Wikilivres frwikibooks https://fr.wikibooks.org/wiki/Accueil MediaWiki 1.47.0-wmf.5 first-letter Média Spécial Discussion Utilisateur Discussion utilisateur Wikilivres Discussion Wikilivres Fichier Discussion fichier MediaWiki Discussion MediaWiki Modèle Discussion modèle Aide Discussion aide Catégorie Discussion catégorie Transwiki Discussion Transwiki Wikijunior Discussion Wikijunior TimedText TimedText talk Module Discussion module Event Event talk 0 2697 767467 767272 2026-06-05T04:38:24Z PandaMystique 119061 Ajout de 4 liens (Dictionnaire de philosophie/Vérité, Philosophie/Perception, Dictionnaire de philosophie/Connaissance...) 767467 wikitext text/x-wiki {{Sous-pages}} Nietzsche passe, à juste titre, pour l'un des plus implacables adversaires de la métaphysique. Sa généalogie des concepts d'être, de vérité, de substance et de cause a déstabilisé tout l'édifice de la philosophie première, au point qu'on a pu voir en lui le penseur qui clôt une tradition longue de vingt-cinq siècles. Et pourtant, le même Nietzsche affirme l'éternel retour, récuse le partage du réel et de l'apparent, et avance le nom de « volonté de puissance », dont il lui arrive de faire le nom de tout ce qui est. Heidegger en a tiré la conclusion la plus paradoxale qui soit : Nietzsche, loin d'en finir avec la métaphysique, en serait l'achèvement, « le dernier des métaphysiciens ». Telle est la tension que nous voudrions examiner. On ne saurait toutefois la poser sans avoir d'abord retracé la critique elle-même, dans son détail. Nous suivrons donc deux mouvements. Le premier reconstitue la manière dont Nietzsche met en cause la possibilité de la métaphysique, la valeur sociale de la vérité, le rejet du devenir et le rôle du langage, jusqu'à l'erreur qu'il tient pour la plus originelle. Le second, une fois l'arrière-monde dissous, demande ce qui subsiste, et si la volonté de puissance ne fait pas renaître, sous un autre nom, ce que la critique avait congédié. Disons-le d'emblée, pour écarter un malentendu fréquent : les formules les plus catégoriques, celles où la volonté de puissance devient le nom de l'être ou de la réalité, proviennent surtout des fragments posthumes ; dans les ouvrages publiés, et notamment dans le passage décisif de ''Par-delà bien et mal'' (§ 36), la thèse est avancée de façon nettement plus hypothétique et stratégique. == La possibilité de la métaphysique == On présente souvent la critique nietzschéenne de la métaphysique comme une pure psychologie des profondeurs : il ne s'agirait plus de réfuter des thèses, mais de débusquer les symptômes qui les trahissent, en rapportant par exemple l'idéalisme au ressentiment. L'image a sa part de vérité, mais elle égare si l'on en fait toute la méthode. Car la métaphysique est précisément l'un des domaines où Nietzsche argumente, et serré. Le point de départ est emprunté au scepticisme. Dans le premier chapitre du premier tome de ''[[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Humain, trop humain|Humain, trop humain]]'', Nietzsche invite à prendre au sérieux l'hypothèse sceptique : <blockquote>« Prenons un peu au sérieux le point de départ du scepticisme : à supposer qu'il n'existe pas de monde autre, métaphysique [...], de quel œil verrions-nous les hommes et les choses ? »<ref>''Humain, trop humain'', § 21.</ref></blockquote> La démarche n'a rien d'improvisé : elle s'inscrit dans une tradition sceptique et critique que l'on peut faire remonter à Ænésidème, Hume et Kant. Nietzsche critique vivement ce dernier, mais il tient sa critique de la métaphysique pour un acquis de premier ordre, et il réserve aux sceptiques un éloge rare, eux « le seul type convenable dans toute l'histoire de la philosophie »<ref>''L'Antéchrist'', § 12.</ref>. L'[[Dictionnaire de philosophie/Argument|argument]] tient en peu de mots. Nous n'avons [[Dictionnaire de philosophie/Connaissance|connaissance]] de rien hors de ce que nous percevons ; or ce que nous percevons n'est que devenir, et cette [[Philosophie/Perception|perception]] est elle-même une perspective. Il s'ensuit moins qu'une [[Dictionnaire de philosophie/Vérité|vérité]] absolue nous serait inaccessible que ceci : l'exigence même d'une vérité sans perspective devient suspecte. <blockquote>« Il n'y a pas plus de données éternelles qu'il n'y a de vérités absolues. »<ref>''Humain, trop humain'', § 2.</ref></blockquote> La position de Nietzsche n'est pourtant pas fixée d'emblée, et son évolution mérite attention. Dans ''Humain, trop humain'', fidèle à la prudence sceptique, il n'exclut pas qu'un monde métaphysique existe, ni même qu'il puisse être prouvé : <blockquote>« Il est vrai qu'il pourrait y avoir un monde métaphysique ; la possibilité absolue n'en est guère contestable. »<ref>''Humain, trop humain'', § 9.</ref></blockquote> Plus tard, il durcit cette concession et s'écarte du scepticisme : <blockquote>« Il est absolument impossible de prouver aucune autre sorte de réalité. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 6.