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Algorithmique - Cours

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Alternative - Exercices de compréhension

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  • Exercices de programmation

  1. Tests simples versus alternative simple
    • Question
    • Solution

    A l'aide d'un exemple, démontrer que l'alternative simple ci-dessous:

    if condition :
        blocIf
    else :
        blocElse
    

    n'est pas équivalente à la séquence de tests simples suivante:

    if condition :
        blocIf
    if not condition :
        blocElse
    
    Votre réponse :
    1. AAV1_ALT: Méthode

      Application de la méthode

      python : essai.py
      
          
      >>>
      Output
      
                      

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    2. AAV1_ALT: Résultat

      La réponse est dans la question : ... donc l'alternative simple ci-dessous:

      if condition :
          blocIf
      else :
          blocElse
      

      n'est pas équivalente à la séquence de tests simples suivante:

      if condition :
          blocIf
      if not condition :
          blocElse
      
    Une solution possible :
    1. AAV1_ALT: Choisir et appliquer une méthode générique

      Comme précisé dans l'énoncé, on utilise la méthode du contre-exemple.

      Pour prouver qu'un énoncé commençant par « Pour tout ... » (\(\forall x\)) est faux, il suffit de trouver un élément (« Il existe ... » : \(\exists y\)) qui réalise les conditions imposées dans l'hypothèse sans que ne soit vérifiée la conclusion.

      On considère l'exemple suivant ou on change le signe de la variable testée (x = -x) quelle que soit la condition :

      Méthode des discriminants alternative simple
      variables discriminantes \(x\)
      domaine de définition \(\mathbb{Z}\)
      nombres de sous-ensembles disjoints 2
      définition des sous-ensembles \(]-\infty,0[\) et \([0,+\infty[\)
      squelette de l'alternative
      if x < 0 :
          x = -x
      else :
          x = -x
      

      On inialise la variable discriminante de telle manière que la condition soit vraie (exemple : x = -1).

    2. AAV1_ALT: Répondre explicitement à la question posée

      Un contre-exemple est donné ci-dessous:

      x = -1
      print 'Deux tests simples'
      if x < 0 :
          x = -x
          print 'if',
      if not (x < 0) :
          x = -x
          print 'else',
      print x
      x1 = x
      
      x = -1
      print 'Une alternative simple'
      if x < 0 :
          x = -x
          print 'if',
      else :
          x = -x
          print 'else',
      print x
      x2 = x
      
      verif = x1 == x2
      print verif,x,x1,x2
      
  2. Ordre au sein d'une alternative multiple
    • Question
    • Solution

    A l'aide d'un exemple, démontrer que l'alternative multiple ci-dessous:

    if   condition1 : bloc1
    elif condition2 : bloc2
    elif condition3 : bloc3
    else            : bloc4
    

    n'est pas équivalente à l'alternative multiple suivante:

    if   condition1 : bloc1
    elif condition3 : bloc3
    elif condition2 : bloc2
    else            : bloc4
    
    Votre réponse :
    1. AAV1_ALT: Méthode

      Application de la méthode

      python : essai.py
      
          
      >>>
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    2. AAV1_ALT: Résultat

      La réponse est dans la question : ... donc l'alternative multiple ci-dessous:

      if   condition1 : bloc1
      elif condition2 : bloc2
      elif condition3 : bloc3
      else            : bloc4
      

      n'est pas équivalente à l'alternative multiple suivante:

      if   condition1 : bloc1
      elif condition3 : bloc3
      elif condition2 : bloc2
      else            : bloc4
      
    Une solution possible :
    1. AAV1_ALT: Choisir et appliquer une méthode générique

      Comme précisé dans l'énoncé, on utilise la méthode du contre-exemple.

      Pour prouver qu'un énoncé commençant par « Pour tout ... » (\(\forall x\)) est faux, il suffit de trouver un élément (« Il existe ... » : \(\exists y\)) qui réalise les conditions imposées dans l'hypothèse sans que ne soit vérifiée la conclusion.

