Programmation

Une variable est un espace nommé contenant une valeur qui peut changer pendant l'exécution du programme. Une constante est un espace nommé dont la valeur est fixée et ne change pas.

Vous devez les déclarer (donner leur nom et leur type) avant de les utiliser :

DECLARE Score : INTEGER
DECLARE Name : STRING
CONSTANT Pi ← 3.142

Utilisez une constante pour une valeur qui ne change jamais (comme Pi), afin qu'elle soit définie à un seul endroit et facile à lire.

Un type de données indique quel type de valeur contient une variable. Vous devez connaître cinq types de base.

Entrée lit une valeur auprès de l'utilisateur. Sortie affiche une valeur à l'écran.

OUTPUT "What is your name?"
INPUT Name
OUTPUT "Hello ", Name

Chaque programme est construit à partir de trois structures de contrôle.

Sequence

Séquence signifie que les étapes s'exécutent les unes après les autres, par ordre, de haut en bas.

INPUT Length
INPUT Width
Area ← Length * Width
OUTPUT Area

Selection

Sélection choisit quelles étapes exécuter, selon une condition. Utilisez une instruction IF, ou une instruction CASE lorsqu'il y a plusieurs choix.

IF Score >= 50
  THEN
    OUTPUT "Pass"
  ELSE
    OUTPUT "Fail"
ENDIF

CASE OF Grade
    'A' : OUTPUT "Excellent"
    'B' : OUTPUT "Good"
    OTHERWISE OUTPUT "Keep trying"
ENDCASE

Iteration

Itération (boucle) répète des étapes. Il existe trois types.

Une boucle comptée se répète un nombre fixe de fois :

FOR I ← 1 TO 5
    OUTPUT "Hello"
NEXT I

Une boucle à précondition vérifie la condition avant chaque répétition, elle peut donc ne jamais s'exécuter :

WHILE Answer <> "stop" DO
    INPUT Answer
ENDWHILE

Une boucle à postcondition vérifie la condition après chaque répétition, elle s'exécute donc toujours au moins une fois :

REPEAT
    INPUT Password
UNTIL Password = "secret"

• accumulation — additionner continuellement des valeurs à un total courant : Total ← Total + Value.
• comptage — ajouter 1 à un compteur à chaque itération : Count ← Count + 1.

Total ← 0
FOR I ← 1 TO 10
    INPUT Mark
    Total ← Total + Mark
NEXT I
OUTPUT Total

Worked example. Un programme doit lire 5 notes, puis afficher le total et la moyenne.

Total ← 0
FOR I ← 1 TO 5
    INPUT Mark
    Total ← Total + Mark
NEXT I
Average ← Total / 5
OUTPUT Total, Average

Deux lignes transportent les notes. Total ← 0 doit être placé avant la boucle : si vous le mettez à l'intérieur, le total est réinitialisé à chaque passage, donc le programme n'affiche que la dernière note. Et Average ← Total / 5 doit être placé après la boucle, car le total n'est pas complet tant que toutes les notes n'ont pas été ajoutées. Initialiser avant, calculer après — cet ordonnancement est ce que la question teste réellement.

Arithmetic operators

Par exemple, 17 MOD 5 est 2, et 17 DIV 5 est 3.

Relational operators

Ces opérateurs comparent deux valeurs et donnent un résultat booléen : =, <, <=, >, >=, et <> (différent de).

Logical operators

Ces opérateurs joignent des conditions : AND (les deux doivent être vraies), OR (au moins une doit être vraie), NOT (inverse vrai/faux).

IF Age >= 13 AND Age <= 19
  THEN
    OUTPUT "Teenager"
ENDIF

Une chaîne est composée de caractères. Opérations utiles :

• longueur — le nombre de caractères dans la chaîne ;
• sous-chaîne — une partie plus petite extraite de la chaîne ;
• majuscule — convertir les lettres en majuscules ;
• minuscule — convertir les lettres en minuscules.

name ← "Computer"
OUTPUT LENGTH(name)          // 8
OUTPUT SUBSTRING(name, 1, 4) // "Comp"
OUTPUT UCASE(name)           // "COMPUTER"
OUTPUT LCASE(name)           // "computer"

(Le premier caractère peut être compté comme position 0 ou position 1, selon le langage.)

