Module 2.4 – Structures de données

Objectif

Comprendre les structures de données fondamentales : tableaux/listes et dictionnaires/objets. Savoir quand utiliser chaque structure selon le besoin.

Théorie

Tableaux / Listes

Un tableau (ou liste) est une collection ordonnée d'éléments du même type ou de types différents, accessibles par leur position (index).

Analogie : Comme une rangée de boîtes numérotées, où chaque boîte contient un élément.

Caractéristiques :

• Ordre : Les éléments ont une position (premier, deuxième, etc.)
• Index : Chaque élément a un numéro (généralement commence à 0)
• Taille : Le nombre d'éléments peut varier
• Accès : Par position (index)

Création et utilisation

Pseudo-code :

// Créer un tableau
nombres ← [10, 20, 30, 40, 50]

// Accéder à un élément (index commence à 0)
premier ← nombres[0]      // 10
deuxieme ← nombres[1]     // 20
dernier ← nombres[4]      // 50

// Modifier un élément
nombres[2] ← 25           // Le tableau devient [10, 20, 25, 40, 50]

// Ajouter un élément
AJOUTER 60 À nombres      // [10, 20, 25, 40, 50, 60]

// Longueur du tableau
taille ← longueur(nombres)  // 6

Parcourir un tableau

Avec boucle POUR :

nombres ← [10, 20, 30]
POUR i DE 0 À longueur(nombres) - 1 FAIRE
    AFFICHER nombres[i]
FIN POUR

Résultat : 10, 20, 30

Cas d'utilisation

Quand utiliser un tableau :

• Liste d'éléments similaires (notes, prix, noms)
• Ordre important (classement, historique)
• Accès par position
• Opérations sur tous les éléments

Exemples :

• Liste de notes d'un étudiant
• Historique des commandes
• Classement des joueurs
• Inventaire de produits

Dictionnaires / Objets

Un dictionnaire (ou objet) est une collection de paires clé-valeur, où chaque valeur est associée à une clé unique.

Analogie : Comme un dictionnaire réel : on cherche un mot (clé) pour trouver sa définition (valeur).

Caractéristiques :

• Clés uniques : Chaque clé n'apparaît qu'une fois
• Accès par clé : On accède à une valeur via sa clé (pas par position)
• Pas d'ordre garanti : L'ordre peut varier
• Types variés : Les valeurs peuvent être de différents types

Création et utilisation

Pseudo-code :

// Créer un dictionnaire
utilisateur ← {
    "nom" : "Dupont",
    "prenom" : "Jean",
    "age" : 28,
    "email" : "jean@exemple.com"
}

// Accéder à une valeur
nom ← utilisateur["nom"]           // "Dupont"
age ← utilisateur["age"]            // 28

// Modifier une valeur
utilisateur["age"] ← 29

// Ajouter une nouvelle paire
utilisateur["ville"] ← "Paris"

// Vérifier si une clé existe
SI "email" DANS utilisateur ALORS
    AFFICHER utilisateur["email"]
FIN SI

Parcourir un dictionnaire

utilisateur ← {"nom" : "Jean", "age" : 28, "ville" : "Paris"}

POUR CHAQUE clé, valeur DANS utilisateur FAIRE
    AFFICHER clé + " : " + valeur
FIN POUR

Résultat :

• nom : Jean
• age : 28
• ville : Paris

Cas d'utilisation

Quand utiliser un dictionnaire :

• Données structurées avec des propriétés nommées
• Accès par nom (plus lisible que par index)
• Configuration, paramètres
• Représentation d'entités (utilisateur, produit, etc.)

Exemples :

• Informations d'un utilisateur
• Configuration d'une application
• Données d'un produit (nom, prix, stock)
• Paramètres d'une fonction

Quand utiliser quoi ?

Tableau vs Dictionnaire

Utiliser un tableau quand :

• Les éléments sont similaires et nombreux
• L'ordre est important
• On veut parcourir tous les éléments
• On accède par position

Exemple : Liste de notes

notes ← [15, 18, 12, 14, 16]

Utiliser un dictionnaire quand :

• Les données ont des propriétés nommées
• On veut accéder par nom (plus lisible)
• Les propriétés peuvent varier
• On représente une entité

Exemple : Informations d'un étudiant

etudiant ← {
    "nom" : "Martin",
    "notes" : [15, 18, 12],
    "moyenne" : 15
}

Structures combinées

On peut combiner tableaux et dictionnaires.

