boucles

Boucle forCompteur global

Dans le code precedent, on a declare le compteur dans la bouclefor .

On peut aussi le declarer avant. La variable devient globale.

1 #i n c l u d e <s t d i o . h>2 i n t main ( ) {3 i n t i ; // i e s t g l o b a l e4 f o r ( i=0 ; i<2 ; i=i+1)5 p r i n t f ( ” l a v a r i a b l e i vaut %d\n” , i ) ;6 p r i n t f ( ” en s o r t i e , i vaut %d\n” , i ) ; // i e s t g l o b a l e7 r e t u r n 0 ;8 }9

Retour

la variable i vaut 0

la variable i vaut 1

en sortie , i vaut 2


Les boucles

Plusieurs compteurs (PI)

Le nombre de compteurs et de conditions n’est pas limite. Maisattention a la lisibilite !

1 #i n c l u d e <s t d i o . h>2

3 i n t main ( ) {4 f o r ( i n t i=0 , j=5 ; i<3 && j> −50 ; i=i+1 , j=j−10)5 p r i n t f ( ” i = %d ; j=%d\n” , i , j ) ;6 r e t u r n 0 ;7 }8

Retour

i = 0; j=5

i = 1; j=-5

i = 2; j=-15


Les boucles

Boucles imbriquees ♥

On peut imbriquer des boucles.

1 #i n c l u d e <s t d i o . h>2

3 i n t main ( ) {4 i n t c=0 , t=0 ;5 f o r ( i n t i = 0 ; i <= 10 ; ++i )6 f o r ( i n t j = i ; j <= 10 ; ++j )7 f o r ( i n t k = j ; k <= 10 ; ++k )8 { i f ( i /10 .+( j /10 .+k /10 . ) !=9 ( i /10 .+j /10 . )+k /10 . )

10 {c=c+1 ; }11 t=t+1 ; }12 p r i n t f ( ”Non r e s p e c t a s s o c i a t i v i t e : %d/%d\n” , c , t ) ;13 }14

Retour

Non respect associativit e : 62/286


Les boucles

Quand peut-on se passer d’accolades dans les blocs ?

On peut (eventuellement) se passer d’accolades dans le bloc positif (ounegatif) d’une instruction conditionnelle ou dans le corps d’une boucledo-while, while, for mais il faut etre prudent ! (cf bug SSL).


Documents

C : calculs et structures de contrôle