En pseudo-code d'examen, le premier caractère est à la position 1, et SUBSTRING(name, start, length) extrait length caractères à partir de start.

Exemple résolu. Afficher le nom de famille à partir d'un nom complet tel que "Ada Lovelace".

FullName ← "Ada Lovelace"
Position ← 0
FOR I ← 1 TO LENGTH(FullName)
    IF SUBSTRING(FullName, I, 1) = " "
      THEN
        Position ← I
    ENDIF
NEXT I
OUTPUT SUBSTRING(FullName, Position + 1, LENGTH(FullName) - Position)

1. La longueur de LENGTH(FullName) est de 12 (l'espace compte comme un caractère).
2. La boucle vérifie un caractère à la fois ; l'espace est à la position 4, donc Position est 4.
3. Le nom de famille commence à la position 5 et contient $12 - 4 = 8$ caractères : SUBSTRING(FullName, 5, 8) correspond à "Lovelace".

Une instruction imbriquée est une structure de contrôle placée à l'intérieur d'une autre. Vous pouvez imbriquer des sélections et des itérations.

FOR I ← 1 TO 3
    IF MOD(I, 2) = 0
      THEN
        OUTPUT I, " is even"
      ELSE
        OUTPUT I, " is odd"
    ENDIF
NEXT I

Vous n'aurez pas à écrire plus de trois niveaux d'imbriquation.

Pour éviter de répéter du code, vous pouvez diviser un programme en blocs nommés.

• Une procédure est un bloc de code nommé qui effectue une tâche. Vous l'appellez avec CALL.
• Une fonction est semblable à une procédure, mais elle retourne une valeur vers l'endroit où elle a été appelée.

Un paramètre est une entrée nommée dans une procédure ou une fonction ; un appel fournit sa valeur. Les questions d'examen utilisent jusqu'à trois paramètres.

PROCEDURE Greet(PersonName : STRING)
    OUTPUT "Hello ", PersonName
ENDPROCEDURE

CALL Greet("Sam")

FUNCTION Square(N : INTEGER) RETURNS INTEGER
    RETURN N * N
ENDFUNCTION

Answer ← Square(5)   // answer is 25

Exemple résolu. Écrire une fonction qui retourne le plus grand de deux nombres, et l'utiliser.

FUNCTION Larger(A : INTEGER, B : INTEGER) RETURNS INTEGER
    DECLARE Result : INTEGER
    IF A > B
      THEN
        Result ← A
      ELSE
        Result ← B
    ENDIF
    RETURN Result
ENDFUNCTION

Biggest ← Larger(12, 30)
OUTPUT Larger(Biggest, 25)

Larger(12, 30) retourne 30, qui est stocké dans Biggest ; Larger(30, 25) retourne 30, qui est affiché. A, B et Result sont locaux : ils n'existent que pendant l'exécution de la fonction. Le résultat d'une fonction doit être utilisé, par exemple dans une affectation ou une sortie ; une procédure s'exécute sur sa propre ligne avec CALL et ne renvoie rien.

Variables locales et globales

• Une variable locale est déclarée à l'intérieur d'une procédure ou d'une fonction. Elle ne peut y être utilisée.
• Une variable globale est déclarée dans le programme principal. Elle peut être utilisée partout.

Les variables locales sont plus sûres, car elles ne peuvent pas être modifiées par erreur depuis une autre partie du programme.

Une routine de bibliothèque est un bloc de code prêt à l'emploi que vous pouvez utiliser. Vous devez connaître celles-ci :

MOD(Number, 2) = 0 teste si un nombre est pair ; DIV(Seconds, 60) et MOD(Seconds, 60) convertissent 135 secondes en 2 minutes et 15 secondes.

Un programme maintenable est facile à lire et à modifier pour les autres plus tard. Pour en créer un :

• utiliser des identifiants significatifs — noms clairs pour les variables, constantes, tableaux, procédures et fonctions (totalScore, pas x);
• ajoutez des commentaires pour expliquer ce que font les parties du code ;
• utilisez des procédures et des fonctions pour diviser le travail en petits blocs.

