Chapitre 3 : Contrôle du flux d'instructions▲
Dans notre premier chapitre, nous avons vu que l'activité essentielle d'un analyste-programmeur
est la résolution de problèmes. Or, pour résoudre un problème informatique, il faut toujours
effectuer une série d'actions dans un certain ordre. La description structurée de ces actions et de
l'ordre dans lequel il convient de les effectuer s'appelle un algorithme.
Les structures de contrôle sont les groupes d'instructions qui déterminent l'ordre dans lequel les
actions sont effectuées. En programmation moderne, il en existe seulement trois : la séquence et la
sélection, que nous allons décrire dans ce chapitre, et la répétition que nous aborderons au chapitre
suivant.
3.1. Séquence d'instructions▲
Sauf mention explicite, les instructions d'un programme s'exécutent les unes après les autres,
dans l'ordre où elles ont été écrites à l'intérieur du script.
Le « chemin » suivi par Python à travers un programme est appelé un flux d'instructions, et les
constructions qui le modifient sont appelées des instructions de contrôle de flux.
Python exécute normalement les instructions de la première à la dernière, sauf lorsqu'il rencontre
une instruction conditionnelle comme l'instruction if décrite ci-après (nous en rencontrerons
d'autres plus loin, notamment à propos des boucles de répétition). Une telle instruction va permettre
au programme de suivre différents chemins suivant les circonstances.
10 Tel qu'il est utilisé ici, le terme de séquence désigne donc une série d'instructions qui se suivent. Nous préférerons dans la suite de cet ouvrage réserver ce terme à un concept Python précis, lequel englobe les chaînes de caractères, les tuples et les listes (voir plus loin).
3.2. Sélection ou exécution conditionnelle▲
Si nous voulons pouvoir écrire des applications véritablement utiles, il nous faut des techniques
permettant d'aiguiller le déroulement du programme dans différentes directions, en fonction des
circonstances rencontrées. Pour ce faire, nous devons disposer d'instructions capables de tester une
certaine condition et de modifier le comportement du programme en conséquence.
La plus simple de ces instructions conditionnelles est l'instruction if. Pour expérimenter son
fonctionnement, veuillez entrer dans votre éditeur Python les deux lignes suivantes :
>
>
>
a =
150
>
>
>
if
(a >
100
):
...
La première commande affecte la valeur 150 à la variable a. Jusqu'ici rien de nouveau.
Lorsque vous finissez d'entrer la seconde ligne, par contre, vous constatez que Python réagit d'une
nouvelle manière. En effet, et à moins que vous n'ayez oublié le caractère « : » à la fin de la ligne,
vous constatez que le prompt principal (>>>) est maintenant remplacé par un prompt secondaire
constitué de trois points11.
Si votre éditeur ne le fait pas automatiquement, vous devez à présent effectuer une tabulation (ou
entrer 4 espaces) avant d'entrer la ligne suivante, de manière à ce que celle-ci soit indentée (c'est-àdire
en retrait) par rapport à la précédente. Votre écran devrait se présenter maintenant comme suit :
>
>
>
a =
150
>
>
>
if
(a >
100
):
... print
"
a
dépasse
la
centaine
"
...
Frappez encore une fois <Enter>. Le programme s'exécute, et vous obtenez :
a dépasse la centaine
Recommencez le même exercice, mais avec a = 20 en guise de première ligne : cette fois Python
n'affiche plus rien du tout.
L'expression que vous avez placée entre parenthèses est ce que nous appellerons désormais une
condition. L'instruction if permet de tester la validité de cette condition. Si la condition est vraie,
alors l'instruction que nous avons indentée après le « : » est exécutée. Si la condition est fausse, rien
ne se passe. Notez que les parenthèses utilisées ici sont optionnelles sous Python. Nous les avons
utilisées pour améliorer la lisibilité. Dans d'autres langages, il se peut qu'elles soient obligatoires.
Recommencez encore, en ajoutant deux lignes comme indiqué ci-dessous. Veillez bien à ce que
la quatrième ligne débute tout à fait à gauche (pas d'indentation), mais que la cinquième soit à
nouveau indentée (de préférence avec un retrait identique à celui de la troisième) :
>
>
>
a =
20
>
>
>
if
(a >
100
):
... print
"
a
dépasse
la
centaine
"
... else
:
... print
"
a
ne
dépasse
pas
cent
"
...
