Calculs simples avec variables | Algorithmique Seconde

Introduction

CALCULS SIMPLES AVEC VARIABLES
Algorithmique et Programmation - Variables et Affectation

Découvrez comment effectuer des opérations mathématiques avec des variables

Addition
Soustraction
Division

Opérations de base avec variables

Les opérations arithmétiques

OPÉRATIONS DE BASE
Les 4 opérations principales

En algorithmique, on peut effectuer des opérations arithmétiques avec des variables :

  • Addition : +
  • Soustraction : -
  • Multiplication : *
  • Division : /
Exemples d'opérations

Soit a = 10 et b = 5 :

ca + bc = 15
da - bd = 5
ea * be = 50
fa / bf = 2

Priorités opératoires

Ordre des opérations

RÈGLES DE PRIORITÉ
Ordre d'exécution

Comme en mathématiques, certaines opérations sont prioritaires :

  • Parenthèses : ( )
  • Multiplication et division : * /
  • Addition et soustraction : + -
EXEMPLES CONCRETS
Applications des priorités
  • a ← 5 + 3 * 2 → a = 5 + 6 = 11 (multiplication prioritaire)
  • b ← (5 + 3) * 2 → b = 8 * 2 = 16 (parenthèses prioritaires)
  • c ← 10 - 4 / 2 → c = 10 - 2 = 8 (division prioritaire)

Affectation et calculs

Combinaison affectation-calcul

AFFECTATION AVEC CALCUL
Modification d'une variable

On peut affecter à une variable le résultat d'un calcul impliquant cette même variable :

a ← 5
aa + 3 → a = 8
aa * 2 → a = 16

À chaque ligne, la variable a est mise à jour avec le nouveau résultat.

EXPRESSIONS COMPLEXES
Calculs plus complexes

On peut combiner plusieurs variables et opérations :

x ← 10
y ← 3
z ← (x + y) * 2 - x / y

Calcul : z = (10 + 3) * 2 - 10/3 = 13 * 2 - 3.33... ≈ 22.67

Types de données

Classification des variables

TYPES COURANTS
Différents types de variables
  • Entier : nombres sans décimales (..., -2, -1, 0, 1, 2, ...)
  • Réel : nombres avec décimales (3.14, -2.5, 0.001, ...)
  • Chaîne de caractères : texte ("Bonjour", "123abc", ...)
  • Booléen : vrai/faux (True/False)
OPÉRATIONS SELON LE TYPE
Compatibilité des opérations
  • Numérique : +, -, *, / fonctionnent entre entiers et réels
  • Chaînes : + concatène les chaînes ("Hello" + "World" = "HelloWorld")
  • Conversion : parfois nécessaire entre types (entier → réel)

Opérations composées

Raccourcis d'écriture

OPÉRATEURS COMPOSÉS
Syntaxe raccourcie

Pour ajouter à une variable, on peut utiliser des opérateurs composés :

aa + 5 ≡ a += 5
bb - 3 ≡ b -= 3
cc * 2 ≡ c *= 2
dd / 4 ≡ d /= 4
AVANTAGES
Pourquoi les utiliser ?
  • Clarté : écriture plus concise
  • Performance : parfois plus efficace
  • Standard : syntaxe commune dans de nombreux langages
  • Moins d'erreurs : réduction des fautes de frappe

Exemple complet d'algorithme

Calcul de périmètre et aire

ALGORITHME RECTANGLE
Calcul des propriétés d'un rectangle
Algorithme RectangleCalculs
Variables longueur, largeur, perimetre, aire : Réel

Début
    Afficher("Entrez la longueur du rectangle : ")
    Lire(longueur)
    Afficher("Entrez la largeur du rectangle : ")
    Lire(largeur)
    
    perimetre ← 2 * (longueur + largeur)
    aire ← longueur * largeur
    
    Afficher("Périmètre : ", perimetre)
    Afficher("Aire : ", aire)
Fin
EXÉCUTION PAS À PAS
Trace d'exécution
Instruction longueur largeur perimetre aire
Lire(longueur) 5 ? ? ?
Lire(largeur) 5 3 ? ?
perimetre ← 2 * (longueur + largeur) 5 3 16 ?
aire ← longueur * largeur 5 3 16 15

Opérations avancées

Opérations spéciales

DIVISION ENTIÈRE ET MODULO
Division entière et reste
  • Division entière (quotient) : //
  • Modulo (reste) : %
17 // 5 = 3 (quotient)
17 % 5 = 2 (reste)
Car 17 = 5 × 3 + 2
PUISSANCES
Exponentiation
  • Puissance : ** ou ^
2 ** 3 = 8 (2 élevé à la puissance 3)
5 ** 2 = 25 (5 au carré)
x ← 4
yx ** 2 → y = 16

Applications concrètes

Où utiliser les calculs avec variables ?

