Fiche de révision : Bases de la programmation en C

📋 Plan du Cours

1. Objectifs et organisation de l’UE
2. Structure d’un programme C
3. Instructions et règles d’écriture
4. Édition et compilation du code
5. Types prédéfinis du langage C
6. Déclaration et portée des variables
7. Durée de vie et initialisation
8. Opérateurs et conversions
9. Conditions et opérateurs logiques
10. Adresses et pointeurs
11. Entrées-sorties formatées
12. Lecture et écriture de caractères

📖 1. Objectifs et organisation de l’UE

★ À maîtriser

• L’UE IN3020 vise l’apprentissage du langage C, de la gestion manuelle de la mémoire et de la compilation séparée, ainsi que de l’allocation dynamique, des pointeurs, de la structuration des données, des fichiers et de la programmation modulaire.

Compléments

• L’UE comprend 10 CM, 10 TD et 12 TP, soit 32 heures d’enseignement auxquelles s’ajoutent des heures de travail personnel.

• L’UE vaut 4 ECTS et son contrôle comprend un contrôle continu écrit de coefficient 2, un contrôle terminal écrit de coefficient 2 et une seconde chance par contrôle terminal écrit de coefficient 4.

📖 2. Structure d’un programme C

🔑 Notions clés & Définitions

• Macro-constante : Une macro-constante définie par #define associe un symbole à une valeur remplacée dans le code, comme NBTRIANGLES par 4.

★ À maîtriser

• Un programme C doit contenir une fonction principale nommée main, qui est exécutée en premier.

Compléments

• La directive #include indique au préprocesseur d’inclure le contenu d’un fichier d’en-tête, par exemple stdio.h ou math.h.

• Dans l’exemple, la fonction sqrt calcule la racine carrée de la somme des carrés des deux côtés pour obtenir l’hypoténuse d’un triangle rectangle.

📖 3. Instructions et règles d’écriture

★ À maîtriser

📌 En C, le point-virgule marque la fin d’une instruction et les accolades délimitent les blocs d’instructions.

Compléments

• En C, les fins de ligne et l’indentation n’ont pas de signification syntaxique particulière et servent seulement à séparer ou présenter le code.

📌 Les mots-clés du C sont réservés et ne peuvent pas servir d’identificateurs, notamment int, float, if, else, for, return, const et static.

• Les commentaires C s’écrivent entre /* et */ ou commencent par // et se terminent à la fin de la ligne.

📖 4. Édition et compilation du code

📝 Points essentiels

📌 Le code source C n’est pas directement exécutable et doit être écrit dans un fichier d’extension .c avec un éditeur de texte, puis compilé.

• La compilation C comporte quatre phases successives : prétraitement, compilation en assembleur, assemblage en fichier objet et édition de liens pour produire l’exécutable.

💡 Astuce mémo

Préprocesseur → compilation → assemblage → édition de liens.

📖 5. Types prédéfinis du langage C

★ À maîtriser

• Les types entiers usuels sont short int (ou short), int et long int (ou long), et leur taille dépend de la machine.

• Le type char stocke un entier sur un octet et sert notamment à représenter le code ASCII d’un caractère.

• Les types flottants sont float, double et long double, et les valeurs représentables dans float le sont dans double puis dans long double sans perte de précision.

Compléments

• Un short est généralement codé sur 16 bits et un long sur 32 bits, mais la norme ne fixe pas ces tailles.

• Toute valeur représentable par un type short est représentable par un type long, dont la taille est au moins celle d’un short.

• L’ASCII code sur 7 bits les caractères présents sur un clavier et 32 caractères spéciaux non imprimables, pour un total de 128 caractères.

📖 6. Déclaration et portée des variables

★ À maîtriser

• Une variable doit être déclarée avant son utilisation, et sa déclaration fixe le type des valeurs qu’elle peut contenir.

• Une variable globale est déclarée hors de toute fonction et de tout bloc, tandis qu’une variable locale est déclarée à l’intérieur d’un bloc.

• Une variable locale est utilisable uniquement dans son bloc et masque, dans ce bloc, une variable de même nom déclarée dans un bloc englobant.

Compléments

• La déclaration d’une variable permet au compilateur de lui attribuer un espace mémoire dont la taille dépend de son type.

📌 Les arguments formels sont des variables locales au corps de leur fonction et ne sont pas visibles à l’extérieur de cette fonction.

💡 Astuce mémo

Globale : visible dans le fichier ; locale : limitée à son bloc.

📖 7. Durée de vie et initialisation

★ À maîtriser

• La durée de vie d’une variable peut être statique, automatique ou dynamique : permanente pendant l’exécution, limitée à l’activation d’un bloc, ou gérée explicitement par le programmeur.

• Une variable locale non initialisée peut contenir n’importe quelle valeur issue de sa zone mémoire et doit recevoir une valeur avant sa première utilisation.

• Une variable locale static conserve une visibilité locale, mais sa durée de vie est permanente et sa valeur est conservée entre les appels successifs de la fonction.

Compléments

• Les classes de mémorisation sont :
  • static
  • extern
  • auto
  • register

📌 Une variable statique non initialisée est remplie de zéros avant le début de l’exécution du programme.