Frappez <Enter> encore une fois. Le programme s'exécute, et affiche cette fois :
a ne dépasse pas cent
Comme vous l'aurez certainement déjà compris, l'instruction else (« sinon », en anglais) permet de programmer une exécution alternative, dans laquelle le programme doit choisir entre deux possibilités. On peut faire mieux encore en utilisant aussi l'instruction elif (contraction de « else if ») :
>
>
>
a =
0
>
>
>
if
a >
0
:
... print
"
a
est
positif
"
... elif
a <
0
:
... print
"
a
est
négatif
"
... else
:
... print
"
a
est
nul
"
...
11 Dans certaines versions de l'éditeur Python pour Windows, le prompt secondaire n'apparaît pas.
3.3. Opérateurs de comparaison▲
La condition évaluée après l'instruction if peut contenir les opérateurs de comparaison suivants :
x =
=
y #
x
est
égal
à
y
x !
=
y #
x
est
différent
de
y
x >
y #
x
est
plus
grand
que
y
x <
y #
x
est
plus
petit
que
y
x >=
y #
x
est
plus
grand
que,
ou
égal
à
y
x <=
y #
x
est
plus
petit
que,
ou
égal
à
y
Exemple :
>
>
>
a =
7
>
>
>
if
(a %
2
=
=
0
):
... print
"
a
est
pair
"
... print
"
parce
que
le
reste
de
sa
division
par
2
est
nul
"
... else
:
... print
"
a
est
impair
"
...
Notez bien que l'opérateur de comparaison pour l'égalité de deux valeurs est constitué de deux signes « égale » et non d'un seul12. (Le signe « égale » utilisé seul est un opérateur d'affectation, et non un opérateur de comparaison. Vous retrouverez le même symbolisme en C++ et en Java).
12 Rappel : l'opérateur % est l'opérateur modulo : il calcule le reste d'une division entière. Ainsi par exemple, a % 2 fournit le reste de la division de a par 2.
3.4. Instructions composées - Blocs d'instructions▲
La construction que vous avez utilisée avec l'instruction if est votre premier exemple d'instruction composée. Vous en rencontrerez bientôt d'autres. Sous Python, toutes les instructions composées ont toujours la même structure : une ligne d'en-tête terminée par un double point, suivie d'une ou de plusieurs instructions indentées sous cette ligne d'en-tête. Exemple :
Ligne d'en-tête:
première instruction du bloc
... ...
... ...
dernière instruction du bloc
S'il y a plusieurs instructions indentées sous la ligne d'en-tête, elles doivent l'être exactement au même niveau (comptez un décalage de 4 caractères, par exemple). Ces instructions indentées constituent ce que nous appellerons désormais un bloc d'instructions. Un bloc d'instructions est une suite d'instructions formant un ensemble logique, qui n'est exécuté que dans certaines conditions définies dans la ligne d'en-tête. Dans l'exemple du paragraphe précédent, les deux lignes d'instructions indentées sous la ligne contenant l'instruction if constituent un même bloc logique : ces deux lignes ne sont exécutées - toutes les deux - que si la condition testée avec l'instruction if se révèle vraie, c'est-à-dire si le reste de la division de a par 2 est nul.
3.5. Instructions imbriquées▲
Il est parfaitement possible d'imbriquer les unes dans les autres plusieurs instructions composées, de manière à réaliser des structures de décision complexes. Exemple :
if
embranchement =
=
"
vertébrés
"
: #
1
if
classe =
=
"
mammifères
"
: #
2
if
ordre =
=
"
carnivores
"
: #
3
if
famille =
=
"
félins
"
: #
4
print
"
c
'
est
peut
-
être
un
chat
"
#
5
print
"
c
'
est
en
tous
cas
un
mammifère
"
#
6
elif
classe =
=
'
oiseaux
'
: #
7
print
"
c
'
est
peut
-
être
un
canari
"
#
8
print
"
la
classification
des
animaux
est
complexe
"
#
9
Analysez cet exemple. Ce fragment de programme n'imprime la phrase « c'est peut-être un chat »
que dans le cas où les quatre premières conditions testées sont vraies.