Un tableau est une seule variable qui contient plusieurs valeurs du même type, identifiées par un index (un numéro de position).

Tableaux à une dimension

Un tableau à une dimension (1D) est comme une liste unique.

DECLARE Scores : ARRAY[1:5] OF INTEGER
Scores[1] ← 90
Scores[2] ← 75
OUTPUT Scores[1]

Vous pouvez utiliser une boucle pour remplir ou lire un tableau :

FOR I ← 1 TO 5
    INPUT Scores[I]
NEXT I

Exemple résolu. Trouvez la note la plus élevée dans Scores et sa position. Scores contient 90, 75, 98, 61, 98.

DECLARE Scores : ARRAY[1:5] OF INTEGER
Scores[1] ← 90
Scores[2] ← 75
Scores[3] ← 98
Scores[4] ← 61
Scores[5] ← 98

Highest ← Scores[1]
Place ← 1
FOR I ← 2 TO 5
    IF Scores[I] > Highest
      THEN
        Highest ← Scores[I]
        Place ← I
    ENDIF
NEXT I
OUTPUT "Highest ", Highest, " at position ", Place

La sortie est Highest 98 at position 3. Commencer Highest au premier élément, et non à 0, permet également de gérer les valeurs négatives ; avec >= au lieu de >, le dernier 98 serait trouvé (position 5).

Tableaux à deux dimensions

Un tableau à deux dimensions (2D) est comme un tableau avec des lignes et des colonnes. Il utilise deux indices.

DECLARE Grid : ARRAY[1:3, 1:3] OF INTEGER
Grid[1, 1] ← 5
Grid[2, 3] ← 8

Vous lisez un tableau 2D avec une boucle à l'intérieur d'une boucle (itération imbriquée).

Exemple résolu. Marks[1:3, 1:2] contient deux notes de test pour chacun des trois élèves (lignes). Affichez le total de chaque élève.

DECLARE Marks : ARRAY[1:3, 1:2] OF INTEGER
Marks[1, 1] ← 12
Marks[1, 2] ← 15
Marks[2, 1] ← 9
Marks[2, 2] ← 11
Marks[3, 1] ← 14
Marks[3, 2] ← 18

FOR Row ← 1 TO 3
    Total ← 0
    FOR Col ← 1 TO 2
        Total ← Total + Marks[Row, Col]
    NEXT Col
    OUTPUT "Student ", Row, ": ", Total
NEXT Row

La boucle externe sélectionne un élève ; la boucle interne ajoute ses deux notes. La sortie est 27, 20 et 32. Total ← 0 doit être placé à l'intérieur de la boucle externe : s'il était placé avant, les totaux continueraient à 27, 47 et 79.

Un programme complet pour un scénario

La dernière question de l’épreuve 2 vous demande d’écrire un programme complet pour un scénario, en utilisant des tableaux. Des points sont attribués pour chaque partie demandée : planifiez donc les parties avant d’écrire.

Exemple corrigé. Une station météorologique enregistre la température à midi pour chacun des 7 jours d’une semaine. Écrivez un programme qui :

• saisit les 7 températures dans un tableau, en acceptant uniquement les valeurs de −20 à 50 ;
• affiche la température moyenne de la semaine ;
• affiche le nombre de jours au-dessus de cette moyenne et le jour le plus chaud.

Plan. (1) déclarer le tableau et les variables ; (2) une boucle de 7 saisies, chacune avec une boucle de validation ; (3) un total cumulé, puis la moyenne ; (4) une deuxième boucle pour compter les jours au-dessus de la moyenne et trouver la température la plus élevée ; (5) des sorties accompagnées de messages.

