Lire et écrire du pseudo-code

Pourquoi ne pas écrire directement en français ?

Voici une recette écrite en français : « faire chauffer l'eau, ajouter les pâtes, égoutter quand c'est cuit ». Tout le monde comprend, et pourtant rien n'est exécutable. Combien de temps ? À quelle température ? « Quand c'est cuit » veut dire quoi, exactement ?

Le français est ambigu par nature, et c'est sa qualité entre humains. Une machine, elle, n'a aucun moyen de deviner ce qu'on voulait dire.

Trois façons d'écrire la même chose :

La ligne du milieu est celle qui compte pour apprendre : elle est précise sans être technique. C'est aussi celle qu'on écrit sur un tableau blanc, ou sur un coin de table avec un collègue. Le tableau l'écrit sur une ligne pour tenir dans sa case ; la convention de ce cours, décrite plus bas, lui donne une ligne par instruction.

Un langage pour les humains. Le pseudo-code n'est pas un langage au rabais : c'est un langage pour les humains, qui impose la rigueur sans imposer la syntaxe. Un algorithme juste en pseudo-code se traduit ensuite dans n'importe quel langage. Un algorithme faux ne devient pas juste parce qu'on l'a écrit en Python.

La convention de ce cours

Il n'existe pas de pseudo-code officiel : chaque école a le sien. Voici celui de ce parcours, que la plateforme sait dérouler. Les chapitres suivants le compléteront, pour les conditions, les tableaux et les fonctions, sans jamais revenir sur ce qui est posé ici. La section « La convention en un coup d'œil », en fin de chapitre, le rassemble en un seul tableau.

Le squelette

Tout algorithme est encadré par Début et Fin. Ce qui est entre les deux est le corps de l'algorithme, décalé d'un cran vers la droite.

Ce qui suit // est un commentaire : il explique, il ne fait rien. Il occupe une ligne entière, ou la fin d'une ligne d'instruction.

Ce qu'est une variable, en une minute

Un algorithme a besoin de retenir des choses au fur et à mesure : la valeur qu'on vient de demander, un total en cours de constitution, le relevé le plus élevé rencontré jusqu'ici.

Une variable est l'endroit où l'on range une de ces choses. C'est une boîte munie d'une étiquette : l'étiquette est le nom, et l'on peut à tout moment regarder ce qu'il y a dedans, ou remplacer le contenu par autre chose. Dans ce cours, un nom s'écrit en minuscules, sans accent ni espace : prenom, stock, temperature_max.

Trois mots suffisent pour la suite de ce chapitre : une variable porte un nom, elle contient une valeur, et cette valeur peut changer. Le chapitre suivant lui est consacré tout entier et reviendra sur ce qu'elle peut contenir, et sur les erreurs qu'elle provoque.

Ranger une valeur : la flèche

La flèche ← n'est sur aucun clavier. Dans l'éditeur des exercices, elle se tape <-, deux caractères que la plateforme lit exactement comme la flèche ; les deux écritures sont acceptées partout, et le cours imprime la flèche.

Faire entrer et sortir des données

Lire demande une valeur à l'utilisateur et la range dans une variable. Écrire affiche.

Prénom ?

Dans les figures, Lire prend ses valeurs dans le champ « Ce que Lire reçoit », placé sous les commandes de déroulement : y écrire d'autres valeurs, séparées par des virgules, puis redérouler, montre ce que devient l'algorithme avec d'autres données.

Ce qui est entre guillemets est du texte affiché tel quel. Ce qui n'y est pas est calculé : le nom d'une variable donne son contenu, une expression comme a + b donne son résultat. Confondre les deux est une erreur très répandue au début :

L'indentation dit ce qui est à l'intérieur de quoi

Décaler une ligne vers la droite n'est pas de la mise en page. Dans ce cours, un bloc est délimité deux fois : par son mot de fin (FinSi, FinPour, FinTantQue), qui fait foi, et par le décalage des lignes qu'il contient, qui le rend visible. Les deux doivent dire la même chose : un décalage qui contredit le mot de fin ne change pas ce que fait l'algorithme, mais il trompe celui qui le lit. Python, qui n'a pas de mot de fin, ne garde que le décalage, et là-bas déplacer une ligne d'un cran change vraiment le programme.

Les deux Écrire décalés sont dans le Si : ils ne s'exécutent que si la température atteint 80. Le dernier Écrire, placé après le FinSi et revenu au niveau du Si, s'exécute dans tous les cas. Faire passer cette ligne au-dessus du FinSi, et l'algorithme change de sens.

Les figures du cours aident à cette lecture : leurs lignes sont numérotées, et un filet vertical marque chaque niveau d'imbrication. Suivre un filet du regard montre où un bloc commence et où il finit ; c'est le réflexe à prendre avant de lire le détail des instructions.

Les trois seules structures

Le chapitre précédent l'a posé : tout algorithme se construit avec trois structures, et rien d'autre. Voici leur écriture en pseudo-code.

1. La séquence : les unes après les autres

L'ordre compte. Inverser les deux premières lignes ne change rien ici, mais déplacer le calcul avant les lectures arrêterait l'algorithme : au moment du calcul, a et b n'existent pas encore.

2. Le choix : selon le cas

Une seule des deux branches s'exécute, jamais les deux. FinSi referme le bloc : sans lui, on ne saurait pas où s'arrête le choix, et les figures refusent d'ailleurs un Si jamais refermé.

3. La répétition : plusieurs fois

Quand on sait combien de fois :

Quand on sait seulement jusqu'à quand :

La saisie est redemandée tant qu'elle est négative ou nulle. Avec -3, 0 puis 8, le message s'affiche deux fois avant que 8 soit accepté : le zéro est refusé, parce que la condition écrit <= 0 et non < 0.