Pour que la phrase « c'est en tous cas un mammifère » soit affichée, il faut et il suffit que les
deux premières conditions soient vraies. L'instruction d'affichage de cette phrase (ligne 4) se trouve
en effet au même niveau d'indentation que l'instruction : if ordre == "carnivores": (ligne 3). Les
deux font donc partie d'un même bloc, lequel est entièrement exécuté si les conditions testées aux
lignes 1 & 2 sont vraies.
Pour que la phrase « c'est peut-être un canari » soit affichée, il faut que la variable
embranchement contienne « vertébrés », et que la variable classe contienne « oiseaux ».
Quant à la phrase de la ligne 9, elle est affichée dans tous les cas, parce qu'elle fait partie du
même bloc d'instructions que la ligne 1.
3.6. Quelques règles de syntaxe Python▲
Tout ce qui précède nous amène à faire le point sur quelques règles de syntaxe :
3.6.1. Les limites des instructions et des blocs sont définies par la mise en page▲
Dans de nombreux langages de programmation, il faut terminer chaque ligne d'instructions par
un caractère spécial (souvent le point-virgule). Sous Python, c'est le caractère de fin de ligne13 qui
joue ce rôle. (Nous verrons plus loin comment outrepasser cette règle pour étendre une instruction
complexe sur plusieurs lignes). On peut également terminer une ligne d'instructions par un
commentaire. Un commentaire Python commence toujours par le caractère spécial # . Tout ce qui
est inclus entre ce caractère et le saut à la ligne suivant est complètement ignoré par le compilateur.
Dans la plupart des autres langages, un bloc d'instructions doit être délimité par des symboles
spécifiques (parfois même par des instructions, telles que begin et end). En C++ et en Java, par
exemple, un bloc d'instructions doit être délimité par des accolades. Cela permet d'écrire les blocs
d'instructions les uns à la suite des autres, sans se préoccuper d'indentation ni de sauts à la ligne,
mais cela peut conduire à l'écriture de programmes confus, difficiles à relire pour les pauvres
humains que nous sommes. On conseille donc à tous les programmeurs qui utilisent ces langages de
se servir aussi des sauts à la ligne et de l'indentation pour bien délimiter visuellement les blocs.
Avec Python, vous devez utiliser les sauts à la ligne et l'indentation, mais en contrepartie vous
n'avez pas à vous préoccuper d'autres symboles délimiteurs de blocs. En définitive, Python vous
force donc à écrire du code lisible, et à prendre de bonnes habitudes que vous conserverez lorsque
vous utiliserez d'autres langages.
13 Ce caractère n'apparaît ni à l'écran, ni sur les listings imprimés. Il est cependant bien présent, à un point tel qu'il fait même problème dans certains cas, parce qu'il n'est pas encodé de la même manière par tous les systèmes d'exploitation. Nous en reparlerons plus loin, à l'occasion de notre étude des fichiers texte (page 115).
3.6.2. Instruction composée = En-tête , double point , bloc d'instructions indenté▲
Nous aurons de nombreuses occasions d'approfondir le concept de « bloc d'instructions » et de
faire des exercices à ce sujet, dès le chapitre suivant.
Le schéma ci-contre en résume le principe.
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14 Vous pouvez aussi indenter à l'aide de tabulations, mais alors vous devrez faire très attention à ne pas utiliser tantôt des espaces, tantôt des tabulations pour indenter les lignes d'un même bloc. En effet, et même si le résultat paraît identique à l'écran, espaces et tabulations sont des codes binaires distincts : Python considérera donc que ces lignes indentées différemment font partie de blocs différents. Il peut en résulter des erreurs difficiles à déboguer. En conséquence, la plupart des programmeurs préfèrent se passer des tabulations. Si vous utilisez un éditeur "intelligent", vous pouvez escamoter le problème en activant l'option "Remplacer les tabulations par des espaces".
3.6.3. Les espaces et les commentaires sont normalement ignorés▲
A part ceux qui servent à l'indentation, en début de ligne, les espaces placés à l'intérieur des instructions et des expressions sont presque toujours ignorés (sauf s'ils font partie d'une chaîne de caractères). Il en va de même pour les commentaires : ceux-ci commencent toujours par un caractère dièse (#) et s'étendent jusqu'à la fin de la ligne courante.