Exemple : Liste d'étudiants

etudiants ← [
    {"nom" : "Dupont", "age" : 20, "notes" : [15, 18]},
    {"nom" : "Martin", "age" : 21, "notes" : [12, 14]},
    {"nom" : "Bernard", "age" : 19, "notes" : [16, 17]}
]

// Accéder aux données
premier_etudiant ← etudiants[0]
nom_premier ← premier_etudiant["nom"]        // "Dupont"
premiere_note ← premier_etudiant["notes"][0]  // 15

Opérations courantes

Sur les tableaux

Rechercher un élément :

liste ← [5, 10, 15, 20]
valeur_recherchee ← 15
trouve ← false
i ← 0

TANT QUE i < longueur(liste) ET trouve == false FAIRE
    SI liste[i] == valeur_recherchee ALORS
        trouve ← true
        position ← i
    FIN SI
    i ← i + 1
FIN TANT QUE

Trier un tableau :

nombres ← [30, 10, 50, 20]
TRIER nombres  // Devient [10, 20, 30, 50]

Compter les éléments :

liste ← [1, 2, 2, 3, 2, 4]
compteur ← 0
POUR i DE 0 À longueur(liste) - 1 FAIRE
    SI liste[i] == 2 ALORS
        compteur ← compteur + 1
    FIN SI
FIN POUR
AFFICHER "Nombre de 2 : " + compteur

Sur les dictionnaires

Vérifier l'existence d'une clé :

utilisateur ← {"nom" : "Jean", "age" : 28}
SI "email" DANS utilisateur ALORS
    AFFICHER utilisateur["email"]
SINON
    AFFICHER "Email non renseigné"
FIN SI

Obtenir toutes les clés :

utilisateur ← {"nom" : "Jean", "age" : 28, "ville" : "Paris"}
cles ← OBTENIR_CLES(utilisateur)  // ["nom", "age", "ville"]

Exercice

1. Créer et manipuler un tableau

   • Créez un tableau avec 5 nombres
   • Affichez tous les éléments
   • Calculez la somme
   • Trouvez le maximum

2. Créer un dictionnaire

   • Créez un dictionnaire pour représenter un livre avec : titre, auteur, année, prix
   • Affichez toutes les informations
   • Modifiez le prix

3. Parcourir un tableau de dictionnaires

   • Créez un tableau contenant 3 dictionnaires (3 personnes avec nom, age)
   • Parcourez le tableau et affichez chaque personne

4. Recherche dans un tableau

   • Créez un algorithme qui cherche si un nombre existe dans un tableau
   • Affichez la position si trouvé, "non trouvé" sinon

5. Combiner structures

   • Créez une liste d'étudiants (dictionnaires)
   • Chaque étudiant a : nom, notes (tableau), moyenne
   • Calculez et affichez la moyenne de chaque étudiant

Quiz

1. Comment accède-t-on au premier élément d'un tableau ?

   • tableau[1]
   • tableau[0]
   • tableau[premier]

2. Quelle est la différence principale entre tableau et dictionnaire ?

   • Aucune différence
   • Tableau : accès par position, Dictionnaire : accès par clé
   • Tableau est plus rapide

3. Quand utiliser un dictionnaire plutôt qu'un tableau ?

   • Toujours
   • Quand on a des données avec des propriétés nommées
   • Jamais

4. Peut-on mettre un dictionnaire dans un tableau ?

   • Oui
   • Non
   • Seulement dans certains langages

5. Que retourne longueur([10, 20, 30]) ?

   • 30
   • 3
   • 10

Mini défi

Mission : Créer un système de gestion de bibliothèque

Créez un algorithme complet en pseudo-code pour gérer une bibliothèque de livres :

Structure de données :

• Chaque livre est un dictionnaire avec : titre, auteur, annee, disponible (booléen)
• La bibliothèque est un tableau de livres

Fonctionnalités à implémenter :

1. Initialiser la bibliothèque

   • Créer au moins 5 livres avec leurs informations
   • Certains disponibles, d'autres non

2. Afficher tous les livres

   • Parcourir la bibliothèque
   • Afficher les informations de chaque livre

3. Rechercher un livre par titre

   • Demander un titre à l'utilisateur
   • Chercher dans la bibliothèque
   • Afficher les informations si trouvé

4. Lister les livres disponibles

   • Parcourir la bibliothèque
   • Afficher seulement les livres où disponible == true

5. Emprunter un livre

   • Demander un titre
   • Chercher le livre
   • Si trouvé et disponible, changer disponible à false
   • Afficher un message de confirmation ou d'erreur

6. Retourner un livre

   • Demander un titre
   • Chercher le livre
   • Si trouvé, changer disponible à true

Critères :

• ✅ Utiliser des tableaux et dictionnaires
• ✅ Utiliser des boucles pour parcourir
• ✅ Utiliser des conditions pour les vérifications
• ✅ Gérer les cas d'erreur (livre non trouvé, déjà emprunté, etc.)
• ✅ Code clair et bien structuré

Exemple d'exécution :

=== BIBLIOTHÈQUE ===

1. Afficher tous les livres
2. Rechercher un livre
3. Livres disponibles
4. Emprunter un livre
5. Retourner un livre

Choix : 1

Livres :
1. "1984" - George Orwell (1949) - Disponible
2. "Le Seigneur des Anneaux" - J.R.R. Tolkien (1954) - Emprunté
...

Objectif : Maîtriser les structures de données et savoir les utiliser dans des cas pratiques complexes.

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Validation : Vous pouvez passer au module suivant quand vous maîtrisez les tableaux et dictionnaires et pouvez les utiliser pour résoudre des problèmes réels.