Chapitre 5 : structure de contrôle, boucle⚓︎

Objectifs

À la fin du chapitre, on doit savoir :

écrire une boucle for sans utilisation de la variable de boucle
écrire une boucle for avec utilisation de la variable de boucle
compter le nombre total d'itérations pour des boucles for successives ou imbriquées
écrire la condition d'entrée d'une boucle while à partir de sa condition de sortie
choisir de préférence une boucle for si le nombre d'itérations est connu et ne dépend pas d'une condition.

Boucle bornée `for`⚓︎

Définition 1

Soit n un entier positif, pour répéter n fois le même bloc d'instruction bloc_boucle, on utilise l'instruction de contrôle d'une boucle for avec la syntaxe :

🐍 Script Python

bloc_avant
for i in range(n):
    bloc_boucle
bloc_apres

Comme pour une instruction conditionnelle, l'instruction de boucle for se termine par le caractère : et le bloc qu'elle contrôle est décalé d'une indentation par rapport à l'indentation du for.

Une répétition de bloc_boucle s'appelle une itération.

La variable de boucle i peut être ou non utilisée dans bloc_boucle, sa valeur est incrémentée de 1 à chaque itération, en commençant à 0. Lors de la dernière itération, la valeur de la variable de boucle est donc n - 1.

Le nombre d'itérations d'une boucle for est connu à l'avance, on parle de boucle bornée.

Exemple 1

Programme A

🐍 Script Python

for i in range(30):
    print("Bonjour.")

Le programme A, affiche 30 fois "Bonjour.", la variable de boucle n'est pas utilisée.

Programme B

🐍 Script Python

for i in range(30):
    print("Bonjour ", i, " fois.")

Le programme B affiche :

🐍 Script Python

Bonjour 0 fois.
Bonjour 1 fois.
...
Bonjour 29 fois.

La variable de boucle est utilisée à chaque itération.

Exercice 1

Écrire un programme qui affiche trente '*' en allant à la ligne pour chaque caractère.
Écrire un programme qui demande à l'utilisateur de saisir un entier positif n, qui calcule la somme des carrés des entiers successifs de 1 n inclus, et qui affiche le résultat

Compter le nombre d'étoiles '*' affichées par le programme C puis par le programme D.

Programme C

🐍 Script Python

for i in range(300):
    print('*')
for j in range(100):
    print('*')

Programme D

🐍 Script Python

for i in range(300):
    for j in range(100):
        print('*')

Syntaxe avancée du range

Dans l'instruction de boucle for i in range(n), on peut remplacer range(n) par range(0, n).

Plus généralement, la syntaxe complète de range est :

🐍 Script Python

range(debut, fin, pas)

On peut considérer que range(debut, fin, pas) produit une séquence d'entiers :

qui commence à debut ;
qui avance avec un pas de pas ;
qui s'arrête avant d'atteindre fin.

La valeur debut est incluse, mais la valeur fin est exclue.

Les paramètres debut et pas sont optionnels :

Syntaxe	Signification
`range(fin)`	entiers de `0` inclus à `fin` exclu
`range(debut, fin)`	entiers de `debut` inclus à `fin` exclu
`range(debut, fin, pas)`	entiers de `debut` inclus à `fin` exclu, avec un pas de `pas`

Attention

Si le pas est positif, les valeurs augmentent. Si le pas est négatif, les valeurs diminuent. Dans tous les cas, la valeur fin n'est jamais atteinte.

Exercice 2

Compléter le tableau suivant.

Expression	Séquence d'entiers produite
`range(5)`	....
`range(0, 5)`	....
`range(2, 7)`	....
`range(2, 10, 2)`	....
`range(1, 10, 3)`	....
`range(7, 0, -1)`	....
`range(7, 0, -2)`	....
`range(5, 5)`	....
`range(2, 10, -1)`	....
`range(10, 2, 1)`	....

Boucle non bornée `while`⚓︎

Définition 2

Une boucle while permet de répéter un bloc d'instructions tant qu'une condition est vraie.

Sa syntaxe est :

🐍 Script Python

bloc_avant
while condition:
    bloc_boucle
bloc_apres

Avant chaque itération, Python évalue la condition.

Si la condition vaut True, le bloc de la boucle est exécuté.
Si la condition vaut False, la boucle s'arrête et l'exécution continue après le bloc de boucle.

Exemple 2

Le programme suivant affiche les entiers de 0 à 4.

🐍 Script Python

i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i = i + 1
print("Fin")

La variable i est initialisée avant la boucle, puis modifiée à chaque itération.

La boucle s'arrête lorsque la condition i < 5 devient fausse, c'est-à-dire lorsque i >= 5.

On peut obtenir le même affichage avec une boucle for. C'est plus simple car la gestion de la variable de boucle est déléguée au range.