Lire la structure avant le détail. Quand un algorithme paraît compliqué, chercher d'abord les trois structures : ce qui s'enchaîne, ce qui choisit (Si), ce qui se répète (Pour, TantQue). Les mots de fin et les filets verticaux les délimitent, et une structure apparaît là où l'on ne voyait qu'un mur de texte.

Faire tourner un algorithme à la main

Lire un algorithme ne suffit pas : il faut savoir le dérouler, c'est-à-dire jouer le rôle de la machine, une ligne à la fois, en notant ce que devient chaque variable. Ce relevé s'appelle une trace d'exécution. Il remplace ce qui semble écrit par ce que l'algorithme fait vraiment, et c'est pour cela qu'il répond à la plupart des « je ne comprends pas pourquoi ça ne marche pas ».

Le tableau se construit avec une colonne par variable et une ligne chaque fois qu'une instruction s'exécute. Pour une boucle aussi courte, une ligne par tour suffit, à condition d'y noter l'état de toutes les variables à la fin du tour :

La dernière ligne mérite un regard : après la boucle, i ne disparaît pas, il garde la dernière valeur qu'il a reçue. La figure ci-dessus déroule le même algorithme instruction par instruction ; à chaque pas, elle surligne la ligne exécutée et donne la valeur de chaque variable. Elle compte onze pas là où le tableau compte six lignes, et les quatre tours s'y retrouvent aux pas 3, 5, 7 et 9. Construire d'abord le tableau à la main, puis avancer dans la figure et comparer : un désaccord désigne l'endroit exact où le raisonnement s'est écarté de l'algorithme.

Trois erreurs de lecture courantes

La convention en un coup d'œil

Ce tableau rassemble toutes les constructions que la plateforme sait dérouler, le chapitre qui les introduit, et leur équivalent en Python, le langage vers lequel mène le parcours après Flowgorithm, le logiciel d'organigrammes. Il se relit au fil des chapitres : chaque ligne s'éclaire au moment où son chapitre arrive.

Quatre pièges de la traduction

À quatre points près, la traduction en Python est mécanique.

• Le signe = change de rôle. Python écrit l'affectation avec =, celui-là même que le pseudo-code réserve aux comparaisons ; une comparaison d'égalité s'y écrit ==.
• input() rend toujours un texte. Pour lire un nombre, il faut le convertir, int(input()) pour un entier, float(input()) pour un réel, faute de quoi la première comparaison ou le premier calcul échoue.
• print sépare ses morceaux par un espace, là où Écrire les colle : Écrire "Total : ", t devient print("Total :", t).
• Les cases d'un tableau sont numérotées à partir de 0 en Python, et à partir de 1 ici : t[1] se traduit t[0].

Quant au décalage des lignes, que le pseudo-code tient par convention, Python l'impose : les habitudes prises ici se paieront directement là-bas.

Les règles que suivent les figures

Les figures déroulent le pseudo-code selon des règles précises, que les chapitres suivants mettent en scène une à une. Les voici réunies.

• Une variable naît à sa première affectation. La lire avant arrête l'algorithme, avec le message « n'existe pas ici ». Aucun type n'est déclaré : le type est celui de la valeur rangée, et c'est l'opération qui échoue quand les types ne vont pas ensemble. n ← "10" passe, n + 5 arrête l'algorithme.
• Lire range un nombre quand on saisit un nombre, un texte sinon ; un nombre saisi entre guillemets reste un texte. Python, lui, rend toujours un texte.
• Le compteur d'un Pour appartient à la boucle. Le Pour le rétablit au début de chaque tour, si bien qu'une affectation au compteur dans le corps ne change pas le nombre de tours. Après la boucle, le compteur garde la dernière valeur prise.
• Les tableaux commencent à la case 1. Un tableau créé avec sa taille, t ← tableau[5], ou avec ses valeurs, t ← [12, 15, 18], a un nombre de cases fixé : lire ou écrire au-delà arrête l'algorithme. Un tableau qui naît de sa première case, t[1] ← 7 sans rien avant, grandit à mesure qu'on le remplit.
• Une fonction travaille sur des copies. Un tableau passé en paramètre est copié, et une fonction ne voit pas les variables du programme principal. Python, qui partage le tableau et laisse lire les variables du programme, diffère sur ces deux points, et Flowgorithm partage lui aussi les tableaux ; le chapitre 7 y revient.
• Les fonctions s'écrivent avant Début, et Retourner est le seul mot qui rend une valeur. Employé seul, sans valeur, il arrête la fonction.
• DIV rend le quotient entier et MOD le reste, comme // et % en Python, nombres négatifs compris. / fait la division exacte : 7 / 2 vaut 3,5, là où 7 DIV 2 vaut 3.
• ET n'évalue pas sa droite quand sa gauche est fausse, et OU pas quand sa gauche est vraie. C'est ce qui permet d'écrire i <= longueur(t) ET t[i] > 0 sans jamais lire hors du tableau.
• Un nombre décimal s'écrit avec un point dans le code, 3.14, et la virgule sépare toujours : les morceaux d'un Écrire, les valeurs d'un tableau, les arguments d'une fonction. Les figures affichent en revanche les résultats à la française, 3,14.
• Les mots-clés s'écrivent comme dans le tableau, ET, OU et NON en majuscules. Un mot d'une autre convention, Afficher ou Renvoyer, est refusé avec un message qui donne le mot du cours. Au-delà de 500 pas, un déroulement s'interrompt : c'est presque toujours une boucle qui ne s'arrête pas.

Mettre en pratique

Des traces à tenir jusqu'au bout et des tours à compter, sur des algorithmes qui n'ont pas de figure : seul le tableau de trace y mène.

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