📌 Le qualificateur const indique qu’une variable ou un argument ne doit pas changer de valeur et le compilateur signale une erreur si le programme tente de le modifier.

💡 Astuce mémo

Visibilité locale ne signifie pas durée temporaire : une locale static persiste.

📖 8. Opérateurs et conversions

★ À maîtriser

• Les opérateurs arithmétiques présentés sont :
  • le signe unaire -
  • la soustraction -
  • l’addition +
  • la multiplication *
  • la division /
  • le reste de division entière %

📌 Avec l’opérateur /, deux opérandes entiers produisent une division entière, tandis qu’au moins un opérande flottant entraîne une division flottante après conversion des opérandes dans le type flottant commun déterminé par les conversions arithmétiques usuelles.

Compléments

📌 L’opérateur % s’applique uniquement à des opérandes entiers et le signe du reste avec un opérande négatif dépend de l’implémentation.

• L’expression 1 / 2 vaut 0, tandis que 1.0 / 2.0, 1 / 2.0 et 1.0 / 2 valent 0.5.

• L’affectation est une expression dont la valeur est la valeur affectée ; ainsi, x = 4 + 1 vaut 5 et y = (x = 4 + 1) * 2 affecte 5 à x et 10 à y.

• Les opérateurs d’affectation condensée, tels que +=, -=, *=, /= et %=, remplacent une forme comme x = x + y par x += y.

• Dans une affectation vers un type différent, le compilateur convertit la valeur de l’expression vers le type de la variable réceptrice, ce qui peut perdre de l’information.

• Le cast (type) expression convertit explicitement le type d’une expression, et (float) a / (float) b effectue une division flottante entre deux entiers a et b.

💡 Astuce mémo

1 / 2 vaut 0, tandis que 1.0 / 2.0 vaut 0.5.

📖 9. Conditions et opérateurs logiques

★ À maîtriser

📌 L’instruction if exécute des instructions selon qu’une condition entre parenthèses est vraie ou fausse, et un bloc else peut préciser les instructions du cas faux.

• Les opérateurs de comparaison sont >, <, >=, <=, == et !=, et une comparaison produit un int égal à 0 si elle est fausse et à 1 si elle est vraie.

📌 Les opérateurs logiques sont && pour le et, || pour le ou et ! pour la négation, et leur résultat vaut 0 ou 1.

Compléments

• L’évaluation des opérateurs logiques se fait de gauche à droite et s’arrête dès que le résultat final est déterminé.

• En C, zéro est équivalent à faux et toute valeur non nulle est équivalente à vrai ; depuis C99, stdbool.h fournit bool, true et false, de valeurs respectives 1 et 0.

📌 L’opérateur ternaire exp0 ? exp1 : exp2 évalue exp1 si exp0 est non nul et exp2 si exp0 est nul, et la valeur de l’expression est celle de la branche choisie.

📖 10. Adresses et pointeurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Opérateur de référencement : L’opérateur de référencement & appliqué à une variable donne son adresse mémoire et produit un pointeur vers un objet de son type.
• Opérateur d’indirection : L’opérateur d’indirection * appliqué à un pointeur permet d’accéder à l’objet stocké à l’adresse désignée par ce pointeur.

📝 Points essentiels

📌 L’indirection n’effectue aucun contrôle de validité sur l’adresse du pointeur, et le programmeur doit vérifier que l’accès mémoire est valide.

💡 Astuce mémo

& prend une adresse ; * accède à l’objet désigné.

📖 11. Entrées-sorties formatées

🔑 Notions clés & Définitions

• printf : printf affiche une chaîne de contrôle contenant des caractères littéraux et des codes de format qui insèrent les valeurs des expressions fournies.
• scanf : scanf lit des données au clavier selon les codes de format de sa chaîne de contrôle et les stocke aux adresses fournies en arguments.

★ À maîtriser

• Les fonctions d’entrée-sortie standard appartiennent à stdio.h, l’entrée standard est le clavier et la sortie standard est l’écran.

📌 Pour scanf, les arguments de destination doivent être des adresses, obtenues notamment avec &, comme dans scanf("%f", &a).

Compléments

• Les codes de format présentés pour printf associent :

  • %d à int
  • %ld à long int
  • %u à unsigned int
  • %f à float
  • %e à double
  • %c à char
  • %s à char*

• Les formats numériques de scanf lisent des valeurs séparées par des espaces, des tabulations ou des retours à la ligne, tandis que %c lit un seul caractère sans sauter les séparateurs.

• La valeur de retour de scanf indique le nombre de valeurs effectivement lues et converties avec succès.

💡 Astuce mémo

printf affiche des valeurs ; scanf reçoit des adresses où les stocker.

📖 12. Lecture et écriture de caractères

🔑 Notions clés & Définitions

• getchar : getchar lit un caractère unique sur l’entrée standard et renvoie un int correspondant au caractère lu, ou EOF en fin de fichier.
• putchar : putchar écrit un caractère sur la sortie standard et renvoie un int correspondant au caractère écrit, ou EOF en cas d’erreur d’écriture.

📝 Points essentiels

• Un programme équivalent à la commande cat recopie l’entrée standard sur la sortie standard en lisant avec getchar jusqu’à EOF puis en écrivant chaque caractère avec putchar.