🐍 Script Python

for i in range(5):
    print(i)

Attention

Dans une boucle while, il faut vérifier que la condition finit par devenir fausse. Sinon, la boucle ne s'arrête jamais, c'est une boucle infinie.

Choisir entre for et while

On peut simuler n'importer quelle boucle for avec une boucle while mais les boucles for sont plus simples à écrire. On utilisera :

une boucle for lorsque le nombre d'itérations est connu à l'avance ;
une boucle while lorsque le nombre d'itérations n'est pas connu à l'avance et dépend d'une condition.

Par exemple, si on veut demander un mot de passe jusqu'à ce qu'il soit correct, on ne sait pas à l'avance combien d'essais seront nécessaires. Une boucle while est nécessaire.

🐍 Script Python

mot = ""
while mot != "NSI":
    mot = input("Mot de passe ? ")
print("Accès autorisé")

Méthode : trouver la condition d'entrée dans une boucle `while`⚓︎

Expression de la condition d'entrée dans une boucle while

Si on veut répéter une action jusqu'à ce que la condition C soit vraie, alors on continue tant que C est fausse. On écrit donc :

🐍 Script Python

while not C:
    bloc_boucle

La condition C est la condition de sortie de boucle et not C est la condition d'entrée de boucle.

Ainsi, la condition d'entrée dans une boucle while est la négation de sa condition de sortie.

Exercice 3

Pour chaque situation, écrire la condition d'entrée de la boucle while.

On veut répéter tant que x n'est pas égal à 0.

Condition de sortie : x == 0

Condition d'entrée :
On veut répéter jusqu'à ce que age soit supérieur ou égal à 18.

Condition de sortie : age >= 18

Condition d'entrée :
On veut répéter jusqu'à ce que mot soit égal à "oui".

Condition de sortie : mot == "oui"

Condition d'entrée :
On veut répéter jusqu'à obtenir un entier n compris entre 1 et 10.

Condition de sortie : (n >= 1) and (n <= 10)

Condition d'entrée :
On veut répéter jusqu'à obtenir une réponse égale à "oui" ou à "non".

Condition de sortie : (reponse == "oui") or (reponse == "non")

Condition d'entrée :

Exercice 4

Pour chaque boucle while, indiquer quand la boucle s'arrête.

Programme A

🐍 Script Python

x = 0
while x < 10:
    x = x + 1

La boucle s'arrête quand :

Programme B

🐍 Script Python

x = 20
while x >= 0:
    x = x - 2

La boucle s'arrête quand :

Programme C

🐍 Script Python

mot = ""
while mot != "stop":
    mot = input("Mot ? ")

La boucle s'arrête quand :

Programme D

🐍 Script Python

n = int(input("Entier ? "))
while (2 < n) and (n < 15):
    n = int(input("Entier ? "))

La boucle s'arrête quand :

Programme E

🐍 Script Python

spe = input("Spécialité ? ")
while (spe != "NSI") and (reponse != "MATHS"):
    reponse = input("Réponse ? ")

La boucle s'arrête quand :

Erreurs liées aux boucles⚓︎

Erreur de boucle infinie

Une boucle infinie est une boucle qui ne s'arrête jamais. Ce n'est pas une erreur de syntaxe Python : le programme peut être correct du point de vue de Python, mais incorrect du point de vue logique. Cela peut se produire avec une boucle while lorsque la condition de sortie de boucle n'est jamais réalisée.

Par exemple, la boucle du programme suivant est infinie, la variable i n'atteint jamais 10 car on a oublié l'incrémentation i = i +1 dans le bloc de la boucle.

🐍 Script Python

i = 0
while i < 10:
    print(i)

Erreur TypeError avec range

La fonction range attend des paramètres entiers. Si l'un des paramètres n'est pas de type int, Python provoque une erreur TypeError.

Par exemple, l'exécution du code ci-dessous :

🐍 Script Python

for i in range(3.5):
    print(i)

provoque le message d'erreur suivant :

🐍 Script Python

TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer

Exercice 5

Pour chaque programme, dire s'il provoque une erreur, une boucle infinie, ou s'il s'exécute normalement.

Programme A

🐍 Script Python

for i in range(5):
    print(i)

Programme B

🐍 Script Python

n = input("Nombre ? ")
for i in range(n):
    print(i)

Programme C

🐍 Script Python

i = 11
while i != 0:
    i = i - 2

Programme D

🐍 Script Python

i = 16
while i != 0:
    i = i // 2

Chapitre 5 : structure de contrôle, boucle⚓︎

Boucle bornée for⚓︎

Boucle non bornée while⚓︎

Méthode : trouver la condition d'entrée dans une boucle while⚓︎

Erreurs liées aux boucles⚓︎

Boucle bornée `for`⚓︎

Boucle non bornée `while`⚓︎

Méthode : trouver la condition d'entrée dans une boucle `while`⚓︎