      On considère l'exemple suivant où les instructions liées à chaque sous-ensemble effectuent un traitement différent selon la valeur de x.

      Méthode des discriminants permutation des elif
      variables discriminantes \(x\)
      domaine de définition \(\mathbb{Z}\)
      nombres de sous-ensembles disjoints 4
      définition des sous-ensembles \(]-\infty,10[\) et \([10,20[\) et \([20,30[\) et \([30,+\infty[\)
      squelette de l'alternative
      if x < 10 :
          # sous-ensemble (x < 10)
      elif x < 20 :
          # sous-ensemble (10 <= x < 20)
      elif x < 30 :
          # sous-ensemble (20 <= x < 30)
      else :
          # sous-ensemble (30 <= x)
      

      On initialise la variable de telle manière que la condition du premier elif soit vraie (exemple : x = 11).

    2. AAV1_ALT: Répondre explicitement à la question posée

      Un contre-exemple est donné ci-dessous:

      # exemple 1
      print u'avant permutation des lignes elif'
      x = 11
      if   x < 10 :
          y = x/1
          print 'x < 10 :',x,y
      elif x < 20 :
          y = x/2
          print 'x < 20 :',x,y
      elif x < 30 :
          y = x/3
          print 'x < 30 :',x,y
      else         :
          y = 0
          print 'x > 30 :',x,y
      
      # exemple 2
      print u'après permutation des lignes elif'
      x = 11
      if   x < 10 :
          y = x/1
          print 'x < 10 :',x,y
      elif x < 30 :
          y = x/3
          print 'x < 30 :',x,y
      elif x < 20 :
          y = x/2
          print 'x < 20 :',x,y
      else         :
          y = 0
          print 'x > 30 :',x,y
      

      Le code précédent donne des résultats différents selon l'ordre des lignes elif:

      avant permutation des lignes elif
      x < 20 : 11 5
      après permutation des lignes elif
      x < 30 : 11 3
      

      Il n'y a donc pas équivalence entre les 2 versions avant et après permutation.

  3. La structure switch ... case
    • Question
    • Solution

    Certains langages, comme Javascript ou C, définissent une instruction conditionnelle switch ... case:

    switch (expression) {
        case valeur1:
            // Instructions à exécuter lorsque l'évaluation
            // de l'expression correspond à valeur1
            instructions1;
            [break;]
        case valeur2:
            // Instructions à exécuter lorsque l'évaluation
            // de l'expression correspond à valeur2
            instructions2;
            [break;]
          ...
        case valeurN:
            // Instructions à exécuter lorsque l'évaluation
            // de l'expression à valeurN
            instructionsN;
            [break;]
        default:
            // Instructions à exécuter lorsqu'aucune des valeurs
            // ne correspond
            instructions_def;
            [break;]
    }
    

    Une instruction switch commence par évaluer l'expression fournie (switch (expression)). Si une correspondance est trouvée entre la valeur de l'expression est l'un des cas proposés (valeur1, valeur2, ... , valeurN), le programme exécute les instructions associées.

    Si plusieurs cas de figure correspondent, le premier cas rencontré sera sélectionné.

    Le programme recherche tout d'abord une clause case dont l'expression est évaluée avec la même valeur que l'expression d'entrée. Si une telle clause est trouvée, les instructions associées sont exécutées. Si aucune clause case n'est trouvée, le programme recherche la clause optionnelle default et si elle existe, les instructions correspondantes sont exécutées. Si cette clause optionnelle n'est pas utilisée, le programme continue son exécution après l'instruction switch.

    L'instruction break peut optionnellement être utilisée pour chaque cas et permet de s'assurer que seules les instructions associées à ce cas seront exécutées (et le programme continue son exécution après l'instruction switch). Si break n'est pas utilisé, le programme continuera son exécution avec les instructions suivantes (des autres cas de l'instruction switch).

    L'exemple ci-dessous est programmé en Javascript :

    javascript : alternative-def-3.js
    
        
    >
    Output
    
                    

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    Le langage Python ne dispose pas d'une telle structure switch. Proposer une séquence d'alternatives équivalente à la structure switch du programme Javascript précédent.

