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Algorithmique et programmation (Python)

Les mathématiques se font aussi avec un ordinateur. En seconde, on programme en Python : écrire des algorithmes, utiliser des variables, des boucles et des tests. Coder, c'est apprendre à décomposer un problème en étapes logiques.

Le cours

1. Algorithme et programme

Un algorithme est une suite finie d'instructions permettant de résoudre un problème ; un programme est sa traduction dans un langage — ici Python. On y manipule des variables : des « cases » nommées qui stockent une valeur (un nombre, un texte…).

En Python, on range une valeur dans une variable avec le signe = (l'affectation) : par exemple `age = 15` place 15 dans la variable age. On peut ensuite l'utiliser ou la modifier : `age = age + 1` fait passer age à 16.

Pour afficher un résultat, on utilise `print` : `print(age)` affiche la valeur. Pour demander une donnée à l'utilisateur : `input`. Les variables sont la mémoire du programme.

Exemple

x = 5 met la valeur 5 dans la variable x ; x = x + 1 fait passer x à 6.

2. Les instructions conditionnelles

Une instruction conditionnelle exécute des actions différentes selon qu'une condition est vraie ou fausse. En Python, on emploie if (si), else (sinon) et elif (sinon si). La condition utilise des comparaisons : == (égal à), != (différent), <, >, <=, >=.

Exemple : `if note >= 10 :` ` print("Reçu")` `else :` ` print("À retravailler")`

Deux points importants en Python : le symbole d'égalité dans un test est == (double égale), et le bloc d'instructions concerné est repéré par l'indentation (le décalage vers la droite). Les conditions permettent au programme de s'adapter aux situations.

Exemple

if x > 0 : print('positif') else : print('négatif ou nul').

3. Les boucles

Une boucle répète des instructions, ce qui évite de réécrire plusieurs fois le même code. On distingue deux types.

La boucle for répète un nombre connu de fois. Exemple : `for i in range(5) :` répète 5 fois (i prend les valeurs 0, 1, 2, 3, 4).

La boucle while répète TANT QU'une condition reste vraie. Exemple : `while total < 100 :` ` total = total + 10`

Attention avec while : il faut que la condition finisse par devenir fausse, sinon la boucle tourne indéfiniment (boucle infinie). Les boucles sont idéales pour parcourir une liste ou répéter un calcul.

Exemple

for i in range(5) : répète 5 fois (pour i = 0, 1, 2, 3, 4).

4. Les fonctions en programmation

On peut définir ses propres fonctions avec le mot-clé def : un bloc de code réutilisable, qui porte un nom, prend éventuellement des arguments (des données d'entrée) et renvoie un résultat avec return.

Exemple : `def carre(x) :` ` return x * x`

On l'appelle ensuite autant de fois qu'on veut : `carre(4)` renvoie 16, `carre(7)` renvoie 49. Une fonction bien nommée rend le programme plus clair, plus court et plus facile à corriger : on écrit le calcul une seule fois, puis on le réutilise. C'est un principe fondamental de la programmation.

Exemple

def double(n) : return 2 * n — appeler double(4) renvoie 8.

Pour approfondir ce chapitrefacultatif

Définitions clés

Variable
Un nom associé à une valeur, que l'on peut modifier. En Python, l'affectation se note avec un seul signe égal : x = 5.
Boucle
Une structure qui répète des instructions : la boucle « for » répète un nombre connu de fois, la boucle « while » tant qu'une condition est vraie.
Condition (if)
Une instruction qui exécute un bloc seulement si une condition est vraie (if… else…).
Fonction (def)
Un bloc d'instructions réutilisable, défini avec le mot-clé def, qui peut renvoyer un résultat.

Explications détaillées

Variables, affectation et types

En Python, une variable reçoit une valeur par affectation : x = 5. Attention, le signe = n'est pas l'égalité mathématique : c'est « je range 5 dans x ».

Les valeurs ont un type : un entier (int), un nombre décimal (float), du texte (str), un booléen (True/False). Le type détermine les opérations possibles.

Boucles et conditions

La boucle « for » répète un nombre déterminé de fois ; la boucle « while » tant qu'une condition reste vraie. La condition « if… else » permet de choisir entre deux comportements.

En Python, l'indentation (le décalage du texte) délimite les blocs : elle n'est pas décorative, elle fait partie de la syntaxe. Un programme se teste toujours, puis se corrige.

Méthode pas à pas

Écrire un programme simple avec une boucle
  1. Identifier ce que le programme doit calculer.
  2. Initialiser les variables nécessaires (par exemple une somme à 0).
  3. Écrire la boucle qui répète le calcul, en respectant l'indentation.
  4. Afficher ou renvoyer le résultat, puis tester le programme.

Exemple corrigé pas à pas

Somme des entiers de 1 à n

Écrire un algorithme qui calcule la somme des entiers de 1 à n (par exemple, la somme 1 + 2 + … + n).

  1. On initialise une variable somme à 0.
  2. On parcourt les entiers i de 1 à n avec une boucle « for ».
  3. À chaque tour, on ajoute i à la somme : somme = somme + i.
  4. Après la boucle, la variable somme contient le résultat, que l'on affiche.

Erreurs fréquentes à éviter

  • Confondre = (affectation) et == (test d'égalité).En Python, x = 5 range 5 dans x ; x == 5 teste si x vaut 5.
  • Négliger l'indentation des blocs.En Python, l'indentation délimite les blocs : une erreur d'indentation empêche le programme de fonctionner.
  • Écrire une boucle « while » dont la condition reste toujours vraie.Il faut que la condition finisse par devenir fausse, sinon la boucle tourne indéfiniment.

Pour aller plus loin

Python, un langage partout

Python est l'un des langages les plus utilisés au monde : sciences des données, intelligence artificielle, sites web, automatisation, recherche scientifique. Apprendre à programmer développe aussi la « pensée algorithmique » — décomposer un problème en étapes claires — une compétence précieuse dans toutes les disciplines.

Ce qu'il faut absolument retenir

Ce qu'il faut absolument retenir

Vérifie ta compréhension

Exercice 1En Python, que fait l'instruction x = 5 ?

Exercice 2Comment teste-t-on l'égalité entre x et 5 en Python ?

Exercice 3Quelle boucle utilise-t-on quand on connaît le nombre de répétitions ?

Exercice 4En Python, « == » sert à comparer deux valeurs.

Exercice 5Que renvoie la fonction « def double(n) : return 2 * n » quand on appelle double(4) ?

Source officielle   Ministère de l'Éducation nationale — Programme officiel · FR-2019

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Récapitulatif illustré du cours