Matthieu Falce
21 novembre 2023
Imaginez que vous êtes un élève qui à une punition. Vous devez écrire un programme qui affiche 100 fois “Je n’utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices”.
Si vous n’utilisez pas de boucles, vous devriez faire quelque chose comme ça :
print("Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices")
print("Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices")
print("Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices")
... # répété pleins de fois
print("Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices")En pratique, vous avez une tâche qui se répète de nombreuses fois et vous voulez l’automatiser. Cela vous permettra de vous concentrer sur le contenu de la tâche.
Voici quelques autres cas où nous pouvons rencontrer des boucles. Il s’agit d’un concept fondamental donc, ce n’est qu’une liste non exhaustive, en pratique vous en manipulerai quasiment en permanence.
Dans tous ces cas, nous remarquons que nous voulons exécuter une tâche plusieurs fois en parcourant des données ou en attendant un critère d’arrêt. C’est aussi exactement ce que l’on veut faire pour optimiser l’écriture de notre punition.
Mais avant cela, nous devons regarder un peu plus de théorie.
Les langages de programmation (pas que Python) proposent souvent des boucles. Et nous en avons plusieurs types. Les plus connues, et que nous avons en python, sont les boucles for et les while.
Leurs points commun principal est que les deux vont définir un bloc représentant la partie de logique à répéter. Nous allons donc avoir :
for ou while):Nous allons voir leurs spécificités dans les parties suivantes.
forLa boucle for (pour en anglais) permet de répéter une action un certain nombre de fois. On l’utilise quand on connaît à l’avance le nombre d’itérations à effectuer. C’est celle que vous allez utiliser le plus souvent, par exemple elle permet d’exprimer les concepts suivants :
Imaginons que nous voulions répéter 5 fois la phrase de punition en affichant le numéro d’itération, nous ferions :
for index in range(5):
print("iteration :", index, "--", "Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices")iteration : 0 -- Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices
iteration : 1 -- Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices
iteration : 2 -- Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices
iteration : 3 -- Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercices
iteration : 4 -- Je n'utiliserai plus ChatGPT pour faire mes exercicesOn est passé de 100 lignes à réécrire à 2. Plutôt pratique.
Pour comprendre ce bout de code, nous devons le décomposer :
for index in range(5) :
for ... in est le mot clé permettant de déclarer la boucle, elle va parcourir ce qui est à droite du inrange(5) est une fonction permettant de générer les nombres de 0 à 4index défini le nom de la variable qui va contenir les variables récupérées lors du parcours du rangeindex permet d’accéder au contenu de la variable index. Dans notre cas elle va contenir les nombre de 0 à 4 successivementOn peut imaginer la boucle for comme un mécanisme permettant de tourner les pages d’un livre et d’effectuer une action sur chaque page. Dans notre cas, le livre représente le range, les pages sont contenues dans index et l’intérieur du bloc représente l’opération à effectuer sur la page en cours (la valeur de index).
whileLa boucle while (tant que en anglais) permet de répéter une action jusqu’à une arriver à une certaine condition. On l’utilise quand on ne connaît pas à l’avance le nombre d’itérations à effectuer. Elle est plus rare à utiliser (en tout cas je l’utilise bien moins souvent). Elle permet d’exprimer les concepts suivants dans la vie de tous les jours :
Imaginons que nous voulions demander un mot de passe à l’utilisateur et vérifier s’il est correct dans une application (ne faites pas comme cela, c’est pour illustrer, ce n’est pas sécuritaire) :
# Le mot de passe attendu
correct_password = "python123"
# Demande à l'utilisateur de saisir le mot de passe
entered_password = input("Veuillez entrer le mot de passe: ")
# Continue à demander tant que le mot de passe saisi n'est pas correct (note si le mot de passe est le bon dès le début, on ne rentre pas dans la boucle)
while entered_password != correct_password:
# Ce code sera exécuté dans que le mot de passe n'est pas le bon. Cela permet de bloquer la suite du programme tant que la condition n'est pas remplie.
entered_password = input("Mot de passe incorrect. Réessayez: ")
# L'utilisateur a saisi le bon mot de passe
print("Mot de passe accepté, accès autorisé.")Pour comprendre ce bout de code, nous devons le décomposer :
while entered_password != correct_password :
while défini l’entrée dans la boucleentered_password != correct_password représente la condition d’arrêt, tant qu’elle est fausse, la boucle continue. La valeur de entered_password est mise à jour dans le corps de la boucle.index défini le nom de la variable qui va contenir les variables récupérées lors du parcours du rangeentered_password = input("Mot de passe incorrect. Réessayez: ") : met à jour la valeur de entered_password en la demandant à l’utilisateurEn python, les boucles while sont plus faciles à comprendre. En effet les boucles for utilisent des concepts plus avancés (dans d’autres langages on les appellerai foreach car elles manipulent des itérateurs). De plus, une boucle while peut toujours remplacer une boucle for (essayez de remplacer la boucle for de l’exemple précédent).
Cependant, habituez vous à manipuler les boucles for, elles permettent d’exprimer plus facilement les concepts et surtout elles permettent d’éviter un problème gênant : les boucles infinies.
Regardez le code suivant (si vous le lancez, il faudra faire ctrl-c pour arrêter le programme) :
La condition d’arrêt n’est jamais atteinte donc on ne sort jamais de la boucle et la boucle est infinie.
Note : on obtient la même chose avec l’exemple sur le mot de passe, si on ne trouve pas le mot de passe, on ne sort pas de la boucle (dans ce cas là c’est le comportement attendu).
Note : on peut aussi avoir des boucles infinies avec des for, c’est plus compliqué, il faut modifier l’élément que l’on parcours dans la boucle.
Il est tout à fait possible d’imbriquer des boucles entre elles.
Un exemple typique est l’affichage de tables de multiplications :
# Parcours des chiffres de 1 à 10 pour la table de multiplication
for i in range(1, 11):
# Parcours des chiffres de 1 à 10 pour multiplier avec i
for j in range(1, 11):
# Calcul du produit et affichage avec un formatage pour l'alignement
print(f"{i*j:4}", end=' ')
# Retour à la ligne après chaque ligne de la table
print() 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
6 12 18 24 30 36 42 48 54 60
7 14 21 28 35 42 49 56 63 70
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
9 18 27 36 45 54 63 72 81 90
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 On remarque que l’intérieur de la boucle sur les j à accès aux valeurs de i.
Les boucles imbriquées peuvent rapidement devenir complexes, et il est important de veiller à ce qu’elles restent lisibles et maintenables. Il est également essentiel de comprendre leur impact sur les performances, car chaque niveau d’imbrication ajoute un niveau de complexité à l’ensemble de la boucle.
Note : En python, il est possible d’imbriquer tous les blocs (boucles, conditions, fonctions, …) entre eux.
Vous venez de découvrir le concept des boucles en Python. Ces structures de contrôle fondamentales vous ouvrent les portes de l’écriture de programmes plus complexes.
Pour rappel :
for :
while :
for exprimentN’hésitez pas à prendre les exemples proposés et à les modifier pour bien comprendre le concept. C’est nouveau pour vous.