</ref></blockquote> Cette affirmation, que l'on peut dire dogmatique, débouche sur une indifférence complète à l'égard d'un autre monde, indifférence qui vaut elle-même réfutation : une idée qui ne sert plus à rien, qui n'engage plus à rien, est par là même congédiée. <blockquote>« Le "monde vrai", une idée qui ne sert plus à rien [...], par conséquent une idée réfutée : abolissons-la. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable », § 5.</ref></blockquote> Ces thèses, Nietzsche le sait, n'ont rien d'original. Ce qui l'intéresse, c'est le pas suivant : non plus constater que l'existence d'un autre monde nous est indifférente, ce que les sceptiques avaient déjà reconnu, mais expliquer pourquoi, malgré une démonstration connue depuis des millénaires, un tel monde a pu être pensé comme autre chose qu'une hypothèse hasardeuse. La critique se fait alors généalogie, et elle ne débouche pas sur une cause unique, mais sur un faisceau de besoins, affectifs, sociaux, linguistiques et religieux, qu'il faut démêler. Deux textes des années 1870, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', donnent déjà la mesure de la diversité des volontés investies dans le concept de vérité. == L'utilité sociale de la vérité == Le premier de ces besoins n'est pas théorique, mais social. La vérité a d'abord, chez Nietzsche, une fonction pratique, qui se laisse décrire à plusieurs niveaux. Au plan individuel, mentir coûte plus cher que dire vrai, et il est plus avantageux de se plier à l'hypocrisie générale ; ce que les hommes redoutent, ce n'est pas tant le mensonge que le tort qu'il cause, car « les hommes fuient moins le mensonge que le préjudice causé par le mensonge »<ref>''Vérité et mensonge au sens extra-moral''.</ref>. Aussi ne retient-on, parmi les vérités, que celles qui profitent à la communauté : est tenu pour vrai, à la limite, ce qui n'a pas fait périr le groupe. Il ne s'agit pas encore là d'une théorie générale de la vérité, mais d'une généalogie de sa valeur sociale. Le même mécanisme joue dans les corps savants. Les philosophes eux-mêmes ne laissent affleurer que les vérités que leur milieu autorise : <blockquote>« La logique de leur profession veut qu'ils ne laissent affleurer que certaines vérités : à savoir celles pour lesquelles leur profession a la sanction de la société. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Divagations d'un inactuel », § 42.</ref></blockquote> La règle est générale : toute institution engendre un champ de croyances qui lui sont propres, et plus son autorité est forte, moins elle tolère qu'on les démontre. Les mœurs, les lois, la police assurent la durée d'une certaine évaluation de la réalité, et toute connaissance qui en sort est dite fausse, dangereuse, mauvaise. Ce conformisme grégaire ne suffit pourtant pas à rendre compte de l'idéalisme métaphysique proprement dit, qui demande une analyse plus fine. == Être, devenir et volonté de dépréciation == [[Fichier:Plato Silanion Musei Capitolini MC1377.jpg|vignette|Buste de Platon, copie romaine d'après Silanion. Nietzsche fait du partage platonicien des deux mondes la matrice de la métaphysique.]] Cet idéalisme repose sur une structure que Platon a fixée et que le christianisme a popularisée : le partage de la réalité en deux mondes, dont l'un, sensible et changeant, est tenu pour trompeur, et l'autre, intelligible et stable, pour seul véritable. Nietzsche nomme cette construction l'« arrière-monde » (''Hinterwelt''). Il y reconnaît un jeu d'oppositions tranchées, être et devenir, éternité et temps, vrai et faux, un et multiple, dont les termes sont censés relever de plans hétérogènes, au point que l'un ne saurait naître de l'autre. Et l'opposition qui commande toutes les autres est que ce qui est ne devient pas, et que ce qui devient n'est pas<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Si le vrai est l'être, l'idée, l'intelligible, alors tout ce qui relève du devenir, la naissance, la douleur, le plaisir, la mort, doit être rejeté comme illusoire. Or ce devenir est ce que nous montrent les sens ; les sens deviennent donc les instruments de l'illusion, d'autant plus trompeurs qu'on se fie à eux. Mais, objecte Nietzsche, si nous n'avons aucun accès à un monde supérieur, rien ne devrait nous porter à suspecter nos sens : le monde du devenir devrait au contraire emporter toute notre confiance. C'est donc le soupçon lui-même qu'il faut expliquer. L'explication est que la croyance en un arrière-monde est le symptôme d'une volonté de déprécier le monde sensible. On se venge de la vie en lui opposant la fiction d'une vie « autre » et « meilleure »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Les philosophes momifient ce qui a de la valeur à leurs yeux : ils veulent des concepts éternels, sans devenir donc sans génération ni corruption, donc sans vie ni pathos, ce qui suppose la suppression du corps et des passions et un regard porté sur les choses sous l'angle de l'éternité. Au bout du compte, le monde sensible n'est plus qu'un néant d'être ; et c'est parce que les sens sont d'abord jugés immoraux qu'ils finissent par être condamnés au nom de la connaissance. La haine des