DECLARE Temps : ARRAY[1:7] OF REAL
DECLARE Day, AboveCount, HotDay : INTEGER
DECLARE Total, Average : REAL

Total ← 0
FOR Day ← 1 TO 7
    OUTPUT "Enter the temperature for day ", Day
    INPUT Temps[Day]
    WHILE Temps[Day] < -20 OR Temps[Day] > 50 DO
        OUTPUT "Invalid: enter a value from -20 to 50"
        INPUT Temps[Day]
    ENDWHILE
    Total ← Total + Temps[Day]
NEXT Day

Average ← Total / 7
OUTPUT "Average temperature: ", ROUND(Average, 1)

AboveCount ← 0
HotDay ← 1
FOR Day ← 1 TO 7
    IF Temps[Day] > Average
      THEN
        AboveCount ← AboveCount + 1
    ENDIF
    IF Temps[Day] > Temps[HotDay]
      THEN
        HotDay ← Day
    ENDIF
NEXT Day

OUTPUT "Days above average: ", AboveCount
OUTPUT "Hottest day: ", HotDay, " at ", Temps[HotDay]

Pourquoi cette réponse rapporte des points. Chaque partie demandée est présente et facile à trouver : la boucle de validation redemande la saisie jusqu’à ce que la valeur soit dans la plage autorisée (un IF ne vérifierait qu’une seule fois) ; la valeur est ajoutée au total après sa validation ; la moyenne est calculée après la boucle, et non à l’intérieur ; le compteur commence à 0 et le jour le plus chaud est initialisé au jour 1, ce qui garantit qu’il correspond toujours à une mesure réelle. Les jours au-dessus de la moyenne nécessitent une deuxième boucle, car la moyenne n’est connue qu’après la saisie de toutes les valeurs.

Erreurs fréquentes. Diviser par 7 à l’intérieur de la première boucle ; comparer avec la moyenne avant qu’elle soit calculée ; initialiser la valeur maximale à 0 (ce qui est incorrect si toutes les températures sont négatives) ; et afficher des nombres sans message indiquant leur signification.

Un programme peut stocker des données dans un fichier afin qu'elles soient conservées après l'arrêt du programme. Vous devez ouvrir le fichier, l'utiliser, puis le fermer.

OPENFILE "data.txt" FOR WRITE
WRITEFILE "data.txt", "Hello"
CLOSEFILE "data.txt"

OPENFILE "data.txt" FOR READ
READFILE "data.txt", Line
CLOSEFILE "data.txt"

Vous pouvez lire et écrire des éléments de données individuels ou une ligne entière de texte. Fermez toujours un fichier lorsque vous avez terminé avec lui.

Exemple résolu. Enregistrez les cinq valeurs de Scores dans un fichier, une par ligne, puis lisez la première à nouveau.

DECLARE Scores : ARRAY[1:5] OF INTEGER
Scores[1] ← 90
Scores[2] ← 75
Scores[3] ← 98
Scores[4] ← 61
Scores[5] ← 98

OPENFILE "scores.txt" FOR WRITE
FOR I ← 1 TO 5
    WRITEFILE "scores.txt", Scores[I]
NEXT I
CLOSEFILE "scores.txt"

OPENFILE "scores.txt" FOR READ
READFILE "scores.txt", FirstScore
CLOSEFILE "scores.txt"
OUTPUT FirstScore

Chaque WRITEFILE ajoute une ligne, donc le fichier contient cinq lignes ; la lecture commence en haut, donc FirstScore est la première note. Ouvrir un fichier FOR WRITE le vide : tout contenu existant est perdu.

• Pour la longue question fondée sur un scénario, listez d’abord les parties demandées, puis assurez-vous que chacune figure dans votre code, avec des commentaires ou des messages qui indiquent où elles se trouvent.
• Une variable peut changer pendant l'exécution du programme ; une constante est fixe. Apprenez les cinq types de données : entier, réel, caractère, chaîne, booléen.
• Tout programme est construit à partir de trois structures : séquence, sélection (IF / CASE), et itération (boucles).
• Une boucle WHILE teste avant le corps, donc elle peut s'exécuter zéro fois ; une boucle REPEAT … UNTIL teste après, donc elle s'exécute toujours au moins une fois.
• MOD donne le reste et DIV la partie entière d'une division : 17 MOD 5 est 2, 17 DIV 5 est 3.
• Une fonction retourne une valeur ; une procédure ne le fait pas. Une variable locale fonctionne uniquement à l'intérieur de son bloc ; une globale fonctionne partout.