05 - Cours Fonctions.pptx

H. Richard – 11.09.2014
Initiation à la
programmation impérative
et algorithmique
Cours 5 – Entrées/Sorties et Fonctions
Largement inspiré des cours :
Vercouter, Del Mondo & Delestre, Hérault, Mainguenaud (INSA de Rouen)
Elodie Laine – 17.10.2018

H. Richard – 11.09.2014
De la programmation impérative…
instruction 1
instruction 2
instruction 3
si condition a vérifiée:
instruction conditionnelle a1
instruction conditionnelle a2
instruction 4
.
.
Blocs
d’instructions
séquentielles
variables
sélections boucles
types de données
… à la programmation fonctionnelle
Fonction f(paramètres d’entrée):
instruction f1
instruction f2
retourne valeur de sortie
Programme principal:
instruction 1
si condition a vérifiée:
appel de la fonction f(paramètres d’entrée)
fonctions
entrées/sorties
fichiers récursivité

H. Richard – 11.09.2014
Pour écrire un algorithme générique visant à résoudre un problème, il est nécessaire
de considérer plusieurs sources et destinations de données.
Declaration : effectif, taux, gain : Reel ; an, anMax : Entier
effectif ← 100
anMax ← 20
taux ← 0.05
an ← 0
gain ← 0
tant que an < anMax faire
gain ← gain + effectif * taux
effectif ← effectif * (1+taux)
an ← an + 1
fintantque
afficher ‘La population a gagne’, gain, ‘individus.’
Données
à entrer
Données
à sortir
Exemple de pseudo-code

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Les traitements sont réalisés par les instructions du programme
Les données fournies en entrée de l’instruction subissent un traitement
Un traitement produit des informations qui sont les sorties de l’instruction
Informatique = Traitement de l’information
L’instruction lire est associée à un périphérique d’entrée spécifique : le clavier
L’instruction ecrire est associée à un périphérique de sortie spécifique : l’écran
Indépendance vis-à-vis de l’IHM
Entrées et sorties

H. Richard – 11.09.2014
Pourquoi concevoir des algorithmes les plus génériques possibles ?
=> Pour optimiser leur transférabilité & modularité, et ainsi
pouvoir les réutiliser d’un problème à l’autre
Declaration : an : Entier
Entree : effectif, taux : Reel ; anMax : Entier
Sortie : gain : Reel
an ← 0
gain ← 0
an ← an + 1
fintantque
Motivation

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A
B
B
C
D
A
B
C
D
code
répété
Appel de la
fonction
Définition de la
fonction
Programmation structurée

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• Un programme est composé de sous-programmes
• L’exécution débute par le sous-programme principal
• L’exécution se déroule par des appels successifs de sous-
programmes
• Les sous-programmes interagissent par le passage de données en
entrée et en sortie
Structure d’un programme
Programmation structurée

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• Les fonctions sont des sous-programmes admettant des
paramètres d’entrée et retournant un seul résultat (comme les
fonctions mathématiques y = f(x,…)).
- les paramètres d’entrée sont en nombre fixe
- le type de valeur retournée par une fonction est unique
- la valeur de retour est spécifiée par l’instruction retourner
• Les fonctions peuvent aussi modifier l’état du programme sans
retourner de valeur. La modification peut concerner plusieurs
variables.
• Généralement, le nom d’une fonction est soit un substantif (par
ex. minimum), soit une question (par ex. isEmpty) , soit un verbe
(ex. move).
Les fonctions

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fonction nom_fonction (parametres_entree) : type_valeur_retournee
Declaration variables_locales
debut
instructions_de_la_fonction
retourner valeur
fin
Déclaration de fonction
Fonction renvoyant une valeur
fonction nom_fonction (parametres_entree) : None
Declaration variables_locales
debut
instructions_de_la_fonction
fin
Fonction ne renvoyant pas de valeur (procédure)

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fonction minimum2 (a, b : Entier) : Entier
Declaration res : Entier
debut
si a ≥ b alors
res ← b
sinon
res ← a
finsi
retourner res
fin
Exemple de fonction (1)

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fonction gainDePopulation (effectif, taux:
Reel ; anMax: Entier) : Reel
Declaration an : Entier ; gain : Reel
debut
an ← 0
gain ← 0
an ← an + 1
fintantque
retourner gain
fin
Declaration : an : Entier
Entree : effectif, taux : Reel
anMax : Entier
Sortie : gain : Reel
an ← 0
gain ← 0
an ← an + 1
fintantque
Exemple de fonction (2)

