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Les bases de l'informatique et de la programmation

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Par   •  19 Août 2020  •  Cours  •  58 761 Mots (236 Pages)  •  597 Vues

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Les bases de l’informatique et de la programmation

E´cole polytechnique

Franc¸ois Morain

Table des mati`eres

I        Introduction `a  la  programmation         11

  1. Les premiers pas en Java        13
  1. Le premier programme        13
  1. E´criture et execution´         13
  2. Analyse  de ce programme        14
  1. Faire  des calculs simples        15
  2. Types primitifs        15
  3. Affectation        16
  4. Op´erations         17
  1. R`egles d’´evaluation         17
  2. Incr´ementation et d´ecrementation         18
  1. Fonctions        19
  1. Suite d’instructions        21
  1. Expressions bool´eennes         21
  1. Op´erateurs de comparaisons         21
  2. Connecteurs        22
  1. Instructions conditionnelles        22
  1. If-else        22
  2. Forme compacte        23
  3. Aiguillage        23
  1. It´erations         24
  1. Boucles pour        24
  2. It´erations  tant que         26
  3. It´erations  r´ep´eter  tant que         27
  1. Terminaison des programmes        28
  2. Instructions de rupture de contrˆole         28
  3. Exemples        28
  1. M´ethode de Newton         28
  1. Fonctions   :  th´eorie et  pratique         31
  1. Pourquoi ´ecrire des fonctions         31
  2. Comment ´ecrire des fonctions         32
  1. Syntaxe        32
  2. Le type sp´ecial void         33
  1. Visibilit´e des variables         33
  2. Quelques conseils pour ´ecrire un programme         35
  3. Quelques exemples de programmes complets        36
  1. E´criture binaire d’un entier         36

3

  1. Calcul du jour correspondant a` une date         37
  1. Tableaux        41
  1. D´eclaration,  construction,  initialisation         41
  2. Premiers exemples        42
  3. Tableaux a` plusieurs dimensions, matrices         43
  4. Les tableaux  comme arguments de fonction        44
  5. Exemples d’utilisation des tableaux        44
  1. Algorithmique des tableaux        44
  2. Un peu d’alg`ebre lin´eaire         46
  3. Le crible d’Eratosthene        47
  4. Jouons a` l’escarmouche         47
  5. Pile        50
  1. Composants d’une classe        53
  1. Constantes  et variables globales        53
  2. Les classes pour d´efinir des enregistrements         53
  3. Constructeurs        54
  4. Les m´ethodes statiques et les autres         54
  5. Utiliser plusieurs classes        56
  6. Public et private        56
  7. Un exemple de classe pr´ed´efinie  : la classe String         57
  1. Propri´et´es         57
  2. Arguments de main        58
  1. Les objets comme  arguments de fonction        59
  1. R´ecursivit´e         61
  1. Premiers exemples        61
  2. Un pi`ege subtil   : les nombres de Fibonacci         64
  3. Fonctions  mutuellement r´ecursives         65
  1. Pair  et impair  sont dans un bateau        66
  2. D´eveloppement du sinus et du cosinus         66
  1. Diviser pour r´esoudre         67
  1. Recherche  d’une racine par dichotomie        67
  2. Les tours de Hanoi        68
  1. Un peu de th´eorie         69
  1. La fonction d’Ackerman        69
  2. Le probl`eme de la terminaison         71
  1. Probl´ematiques  classiques en informatique         73
  1. Introduction a` la  complexit´e  des  algorithmes         75
  1. Complexit´e des algorithmes         75
  2. Calculs ´el´ementaires  de complexit´e         76
  3. Quelques algorithmes  sur les tableaux        76
  1. Recherche du plus petit ´el´ement         76
  2. Recherche dichomotique        77
  3. Recherche simultan´ee du maximum et du minimum         78
  1. Exponentielle r´ecursive         79

8

Ranger l’information . . . pour la retrouver

83

8.1        Recherche en table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83

8.1.1

Recherche lin´eaire        .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

83

8.1.2

Recherche dichotomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

8.1.3

Utilisation d’index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

8.2

Trier

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

8.2.1

Tris ´el´ementaires   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

86

8.2.2

Un tri rapide : le tri par fusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

8.3        Stockage d’informations reli´ees entre elles   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

8.3.1        Files d’attente        .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

92

92

8.3.2        Information hi´erarchique .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .

93

8.4        Conclusions        100

...

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