EXEMPLES D'UTILISATION
Domaines d'application
  • 1 Calculs financiers : intérêts, taxes, remises
  • 2 Conversions : unités, monnaies, températures
  • 3 Jeux : scores, déplacements, collisions
  • 4 Statistiques : moyennes, pourcentages, indices
EXEMPLE PRATIQUE
Calcul de conversion Celsius → Fahrenheit

Formule : F = C × 9/5 + 32

Variables celsius, fahrenheit : Réel

celsius ← 25
fahrenheit ← celsius * 9 / 5 + 32
Afficher(celsius, "°C =", fahrenheit, "°F")

Résultat : 25°C = 77°F

Exercice d'application

Problème à résoudre

ÉNONCÉ
Exercice

On considère les variables suivantes :

  • a ← 12
  • b ← 5
  • c ← 2

Calculer les valeurs des expressions suivantes :

  1. result1a + b * c
  2. result2 ← (a + b) * c
  3. result3a // b + c
  4. result4a % b ** c

Solution de l'exercice

Correction détaillée

CALCULS PAS À PAS
Résultats pour chaque expression
  • 1 result1a + b * c = 12 + 5 * 2 = 12 + 10 = 22 (multiplication prioritaire)
  • 2 result2 ← (a + b) * c = (12 + 5) * 2 = 17 * 2 = 34 (parenthèses prioritaires)
  • 3 result3a // b + c = 12 // 5 + 2 = 2 + 2 = 4 (division entière puis addition)
  • 4 result4a % b ** c = 12 % 5 ** 2 = 12 % 25 = 12 (puissance prioritaire, puis modulo)
ORDRE DES OPÉRATIONS
Rappel de la priorité
  1. Parenthèses
  2. Puissances (**)
  3. Multiplication, division, modulo (*, /, //, %)
  4. Addition, soustraction (+, -)

Exercice supplémentaire

Suite de calculs

ÉNONCÉ
Exercice

Soit les variables initiales :

  • x ← 8
  • y ← 3

Effectuer successivement les opérations suivantes et donner la valeur finale de chaque variable :

  1. xx + y
  2. yx - y
  3. xx - y
  4. zx * y + 1

Solution de l'exercice supplémentaire

Correction détaillée

TRACE PAS À PAS
Suivi des valeurs
  • Initialisation : x=8, y=3
  • 1 xx + y = 8 + 3 = 11x=11, y=3
  • 2 yx - y = 11 - 3 = 8x=11, y=8
  • 3 xx - y = 11 - 8 = 3x=3, y=8
  • 4 zx * y + 1 = 3 * 8 + 1 = 24 + 1 = 25x=3, y=8, z=25
RÉSULTAT FINAL
Valeurs finales
  • x = 3
  • y = 8
  • z = 25

Note : Cet algorithme a permis d'échanger les valeurs de x et y sans variable temporaire !

Erreurs courantes à éviter

Pièges à éviter

ERREUR N°1 : Division par zéro
Problème critique
a ← 5
b ← 0
ca / b → ERREUR !

Division par zéro est mathématiquement impossible et provoque une erreur dans l'algorithme.

ERREUR N°2 : Priorités incorrectes
Ordre des opérations
result ← 10 + 5 * 2 → result = 20 (CORRECT)
result ← 10 + 5 * 2 → result = 30 (FAUX SI ON FAIT 10+5 EN PREMIER)

Respectez toujours les règles de priorité des opérations.

ERREUR N°3 : Types incompatibles
Compatibilité des types
a ← "5"
b ← 3
ca + b → Résultat dépend du langage

Attention aux conversions implicites entre chaînes et nombres.

Complexité des calculs

Analyse de performance

ANALYSE DES OPÉRATIONS
Temps d'exécution
Opération Complexité Temps relatif Exemple
Addition/Soustraction O(1) Très rapide a + b
Multiplication O(1) Rapide a * b
Division O(1) Modérément rapide a / b
Puissance O(log n) Plus lent a ** b
RECOMMANDATIONS
Bonnes pratiques
  • Prioriser les opérations simples (addition, soustraction)
  • Minimiser les opérations coûteuses (puissance, division)
  • Regrouper les calculs similaires
  • Éviter les calculs inutiles dans les boucles

Résumé

Points clés

OPÉRATIONS DE BASE
Opérations arithmétiques
  • Addition (+), soustraction (-), multiplication (*), division (/)
  • Division entière (//) et modulo (%) pour les divisions entières
  • Puissance (**) pour les exposants
Priorités opératoires
  • Parenthèses d'abord
  • Puissances ensuite
  • Multiplications et divisions
  • Additions et soustractions
Types de données
  • Entiers, réels, chaînes de caractères, booléens
  • Compatibilité entre types pour les opérations
  • Conversion explicite ou implicite
Les calculs avec variables sont fondamentaux en algorithmique !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DES CALCULS AVEC VARIABLES
Vous comprenez maintenant les opérations arithmétiques !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences en algorithmique

Compris
Retenu
Appliqué