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L’exécution d’une fonction A se fait par un appel dans un sous-programme B.
• L’appel s’effectue par une instruction en utilisant le nom de la fonction A
• Lors de l’appel, une valeur est affectée à chaque paramètre d’entrée de A
• A la fin de A, l’exécution reprend après l’appel de A dans le sous-
programme B
• La valeur retournée peut être utilisée dans B pour une affectation, un
calcul…
Appel de fonction

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Declaration : unEntier, min : Entier
debut
unEntier ← lire("Donnez un entier")
min ← minimum2(unEntier, 0)
ecrire(‘Le minimum avec 0 est :’, min)
fin
fonction minimum3 (a,b,c : Entier) : Entier
debut
retourner minimum2(a,minimum2(b,c))
fin
Dans un programme principal :
Dans une fonction :
Exemple d’appel

H. Richard – 11.09.2014
Pour qu’un sous programme B appelle un sous-programme A, il faut :
• Que les informations données à A, lors de la définition de son algorithme,
soient identifiées/nommées pour pouvoir être utilisées : paramètres
formels (paramètres)
• Que B donne des instructions à A lors de l’appel : paramètres effectifs
(arguments)
Une fonction est désignée de manière unique dans un programme par sa
signature, composée de :
• Son nom
• Ses paramètres formels d’entrée
• Son type de retour
Les paramètres
La signature
Paramètres et signature

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(12h)
(18h)
(0h)
(22h)
1
2
3
4
Ecrire :
• Une fonction qui renvoie l’étape
du cycle dans laquelle est une
cellule à un âge donné, exprimé
en heures
• Une fonction qui détermine si
un âge est valide pour une cellule
• Un programme principal qui
demande la saisie d’un âge pour
une cellule et affiche le stade
cellulaire dans lequel elle se
trouve
Cycle cellulaire
Exercice 1/4

H. Richard – 11.09.2014
fonction stadeCellulaire(age : Entier) : Chaîne de caractères
Declaration etape : Chaîne de caractères
debut
si (age ≤ 12) alors
etape ← “G1”
sinon
etape ← “S”
sinon
etape ← “G2”
sinon
etape ← “M”
finsi
finsi
finsi
retourner etape
fin
 Fonction qui renvoie l’étape du cycle dans laquelle est une cellule à un âge donné
Exercice 2/4

H. Richard – 11.09.2014
fonction estUnAgeValide(age : Entier) : Booleen
debut
retourner (age > 0 ) et (age ≤ 24)
fin
 Fonction qui détermine si un âge est valide pour une cellule
Exercice 3/4

H. Richard – 11.09.2014
Declaration: age : Entier
debut
age ← lire("Quel est votre age ?")
si estUnAgeValide(age) alors
ecrire(‘Cette cellule est dans le stade cellulaire ’, stadeCellulaire(age))
finsi
fin
 Programme principal
Comment faire pour généraliser l’algorithme à différents types cellulaires ?
Exercice 4/4

H. Richard – 11.09.2014
• En python, une fonction est définie à l’aide du mot clé def, suivi du nom
de la fonction, puis de la liste de ses paramètres formels. Le corps de la
fonction doit être indenté.
def nom_fonction (paramètres_d_entree):
instructions_de_la_fonction_reperees_par_l_indentation
• Généralement, les premières lignes de la fonction sont dédiées à des
commentaires de documentation de la fonction, appelés ‘Docstring’.
Les fonctions en Python

H. Richard – 11.09.2014
En Python, les fonctions retournent toujours unevaleur, soit explicite,
soit implicite.
• Pour retourner une valeur explicite, la dernière instruction qui est
exécutée dans le corps de la fonction doit être return valeur.
• Si aucune valeur de retour n’est spécifiée, la valeur prédéfinie
None lui sera substituée.
Les fonctions en Python

H. Richard – 11.09.2014
def prem (x):
n = 2
while n < x:
d = 2
while d < n:
if n % d == 0:
print n, “=”, d, “*”, n/d
break
else:
d = d + 1
if d == n:
print(n, “est premier”)
n = n + 1
Déclaration de la fonction
1er niveau d’indentation: corps de la fonction
2ème niveau d’indentation: sortie de la boucle
3ème niveau d’indentation: boucle
4ème niveau d’indentation: sélection simple
3ème niveau d’indentation: sortie du bloc if
4ème niveau d’indentation: sélection alternative
3ème niveau d’indentation: sélection simple
2ème niveau d’indentation: sortie du bloc if
2ème niveau d’indentation: boucle
Exemple de fonction en Python

