Chapitre 5: Boucles

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Constructions élémentaires	Mettre en évidence un corpus de constructions élémentaires. boucles non bornées, appels de fonction.	Séquences, affectation, conditionnelles, boucles bornées,

Comme nous l’avons déjà vu, les boucles permettent de répéter des instructions. Nous détaillerons dans ce chapitre la syntaxe de la fonction range() en Python utile pour contrôler les boucles bornées for, et verrons les trois étapes essentielles à la construction d’une boucle while: initialisation, condition d’arrêt et mise à jour.

Les boucles font partie des ingrédients indispensables des algorithmes et vous les avez certainement déjà rencontrés en Scratch en collège.

©  CC BY-SA 2.5 via Wikimedia Commons

Il existe deux façons de coder des boucles:

• La boucle bornée répète les instructions pour des valeurs choisies. En Python for (pour en français).
• La boucle non bornée répète les instructions _tant qu’_une condition est vérifiée. En Python: while (tant que en français).

Les deux types de boucles sont interchangeables, on préfère cependant utiliser:

• for si le nombre d’itérations est connu à l’avance.
• while sinon.

1 La boucle bornée for

La boucle for est utilisée lorsque l’on connaît à l’avance les valeurs pour lesquelles on veut répéter le bloc d’instructions. On l’appelle une boucle bornée.

1.1 Utilisation de la fonction range()

La fonction range() peut accepter de 1 à 3 paramètres pour contrôler la façon dont se font les itérations.

Il est très fréquent de réaliser des itérations sur des nombres en comptant les tours de boucles.

La fonction range(n) permet de créer une boucle de n tours.

for i in range(7):
    print(i)

>>sortie

0
1
2
3
4
5
6

On peut éventuellement choisir la valeur du compteur au départ.

for i in range(début, fin):
    ...

Attention: Dans tous les cas le nombre final n’est pas inclus dans les itérations.

for i in range(1, 7):
    print(i)

>>sortie

1
2
3
4
5
6

On peut également choisir le pas de l’incrémentation grâce à la syntaxe:

for i in range(début, fin, pas):
    instruction 1
    instruction 2
...

for i in range(1, 12, 2):
    print(i)

>>sortie

1
3
5
7
9
11

for i in range(365, 300, -5):
    print(i)

>>sortie

365
360
355
350
345
340
335
330
325
320
315
310
305

2 La boucle non bornée: while

La boucle while est plus puissante que la boucle for, elle permet de créer des répétitions, même si l’on ne connait pas à l’avance le nombre de répétitions.

Contrairement à la boucle for, le nombre d’itérations n’est pas fixé à l’avance, mais il est testé dynamiquement au début de chaque boucle: On parle de boucle non bornée.

À chaque tour, on teste une condition, si cette condition est vérifiée, on exécute le bloc d’instructions de la boucle, sinon, l’exécution de la boucle est arrêtée et le programme se poursuit «normalement».

L’écriture d’une boucle non bornée nécessite trois étapes:

1. Initialisation de la variable de contrôle.
2. Condition d’arrêt.
3. Mise à jour de la variable de contrôle.

2.1 Réécriture d’une boucle for

Nous allons traduire une boucle for par un while (même si cela n’est pas conseillé).

for i in range(1, 7, 2):
    print(i)

>>sortie

1
3
5

Dans une boucle for toutes les affectations de la variable i sont gérées par la fonction range(). Avec le while c’est à nous de nous en occuper.

i = 1                   # initialisation
while i < 7:            # condition d'arrêt
    print(i)
    i = i + 2           # Mise à jour de la variable de contrôle

>>sortie

1
3
5

2.2 Contrôle par variable booléenne

Nous créons ici une variable booléenne repeat pour bien comprendre si la boucle while doit se poursuivre ou non.

repeat = True;
while repeat:
    resultat = int(input("Combien font 2 + 5?  "))
    if resultat == 7:
        print("Bravo vous avez trouvé.")
        repeat = False

Il serait cependant plus élégant de faire passer la condition du if dans le while.

resultat = None
while resultat != 7:
    resultat = int(input("Combien font 2 + 5?  "))
print("Bravo vous avez trouvé.")

2.3 Remarques

• La variable compteur est souvent notée i;

• faire attention à ne pas programmer une boucle infinie qui bloquerait votre programme en lui faisant répéter l’instruction une infinité de fois et saturerait ainsi votre processeur et votre mémoire.

  i = 0
  while i >= 0:
      print(i)
      i = i + 1
      # i sera toujours positif, la condition d'arrêt ne sera jamais vraie

3 Boucles imbriquées

Il est possible d’exécuter une boucle à l’intérieur d’une autre boucle, elles sont alors dites imbriquées.

# boucle externe
for i in range(3):
    # boucle interne
    for j in range(2):
        print(i, j)

>>sortie

0 0
0 1
1 0
1 1
2 0
2 1

Ce type de boucles peut par exemple être utilisé pour parcourir des tableaux de données en ligne et en colonne, on les utilisera également dans les algorithmes de tris que nous verrons en fin d’année.