Algorithme et structure de données

Présentation au sujet: "Algorithme et structure de données"— Transcription de la présentation:

1 Algorithme et structure de données
IUP1 Miage

2 Objectifs Acquérir les notions de base de programmation impérative
structures de contrôles appels à des procédures récursivité Connaître les bases de la programmation objet Savoir réutiliser du code

3 Combien ? Quand ? Cours/TD TP sur machine
3h par semaine pendant 13 semaines le lundi de 9h à 12h TP sur machine 3h de TP par semaine pendant 13 semaines le lundi de 13h30 à 16h30

4 Objectifs Connaître les structures de données élémentaires, tableaux, piles, files, listes chaînées, arbres Être sensibilisé aux problèmes algorithmiques et leur complexité Connaître quelques algorithmes de base (tris, techniques "diviser pour régner", ...)

5 Le langage ! JAVA, mais son aspect orienté objet sera réduit au minimum Il ne s'agit pas d'un cours de programmation Java ! Cours/TD Alternance cours et exercices d'application sur papier TP sur machine approfondir les structures de données et algorithmes du cours faire "tourner" les exercices de TD

6 Pointeurs … Ce cours est largement inspiré par :
Algorithmique et Programmation en tronc commun du DEUG cours ASD en IUP1 de Jean-Marc Fédou Tutorial en ligne de Sun Documentation API

7 Premiers pas en Java Type de base Variable Méthode
Structure de contrôle Chaîne de caractères

8 Type de base Tous les langages de programmation manipulent des variables auxquelles sont affectées des valeurs La notion de type permet de définir les valeurs possibles définir les opérations licites

9 Type de base

10 Type de base byte : entier relatif (Z) short : entier relatif (Z)
Arithmétique complément à deux sur un octet (8 bits) [-128 , +127] short : entier relatif (Z) Arithmétique complément à deux sur deux octets (16 bits) [ , ]

11 Type de base int : entier relatif (Z) [ , ]

12 float : nombre réel en virgule Flottante IEEE-754
Soit à coder le nombre +3,25 (+11,01 en base 2) Normaliser l'écriture en base 2 sous la forme (1,…).2n +11,01 = +(1,101).21 La représentation IEEE code séparément sur 32 bits signe (ici +) exposant n (ici 1) mantisse (suite de bits après la virgule, ici 101)

13 float : nombre réel (norme IEEE-754)
Normalisation en base 2 sous la forme : (1,…).2n signe sur le bit de poids fort (0 pour +) exposant codé sur 8 bits. En fait, on code sur un octet la valeur n+127 mantisse codée sur les 23 bits de poids faibles

14 float : nombre réel (norme IEEE-754)
exposant : coder sur un octet n+127  n+127  0  n+127  255 Exposants interdits signifie que le nombre est dénormalisé indique que l'on n'a pas affaire à un nombre Not a Number (NaN) signale des erreurs de calculs, par exemple une division par 0 1  n+127  254 Le plus petit exposant ­126 le plus grand exposant +127

15 Norme IEEE-754 http://babbage.cs.qc.edu/courses/cs341/IEEE-754.html
Programme en langage C qui affiche le code d'un nombre flottant /* Affichage hexadécimal des 4 octets d'un nombre flottant IEEE */ #include <stdio.h> main(){ float x; unsigned char *p = (unsigned char *)&x ; printf("Entrer un nombre flottant : \n"); scanf("%f", &x); printf("%x %x %x %x\n",*p,*(p+1),*(p+2),*(p+3)); }

16 Type de base double : nombre décimaux [4.9*10-324, 1.8*10308]

17 char : le type caractère
Pas de méthode pour stocker directement les caractères Chaque caractère possède donc son équivalent en code numérique

18 Le code Unicode (1991) code des caractères sur 16 bits
Indépendant du système d'exploitation ou du langage Quasi-totalité des alphabets existants (arabe, arménien, cyrillique, grec, hébreu, latin, ...) Compatible avec le code ASCII

19 Le code ASCII (1960) code ASCII
American Standard Code for Information Interchange Le code ASCII de base représente les caractères sur 7 bits (c'est-à-dire 128 caractères possibles, de 0 à 127)

20 Le code ASCII Les codes 0 à 31 ne des caractères de contrôle
retour à la ligne (CR) Bip sonore (BEL) Les codes 65 à 90 représentent les majuscules Les codes 97 à 122 représentent les minuscules modifier le 6ème bit pour passer de majuscules à minuscules ajouter 32 au code ASCII en base décimale

21 Type de base boolean : deux valeurs possibles
true (VRAI) false (FAUX) S’il y a du soleil ALORS je vais a la plage SI (soleil==VRAI) ALORS aller_a_la_plage SI soleil ALORS aller_a_la_plage

22 Type de base Keyword Description Size/Format (integers)
byte Byte-length integer 8-bit two's complement short Short integer 16-bit two's complement int Integer 32-bit two's complement long Long integer 64-bit two's complement (real numbers) float Single-precision floating point 32-bit IEEE 754 double Double-precision floating point 64-bit IEEE 754 (other types) char A single character 16-bit Unicode character boolean A boolean value true or false

23 Types de base Primitive Data Types Integer Floating
byte 8bits to 127 float 32bits 1.4E E38 short 16bits to 32767 double 64bits 4.9E E308 int bits -2^31 to 2^31-1 long bits -2^63 to 2^63-1 Textual Logical char 16bits 0 to 65535 one bit : true or false