H. Richard – 11.09.2014
def carre(x):
y = x * x
a = 15
carre(a)
print(“Le carré de ”, a, “ est égal
à ”, y, “ .”)
def carre(x):
y = x * x
return(y)
a = 15
b=carre(a)
Print(“Le carré de ”, a, “ est égal à
”, b, “ .”)
=> Erreur : y n’est pas défini !
=> Le carré de 15 est égal à 225.
Portée des variables en Python (1)

H. Richard – 11.09.2014
• Lors de son exécution, une fonction génère une table de symboles qui
sera utilisée pour ses variables locales. A chaque fois qu’un nom de variable
apparaît à gauche d’un signe d’affectation, une variable locale est créée.
Une variable déclarée dans une fonction n’est pas visible depuis les autres
sous-programmes.
• Toute référence à une variable apparaissant à droite d’un signe d’affectation
déclenche une recherche de la variable selon l’ordre de priorité Local-
Global-Integrated (LGI), soit (1) dans la table locale, (2) dans la table
globale, (3) dans la table des noms intégrés.
• Ainsi, on peut faire référence à une variable globale dans une fonction,
mais on ne peut pas lui affecter une valeur.
• Pour outrepasser cette interdiction, on utilise le mot clé global dans le
corps de la fonction.

H. Richard – 11.09.2014
def carre(x):
global y
y = x * x
a = 15
carre(a)
Print(“Le carré de ”, a, “ est égal à
”, y, “ .”)
def carre(x):
y = x * x
return(y)
a = 15
b=carre(a)
Print(“Le carré de ”, a, “ est égal à ”,
b, “ .”)

H. Richard – 11.09.2014
def hello(prenom):
print("Bonjour", prenom)
hello("Patricia")
print(x)
 Bonjour Patricia
 Erreur : x n’est pas défini !
x = 10
def hello(prenom):
hello("Patricia")
print(x)
x = 10
def hello(prenom):
print(x)
hello("Patricia")
print(x)
x = 10
def hello(prenom):
x = 42
print(x)
hello("Patricia")
print(x)
 10
 10
 10
 42
 10

H. Richard – 11.09.2014
• La liste d’appel d’une fonction peut contenir un nombre variable d’arguments.
• Il est possible d’affecter une valeur par défaut à certains paramètres d’entrée,
de sorte de le nombre de paramètres effectifs (arguments) donnés lors de l’appel
de la fonction sera inférieur au nombre de paramètres formels (paramètres) qui
apparaissent dans sa définition.
def afficheAB(a=‘10’,b=“salut”):
print(“a : ”, a, “ ; b : ”, b)
afficheAB()
afficheAB(“bonjour”,“monsieur”)
afficheAB(“je te dis”)
=> a : 10 ; b : salut
=> a : bonjour ; b : monsieur
=> a : je te dis ; b : salut
Paramètres par défaut

H. Richard – 11.09.2014
val = ‘10’
def afficheAB(a=val,b=“salut”):
print(“a : ”, a, “ ; b : ”, b)
afficheAB()
val = ‘20’
afficheAB()
=> a : 10 ; b : salut
=> a : 10 ; b : salut
La valeur par défaut est évaluée une fois et une seule lors de la définition de la
fonction
Paramètres par défaut !

H. Richard – 11.09.2014
val = ‘10’
def afficheAB(a=val,b=[]):
print(“a : ”, a, “ ; b : ”, b)
a = “Maintenant a vaut 20”
b.append(“salut”)
afficheAB()
afficheAB() => a : 10 ; b : salut
=> a : 10 ; b : []
Dans le cas d’un objet modifiable, les changements qui lui ont été faits sont
conservés.
La valeur par défaut est évaluée une fois et une seule lors de la définition de la
fonction
Paramètres par défaut !

