Listes et boucles bornées

Listes

1. Definition: Une liste est une collection ordonnée d’objets. Une liste est entourée de crochets [ ]

On accède à un élément d’une liste grace à sa position, appelée indice. Le premier élément a pour indice zero.

voyelles = ['e','i','o']
voyelles[0]
# affiche e
voyelles[1]
# affiche i
voyelle[2]
# affiche o
voyelles[-1]
# affiche o
voyelles
# affiche ['e','i','o']

2. Modifier les éléments d’une liste On ne peut modifier un élément d’une liste que si celui-ci existe. Par exemple, si l’on veut modifier l’élément “e” au rang zero de la liste voyelles par un “a”, il faut faire:

voyelles = ['e','i','o']
voyelles[0] = "a"
voyelles
# affiche ["a","i","o"]

Par contre, la liste ne contenant que 3 éléments, du rang 0 au rang 2, on ne peut pas ajouter l’élément “u” de la manière suivante:

voyelles[3] = "u"
# affiche
IndexError: list assignment index out of range

Mais alors, quelle est la bonne méthode pour ajouter un élément à une liste?

Il faut utiliser une méthode de liste: la méthode append

voyelles = ['e','i','o']
voyelles.append("u")
voyelles
# affiche ["e","i","o","u"]

3. Autres méthodes de liste TRES utiles

Retirer un élément de liste: méthode pop

voyelles = ["e","i","o","u"]
voyelles.pop()
voyelles
# affiche ["e","i","o"]

Longueur d’une liste: fonction len

voyelles = ["e","i","o","u"]
len(voyelles)
# affiche 4 
# car la liste contient 4 éléments

4. Liste de listes Les éléments contenus peuvent aussi être une liste:

positions = [[0,0], [1,2], [2,4]]

C’est la représentation d’un tableau, qui sur un tableur peut être représenté sous la forme suivante:

Pour accéder au premier élément [0,0], on fait:

positions[0]
# retourne
[0,0]

Pour accéder au deuxieme élément [1,2], on fait:

positions[1]
# retourne
[1,2]

Et pour acceder au premier élément du 2e élément de positions, c’est à dire à la valeur 1, on fait:

positions[1][0]
# retourne
1

Cela permet d’afficher ou modifier la valeur 1.

Boucles bornées

1. Definition: Une boucle bornée est un système d’instructions qui permet de répéter un certain nombre de fois toute une série d’opérations.

La syntaxe d’une boucle bornée, en langage algorithmique peut s’écrire:

Pour i allant de 0 a n-1
Faire:
   instruction 1
   instruction 2
FinPour

En python, la syntaxe correspondante est:

for i in range(n):
  instruction 1
  instruction 2

• Remarques:

  • Le bloc d’instruction sera executé n fois. Celui-ci peut contenir une ou plusieurs instructions, du moment qu’elles sont bien positionnées dans le bloc.
  • En Python, le bloc est identifié par une indentation: un retrait par rapport au bord gauche, comprenant 2 espaces (ou 4).
  • Pour sortir du bloc, on élimine l’indentation (on revient sur le bord gauche)
  • La fonction range(n) renvoie la liste des entiers de 0 à n-1. C’est un principe général en informatique, on commence toujours à compter à partir de 0, et il faut donc s’arrêter à n-1 pour effectuer n fois la boucle.
  • Pour chaque itération, le variant i prend une nouvelle valeur de l’ensemble {0,1,2,... n-1}, et peut être utilisé dans le bloc d’instructions.
  • On peut choisir n’importe quel nom pour le variant, pas seulement i.

• Exemple

for c in range(3):
  print(c)
# affiche
0
1
2

Remarque: range(3) va créer une liste itérable constituée des valeurs 0, 1, 2. Ce sont les valeurs prises successivement par le variant c dans for c in range(3)

2. Parcourir les éléments d’une liste L avec range(len(L))

L = ["a","b","c"]
for i in range(len(L)):
  print(i, L[i])
# affiche
0 a
1 b
2 c

Remarque: Rappelez-vous que len(L) est une fonction qui retourne la longueur de la liste L. Si L contient 3 éléments, alors len(L) vaut 3.

3. Parcourir les éléments d’une liste L avec in L

L = ["a","b","c"]
for c in L:
  print(c)
# affiche
a
b
c

Ramarque: Cette fois-ci, le variant c prend successivement toutes les valeurs de la liste L.

Conclusion: Itérable et variant de boucle bornée

Les instructions for i in range(len(L)) et for c in L ont à peu près le même objectif: celui de parcourir TOUS les éléments de la liste L.

• Ce qui est COMMUN: c’est l’utilisation du mot clé IN, qui va créer ce que l’on appelle un itérable, c’est-à-dire une liste de valeurs qui seront proposées l’une après l’autre pour le variant de boucle.

• Ce qui est DIFFERENT: Dans le premier cas, on utilise la fonction range, qui créé un itérable entre 0 et la valeur mise en paramètre (valeur -1 pour être exact). Ce sont par exemple les indices de la liste L.

# exemple 1
for i in range(5):
  # instruction

La boucle va s’executer 5 fois. Mais à chaque fois, le variant i prend successivement l’une des valeurs dans [0,1,2,3,4]

# exemple 2
L = [0, 10, 20, 30]
for c in L:
  # instruction

L’instruction for c in L va, elle, créer un itérable constitué des valeurs de la liste L

Le nombre d’itération sera égal au nombre len(L), soit 4. Au cours des itérations, le variant c va prendre successivement chaque valeur de L, soit [0, 10, 20, 30]

Tracer un graphique y = f(x)

Pour tracer un graphique y=f(x), il faut disposer de 2 listes de mêmes dimensions x et y. Les coordonnées des points sont alors:

• (x[0],y[0]) pour le point M0
• (x[1],y[1]) pour le point M1
• …

On utilise la fonction plt.scatter (nuage de points) ou bien plt.plot (courbe) du module matplotlib.pyplot qui est importé à la premiere ligne du script de la manière suivante: import matplotlib.pyplot as plt

Les 2 listes sont positionnées entre parenthèses, dans l’ordre (liste des X, liste des Y). Ce sont les arguments de la fonction plt.scatter (ou de plt.plot).

import matplotlib.pyplot as plt
temps = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
T = [20, 20, 22, 24, 28, 32, 38, 44, 52, 60]
plt.clf()
plt.grid()
plt.scatter(temps,T)
plt.xlabel('temps(min)')
plt.ylabel('Temperature(°C)')
plt.show()

Travaux pratiques

• Lien vers l’énoncé du TP4: Tableaux Excel et tableaux Python

• Lien vers l’énoncé du TP5: Listes

• Lien vers l’énoncé du TP6: boucles et parcours de listes