24 Concept de Variable Définition : un élément d’information identifié par un nom On doit explicitement indiquer le nom et le type d’une variable On utilise le nom pour faire référence à l’information que la variable contient Le type détermine les valeurs licites pour la variable et les opérations autorisées

25 Concept de Variable Pour donner un nom et un type à une variable il faut la déclarer type name Une variable a une portée la section de code ou le nom de la variable peut être utilisé

26 Variable : déclaration
int compteur ; float prixHt ; char aChar ; boolean fin ;

27 Variable : valeur par défaut

28 Variable : affectation d’une valeur
Une affectation permet de donner une nouvelle valeur à une variable La valeur précédente est PERDUE int compteur ; compteur = 3 ;

29 Variable : affectation d’un valeur
int r = 2 ; double pi ; pi = 3.14 ; double perimetre = 2*pi*r ; //déclarer ET affecter char c = ’c’ ; boolean pair = true; int compteur ; compteur = compteur +1 ;

30 int maxInteger = Integer.MAX_VALUE; float maxFloat = Float.MAX_VALUE;
char aChar = 'S'; boolean fin = true; S.o.p("Le plus grand integer est :" + maxInteger); S.o.p("Le plus grand float est :" + maxFloat); S.o.p("Le caractère est :" + aChar); S.o.p("fin est :" + fin); Le plus grand integer est : Le plus grand float est : e+38 Le caractère est : S fin est : true

31 Affectation et Conversion de type
Attention, contrairement à C, Java n'autorise pas conversions de types, sauf s'il n'y a aucune perte de précision un entier peut être promu en double un double ne peut pas être promu en entier

32 Affectation et Conversion de type
Un entier peut être promu en double int i = 2 ; double d = 3.1 ; d = i ; Un double ne peut pas être promu en entier i = d ; // !!

33 Affectation et Cast Un double ne peut pas être promu en entier
int i = 2 ; double d = 3.1 ; i = d ; // !! Un double peut être forcé en entier i = (int) d ;

34 final int A_FINAL_VAR = 10;
Variable final La valeur d’une variable déclarée final ne peut pas être modifiée après avoir été initialisée Une telle variable est similaire à une constante dans les autres langages de programmation Pour déclarer une variable final : final int A_FINAL_VAR = 10;

35 Opérateur Arithmétique
Operator Use Description + op1 + op2 Adds op1 and op2 - op1 - op2 Subtracts op2 from op1 * op1 * op2 Multiplies op1 by op2 / op1 / op2 Divides op1 by op2 % op1%op2 Computes the remainder of dividing op1 by op2

36 Opérateur Arithmétique
Le résultat peut dépendre du contexte 25 / > 8 //pour la division entière de 25 par 8 25.0 / > 25 / > 25 % > 1 //pour le reste de la division de 25 par 8 25 % > // 25=3.1*

37 Opérateur Relationnel
Operateur Use Returns true if > op1 > op2 op1 is greater than op2 >= op1 >= op2 op1 is greater than or equal to op2 < op1 < op2 op1 is less than op2 <= op1 <= op2 op1 is less than or equal to op2 == op1 == op2 op1 and op2 are equal != op1 != op2 op1 and op2 are not equal

38 Opérateur Conditionnel
Operator Use Returns true if && op1 && op2 op1 and op2 are both true conditionally evaluates op2 || op1 || op2 either op1 or op2 is true ! ! op op is false & op1 & op2 always evaluates op1 and op2 | op1 | op2 ^ op1 ^ op2 if op1 and op2 are different that is if one or the other of the operands is true but not both

39 Créer votre première application

40 Le premier programme, Hello, affiche simplement le texte "Hello !"
Créer un fichier source Hello.java Un fichier source contient du texte, écrit en Java Compiler le source en fichier bytecode Hello.class Le compilateur javac, traduit le texte source en instructions compréhensibles par la Machine Virtuelle Java (JVM) Exécuter le programme contenu dans le fichier bytecode L'interprète java implémente la JVM L'interprète traduit le bytecode en instructions exécutables par votre machine

41 Write once, run anywhere
La compilation d'un programme, ne génère pas d'instructions spécifiques à votre plate-forme Mais du bytecode Java, qui sont des instructions de la Machine Virtuelle Java (JVM) Si votre plate-forme (Windows, UNIX, MacOS, un browser Internet) dispose d’une JVM, elle peut comprendre le bytecode

42 Créer le fichier source Java Hello.java
class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello !"); }

43 Compiler le fichier source
> javac Hello.java Si la compilation réussit le fichier Hello.class est créer Ce fichier contient le bytecode

44 Interpréter et Exécuter l'application
> java Hello L'argument de l'interprète est le nom de la classe à exécuter ce n’est pas le nom du fichier Faire la distinction M/m

45 Disséquons l'application "Hello"
Définir une classe Définir la méthode main Utiliser des méthodes

46 Définir la classe Hello
public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello !"); }

47 Définir la méthode main
public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello !"); } Une application Java doit contenir une méthode main Appelée en premier par l'interprète main appelle les autres méthodes nécessaires pour exécuter l'application

48 Utiliser d’autres méthodes …
public class Hello { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello !"); }