Les algorithmes : conception et syntaxe #

Un algorithme est une méthode structurée pour résoudre un problème de manière systématique et efficace. Comparable à une recette culinaire, il fournit des instructions précises, exécutables pas à pas, pour transformer des données d’entrée en résultats attendus. Comprendre la conception et la syntaxe des algorithmes est essentiel pour tout programmeur souhaitant traduire une solution abstraite en code fonctionnel, quel que soit le langage utilisé.

Concevoir un algorithme #

Pour concevoir un algorithme, il convient d’analyser minutieusement le problème en identifiant les entrées, les sorties et les étapes de traitement nécessaires pour obtenir les résultats souhaités. Un algorithme se présente comme une suite logique d’instructions qu’un programmeur peut adapter à un langage comme Java, C++ ou Python. La démarche de conception suit généralement ces étapes :

Étape 1 : lire et comprendre l’énoncé du problème à résoudre.
Étape 2 : définir les sorties (résultats attendus), les entrées (données initiales) et le traitement (relations permettant de passer des entrées aux sorties).
Étape 3 : rédiger l’algorithme en pseudo-code, en respectant une structure claire et compréhensible.

Syntaxe d’un algorithme #

La syntaxe d’un algorithme repose sur des conventions souples, contrairement aux langages de programmation qui imposent des règles strictes. Le pseudo-code privilégie la clarté et la précision des instructions, en s’appuyant sur des structures standardisées. Si une étape semble ambiguë ou trop complexe, il est souvent préférable de la décomposer en sous-étapes pour en faciliter la compréhension.

Les entrées, variables et sorties #

Un algorithme débute par la déclaration des entrées, c’est-à-dire les données fournies directement (comme un texte à analyser ou des données financières) ou saisies par un utilisateur (via un clavier, une souris, etc.). Viennent ensuite les variables, qui portent un nom et une valeur, comme une variable x valant 1. Ces valeurs peuvent évoluer au fil du traitement. Les variables, utilisées pour stocker des informations intermédiaires, se déclinent en divers types : chaînes de caractères, entiers, nombres décimaux, etc. Enfin, les sorties correspondent aux résultats finaux du traitement, transmis à l’utilisateur ou à d’autres algorithmes. Un problème complexe peut en effet être résolu par plusieurs algorithmes interconnectés, un concept que nous relierons plus tard aux fonctions dans les langages de programmation.

Les opérations #

Un algorithme se décrit comme une séquence d’opérations, par exemple additionner deux nombres ou incrémenter une variable. Les opérations disponibles dépendent du modèle de calcul adopté, mais on presume généralement que les opérations mathématiques de base (addition, soustraction, multiplication, comparaison) sont prises en charge.

Les notations varient selon les conventions. Une multiplication peut s’écrire x * y, x × y ou simplement x y. De même, pour assigner la valeur 1 à une variable x, on peut utiliser x ← 1 ou x = 1. Cependant, dans certains contextes, x = 1 pourrait indiquer une comparaison (« x vaut-il 1 ? »). Pour lever l’ambiguïté, une notation comme x == 1 est parfois préférée pour les comparaisons, en s’inspirant de langages de programmation. L’essentiel reste que chaque opération soit exprimée de manière claire et sans équivoque pour le lecteur.

Compter le nombre de voyelles d’un mot entrées au clavier #

L’algorithme suivant compte le nombre de voyelles saisies :

Entrées :
  Chaîne de caractères : chaine = ""
Sorties :
  Entier : nbVoyelle = 0
Imprimer à l'écran "Veuillez entrer un mot au clavier suivi de la touche entrée"
Saisir le mot au clavier et assigner à la variable chaine
POUR TOUT caractère c dans chaine FAIRE
    SI c == 'a' OU c == 'e' OU c == 'i' OU c == 'o' OU c == 'u' OU c == 'y' ALORS
        nbVoyelle = nbVoyelle + 1
    FIN SI
FIN POUR

Initialement, une variable chaine est définie comme une chaîne vide, et une variable nbVoyelle est initialisée à 0 pour compter les voyelles. L’algorithme affiche un message invitant l’utilisateur à entrer un mot suivi de la touche Entrée, puis stocke l’entrée dans chaine. Une boucle (POUR TOUT caractère c dans chaine FAIRE) parcourt chaque caractère c de la chaîne. Pour chaque caractère, une condition vérifie si c est une voyelle (a, e, i, o, u ou y) en utilisant une série de comparaisons avec l’opérateur OU. Si le caractère est une voyelle, nbVoyelle est incrémenté de 1. À la fin de la boucle, nbVoyelle contient le nombre total de voyelles dans la chaîne.

Le compteur de voyelles est un outil interactif conçu pour t’aider à comprendre comment un algorithme traite une chaîne de caractères pour compter ses voyelles. Commence par saisir un mot ou une phrase dans le champ de texte, par exemple « bonjour ». Clique sur le bouton « Prochaine étape » pour exécuter l’algorithme pas à pas. À chaque clic, une ligne du pseudocode s’illumine, et une explication apparaît dans la zone de journalisation en bas. Tu verras aussi l’état actuel : la chaîne saisie, le caractère en cours d’analyse et le nombre de voyelles comptées. Si tu veux recommencer, clique sur « Réinitialiser » pour effacer les résultats et repartir de zéro. Assure-toi que ta saisie n’est pas vide, sinon un message te demandera de corriger.

Cet outil vous permet de suivre la logique de l’algorithme de manière visuelle. Le pseudocode, affiché à gauche, détaille chaque étape : initialisation des variables (comme la chaîne et le compteur de voyelles), lecture de la saisie, parcours de chaque caractère et vérification s’il s’agit d’une voyelle (a, e, i, o, u, y). En avançant étape par étape, tu peux observer comment l’algorithme « pense » pour résoudre le problème. Prenez le temps de lire les messages du journal pour comprendre ce qui se passe à chaque moment. Cet exercice est parfait pour t’entraîner à traduire un problème en une série d’instructions claires, une compétence essentielle en programmation.

Entrées :
  Chaîne de caractères : chaine = ""
Sorties :
  Entier : nbVoyelle = 0
Imprimer à l'écran "Veuillez entrer un mot au clavier suivi de la touche entrée"
Saisir le mot au clavier et assigner à la variable chaine
POUR TOUT caractère c dans chaine FAIRE
    SI c == 'a' OU c == 'e' OU c == 'i' OU c == 'o' OU c == 'u' OU c == 'y' ALORS
        nbVoyelle = nbVoyelle + 1
    FIN SI
FIN POUR
            

Maintenant que tu as exploré le compteur de voyelles, réfléchis à la manière dont cet algorithme pourrait être adapté ou amélioré. Par exemple, que se passerait-il si tu voulais compter uniquement certaines voyelles, comme « a » et « e », ou inclure les voyelles accentuées (é, è, ô) ? Comment modifierais-tu le pseudocode pour gérer ces cas ? Pense aussi à la structure de l’algorithme : quelles étapes pourraient être simplifiées ou rendues plus efficaces ? En te posant ces questions, tu commenceras à voir les algorithmes non pas comme des recettes figées, mais comme des solutions flexibles que tu peux ajuster pour répondre à différents besoins.