Programmer pour explorer le numérique

Un algorithme décrit une suite d’opérations permettant de résoudre un problème. Un programme exprime ce traitement dans un langage que la machine peut exécuter. En SNT, programmer aide à explorer les données, les images ou les réseaux. Il faut d’abord préciser les données d’entrée, le résultat attendu et les étapes du traitement. Un programme qui s’exécute sans erreur de syntaxe peut encore produire un résultat incorrect.

Python distingue plusieurs types de valeurs. Un entier représente par exemple un nombre de fichiers ; un nombre à virgule flottante peut représenter une mesure ; une chaîne de caractères contient du texte ; un booléen vaut True ou False. Les guillemets délimitent une chaîne. La chaîne composée des caractères 1 et 2 n’est pas l’entier 12 : les opérations disponibles et leur sens dépendent du type.

Une variable est un nom associé à une valeur. L’affectation utilise le signe = et commence par évaluer l’expression située à droite, puis associe le résultat au nom de gauche. Si compteur vaut 2, l’instruction compteur = compteur + 1 le fait passer à 3. Cette écriture n’est pas une égalité mathématique à résoudre. L’ordre des instructions est donc essentiel pour comprendre l’état du programme.

Une comparaison produit un booléen. Le double signe == teste l’égalité, tandis que = affecte une valeur. Les opérateurs <, >, <= et >= comparent des valeurs. La condition d’une instruction if choisit si un bloc doit être exécuté. Une partie else permet de traiter le cas contraire. Les deux-points terminent la ligne qui ouvre le bloc ; l’indentation indique quelles instructions en font partie.

Supposons qu’une application autorise une taille inférieure ou égale à 10 unités. Le test taille <= 10 inclut exactement 10. Utiliser taille < 10 le refuserait. Pour vérifier la frontière, on essaie 9, 10 et 11. Ce choix de tests distingue les deux programmes, contrairement à un essai unique avec 4. Il faut aussi décider quelles entrées sont autorisées : une taille négative n’a pas le sens attendu dans cet exemple.

Une condition doit être écrite dans le vocabulaire exact du langage. Les booléens True et False prennent une majuscule. Pour une saisie au clavier, input renvoie une chaîne ; une conversion comme int est nécessaire si l’on veut effectuer certains calculs sur un entier. Une conversion peut échouer si le texte n’est pas compatible : il faut suivre les consignes de saisie de l’activité ou prévoir un traitement de cette situation.

Une boucle for parcourt des valeurs dans l’ordre. Avec range(3), elle utilise successivement 0, 1 et 2 : la borne de fin est exclue. Si le bloc comporte une instruction, celle-ci est exécutée trois fois. Le nom choisi pour parcourir les valeurs change à chaque passage. Une boucle ne répète que les lignes de son bloc, repérées par l’indentation dans une écriture sur plusieurs lignes.

Une boucle while répète son bloc tant qu’une condition est vraie. Il faut examiner ce qui fait évoluer cette condition et permet l’arrêt. Si compteur commence à 0 et augmente de 1 tant qu’il est strictement inférieur à 3, les valeurs après les passages sont 1, 2 et 3. La condition devient alors fausse. Oublier la mise à jour peut provoquer une boucle qui ne se termine pas.

Un accumulateur mémorise un résultat construit progressivement. Pour additionner des tailles de messages, on l’initialise à zéro avant la boucle. À chaque passage, on lui ajoute la taille courante. Le remettre à zéro dans la boucle ferait perdre les sommes précédentes. On peut prévoir le résultat à la main avant d’exécuter le script, ce qui fournit une vérification indépendante du traitement.

Une fonction regroupe un traitement réutilisable. On la définit avec def, un nom, des parenthèses contenant les paramètres, puis des deux-points. Un paramètre reçoit une valeur lors d’un appel. L’instruction return termine l’exécution de la fonction et renvoie son résultat. Définir la fonction ne suffit pas à effectuer tous les calculs possibles : il faut ensuite l’appeler avec les arguments souhaités.

Afficher et renvoyer sont deux opérations différentes. print rend une valeur visible à l’écran. return permet au programme appelant de réutiliser un résultat dans un autre calcul. Une fonction qui affiche seulement une valeur ne la renvoie pas automatiquement comme résultat numérique. Cette distinction devient utile lorsque plusieurs traitements se suivent, par exemple convertir une taille puis comparer le résultat à une limite.

Les noms utilisés comme paramètres sont locaux à l’appel de la fonction. Il est préférable qu’une petite fonction calcule à partir de ses paramètres et renvoie un résultat explicite. Cela facilite les essais. Pour une conversion, on peut vérifier 0, 1 et 5 puis comparer les résultats attendus. Ces tests n’épuisent pas toutes les entrées possibles, mais ils mettent à l’épreuve les cas choisis.