H. Richard – 11.09.2014
Il est aussi possible de faire référence à une liste d’appel de fonction par mot
clé, c’est-à-dire en utilisant le nom des paramètres formels de la fonction
val = ‘10’
def afficheABC(c,a=val,b=[]):
print(“a : ”, a, “ ; b : ”, b, “ ; c : ”, c)
afficheABC(a=“hello you”,1974)
afficheAB(“bouh”)
=> a : hello you ; b : [] ; c : 1974
=> a : 10 ; b : [] ; c : bouh
Dans ce type d’appel, l’ordre des arguments est sans importance.
Appel par mot clé

H. Richard – 11.09.2014
Il est cependant impératif que, dans la définition de la fonction, les paramètres qui
reçoivent une valeur par défaut apparaissent après ceux qui n’en reçoivent pas.
val = ‘10’
def afficheABC(a=val,c,b=[]):
print(“a : ”, a, “ ; b : ”, b, “ ; c : ”, c)
afficheABC(a=“hello you”,1974)
=> Erreur : un argument sans valeur par défaut suit un argument avec valeur par défaut
Appel par mot clé !

H. Richard – 11.09.2014
• Importer le contenu d’un module
import math
b = math.sqrt(a)
• Importer une partie d’un module
from math import sqrt
• Importer tout un module
fom math import * (tous les identifiants du module sont chargés)
Importer un module de fonctions
La fonction standard dir() permet de lister le contenu d’un module.
dir(math)
['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan‘, 'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees',
'e', 'exp', 'fabs‘, 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log', 'log10‘, 'modf', 'pi', 'pow',
'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan‘, 'tanh']
La fonction help() est la fonction d’aide en ligne de python
help(math)
Lister le contenu d’un module
Quelques fonctions standards

H. Richard – 11.09.2014
abs(x) renvoie la valeur ABSolue d’un entier ou d’un réel
math.cos(x) renvoie le COSinus de l’argument exprimé en radians
math.exp(x) renvoie la valeur de e élevée à la puissance de l’argument
math.log(x[,base]) renvoie le LOGarithme népérien de l’argument
avec deux arguments, on peut préciser la base souhaitée
math.pow(x,y) renvoie l’argument x à la puissance y
round(x[,ndigits]) arRONDit l’argument x à ndigits chiffre après la virgule
Si ndigits est omis, l’arrondi se fait à l’entier le plus proche
sin(x) renvoie le SINus de l’argument exprimé en radians
sqrt(x) renvoie la racine carrée de l’argument
math.trunc(x) renvoie la partie entière d’un nombre réel x
Fonctions mathématiques

H. Richard – 11.09.2014
chr(i) renvoie un caractère à partir de son code ASCII
ord(c) renvoie un entier représentant le code ASCII d’un caractère
Fonctions pour les caractères
len(S) renvoie la longueur de la chaîne de caractères S
str.lower(S) renvoie une copie de S, avec les majuscules en minuscules
str.upper(S) renvoie une copie de S, avec les minuscules en majuscules
Fonctions pour les caractères et chaînes de caractères
input([prompt]) affiche l’argument à l’écran, renvoie ce qui est au clavier
print([object, ...]… ) affiche object(s) à l’écran, avec retour à la ligne
open(file[, mode='r‘…) ouvre le fichier file en mode lecture (‘r’), écriture (‘w’)…
Fonctions pour les entrées/sorties

H. Richard – 11.09.2014
Au moyen du mot clé lambda, il est possible de définir des fonctions anonymes.
x = lambda a,b : a+b
z = x(3,5)
print(z)
def ferm (val):
def fonc(nb): return val + nb
return fonc
x = ferm(100)
y = ferm(200)
print(“appel de x :”, x(50))
print(“appel de y :”, y(50))
Une fonction s’exécute toujours dans le contexte dans lequel elle a été définie.
=> 8
=> appel de x : 150
=> appel de y : 250
Fonctions anonyme et fermeture

H. Richard – 11.09.2014
def mettre_au_carre(x):
return x ** 2
def appliquer_fonction(fonc, valeur):
return fonc(valeur)
print appliquer_fonction(mettre_au_carre, 3) => 9
Une fonction callback est une fonction particulière qui, une fois définie,
sera utilisée en argument d’une autre fonction.
En pratique, rien ne permet de différencier les fonctions callback des
autres en Python.
Fonction callback

H. Richard – 11.09.2014
• La prise en compte de différentes sources et destinations de données
permet de généraliser un algorithme visant à résoudre un problème.
• Un programme est conposé de sous programmes, autrement dit des
fonctions. Les fonctions admettent des paramètres d’entrée (arguments) et
retournent une seule valeur ou bien modifient l’état du programme (sans
retour de valeur).
• La bibliothèque python comporte de nombreux modules, où sont définies
un certain nombre de fonctions.
Conclusion

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