    Votre réponse :
    1. AAV1_ALT: Méthode

      Application de la méthode

      Zone de saisie de texte

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    2. AAV1_ALT: Résultat

      Utiliser l'interpréteur Python ci-dessous pour répondre et vérifier.

      python : essai.py
      
          
      >>>
      Output
      
                      

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    Une solution possible :
    1. AAV1_ALT: Choisir et appliquer une méthode générique

      On utilise la méthode des discriminants où switch (x) ... case val: se lit if x == val : et switch (x) ... default: se lit else :.

      Méthode des discriminants switch ... case
      variables discriminantes \(x\)
      domaine de définition \(\mathbb{Z}\)
      nombres de sous-ensembles disjoints 5
      définition des sous-ensembles \(]-\infty,0] \cup [5,+\infty[\) et \(\{1\}\) et \(\{2\}\) et \(\{3\}\) et \(\{4\}\)
      squelette de l'alternative
      if x == 1 :
          # sous-ensemble (x == 1)
      elif x == 2 :
          # sous-ensemble (x == 2)
      elif x == 3 :
          # sous-ensemble (x == 3)
      elif x == 4 :
          # sous-ensemble (x == 4)
      else :
          # sous-ensemble (x <= 0 or x >= 5)
      
    2. AAV1_ALT: Répondre explicitement à la question posée

      L'exemple Python ci-dessous illustre le fonctionnement équivalent au programme switch de Javascript:

      # initialisation
      import random
      x = random.randint(0,9)
      
      # switch
      if x == 1 :
          text = "1"
      elif x == 2 :
          text = "234"
      elif x == 3 :
          text = "34"
      elif x == 4 :
          text = "4"
      else :
          text = "fin"
      
      # résultat
      print x, text
      
  4. Alternatives en cascade (1)
    • Question
    • Solution

    Déterminer « à la main » la valeur de la variable k après la séquence d'instructions suivante :

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    x, y = 2, 3
    d, c = 5, 4
    if x > 0 and x < d :
        if y > 0 and y < c :
            k = y
        else :
            k = x
    else :
        k = 1
    
    Votre réponse :
    1. AAV1_ALT: Méthode

      Application de la méthode

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    2. AAV1_ALT: Résultat

      A la fin de l'algorithme, l'instruction print k affiche ?

    Une solution possible :
    1. AAV1_ALT: Choisir et appliquer une méthode générique

      On utilise la méthode de l'empathie numérique.

      On dresse la tableau des valeurs des variables instruction après instruction:

      line cond   x   y   c   d   k
         1    -   2   3   ?   ?   ?
         2    -   2   3   4   5   ?
         3    1   2   3   4   5   ?
         4    1   2   3   4   5   ?
         5    -   2   3   4   5   3
      
    2. AAV1_ALT: Répondre explicitement à la question posée

      A la fin de l'algorithme, l'instruction print k affiche 3:

      >>> print k
      3
      
  5. Alternatives en cascade (2)
    • Question
    • Solution

    Déterminer « à la main » la valeur de la variable y après la séquence d'instructions suivante :

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    x, y = 3, -2
    if x < y :
        y = y - x
    elif x == y :
        y = 0
    else        :
        y = x - y
    
    Votre réponse :
    1. AAV1_ALT: Méthode

      Application de la méthode

      Zone de saisie de texte

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    2. AAV1_ALT: Résultat

      A la fin de l'algorithme, l'instruction print y affiche ?

    Une solution possible :
    1. AAV1_ALT: Choisir et appliquer une méthode générique

      On utilise la méthode de l'empathie numérique.

      On dresse la tableau des valeurs des variables instruction après instruction.

      line cond   x   y
         1    -   3  -2
         2    0   3  -2
         4    0   3  -2
         6    -   3   5
      
    2. AAV1_ALT: Répondre explicitement à la question posée

      A la fin de l'algorithme, l'instruction print y affiche 5:

      >>> print y
      5
      
 
Algorithmique - Cours : Alternative - Exercices de compréhension, 14 oct. 2024.