sens précède l'invention d'un autre monde. Cette inversion va jusqu'à se donner ses propres critères de vérité. Le sentiment, le plaisir qu'une croyance procure, passe pour la preuve de sa vérité ; mais tout ce qui se trouve ainsi prouvé, en réalité, c'est la force du sentiment, non la justesse de ce qu'on croit. Une vérité, après tout, peut fort bien être ennuyeuse. == Raison, langage et erreur originelle == Comment cette dévalorisation du devenir a-t-elle fini par prendre la forme d'un système ? Nietzsche en cherche la source du côté du langage. Faire l'histoire de nos facultés de connaître, c'est s'apercevoir que leurs catégories sont d'anciennes habitudes grammaticales devenues instinctives, et que la langue, née d'une psychologie rudimentaire, charrie des préjugés tenaces : <blockquote>« Le langage [...] remonte au temps de la forme la plus rudimentaire de psychologie : prendre conscience des conditions premières d'une métaphysique du langage, ou, plus clairement, de la raison, c'est pénétrer dans une mentalité grossièrement fétichiste. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Au cœur de cette métaphysique du langage se loge la croyance en la causalité de la volonté, dont dérivent les grands principes de la raison : l'identité, le moi conçu comme substance, l'idée de cause, la finalité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 17.</ref>. C'est cette grammaire que vise la formule fameuse : <blockquote>« Je crains que nous ne puissions nous débarrasser de Dieu, parce que nous croyons encore à la grammaire. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Le langage n'est pas seulement un piège ; Nietzsche en propose aussi une théorie positive, qui rappelle Épicure. Le langage est une convention naturelle issue des affects, un système de signes qui transpose dans un autre registre les impulsions nerveuses, et il est, en ce sens, foncièrement métaphorique. L'usage ordinaire occulte ce rapport, et les images qu'il véhicule se figent en concepts. Nietzsche suggère, comme Épicure, qu'on pourrait retrouver l'expérience originelle du langage ; mais, à la différence d'Épicure, ce qui se laisse ainsi retrouver n'est pas un rapport de connaissance, c'est un rapport esthétique. De là le privilège du chant : <blockquote>« Dans le chant, l'homme naturel réadapte ses symboles à la plénitude du son [...] : l'essence est à nouveau présentée de façon plus pleine et plus sensible. »<ref>''Fragments posthumes'', I, 1, 3 [16].</ref></blockquote> La plupart de ces erreurs sont consolidées par le langage ; mais Nietzsche met aussi au jour une erreur plus directement morale et théologique, d'un caractère plus originel : la croyance que la volonté agit, qu'elle est une faculté. <blockquote>« À l'origine de tout, l'erreur fatale a été de croire que la volonté est quelque chose qui agit, que la volonté est une faculté. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Les quatre grandes erreurs ».</ref></blockquote> C'est l'erreur du libre arbitre, que Nietzsche analyse dans ce chapitre du ''Crépuscule des idoles'' et dont il fait une invention destinée à rendre les hommes responsables de leurs actes. L'une des origines les plus profondes de la métaphysique apparaît alors comme théologique et morale. Persuadé d'être la cause de ses actes, l'homme se conçoit comme un sujet, un substrat permanent distinct de ce qu'il fait, puis projette cette causalité psychologique sur le monde entier ; de cette projection naissent l'unité, l'identité, la cause, toutes les catégories qui prendront ensuite, dans la métaphysique, leur forme systématique. La grammaire du moi est ainsi devenue la grammaire de l'être. Reste à savoir si le congé donné à l'arrière-monde laisse intacte la distinction du vrai et de l'apparent, ou s'il l'emporte tout entière. == La chute du « monde vrai » == C'est ici que se joue le point le plus subtil, et que la lecture de Michel Haar éclaire de manière particulièrement nette. Le malentendu serait de croire que Nietzsche se contente de renverser Platon, de mettre en haut ce que celui-ci plaçait en bas, en couronnant l'apparence aux dépens de l'être. Ce serait conserver le schéma platonicien, la tête en bas. L'apologue du ''Crépuscule des idoles'', « Comment, pour finir, le "monde vrai" devint une fable », va pourtant plus loin. Lorsque le monde vrai s'évanouit, il n'abandonne pas derrière lui un monde apparent enfin réhabilité ; il emporte aussi ce dernier dans sa chute, car « apparent » ne voulait dire quelque chose que par contraste avec lui : <blockquote>« Avec le monde vrai nous avons aboli aussi le monde des apparences. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable ».</ref></blockquote> La portée de cette phrase est considérable. Ce qui disparaît, ce n'est pas un terme de l'opposition, mais l'opposition elle-même : la différence entre l'être et le paraître, entre la vérité et l'illusion, cette différence que Haar nomme la différence métaphysique. La conséquence, sur laquelle Andreas Urs Sommer a justement attiré l'attention, est que la « simple apparence » ne conserve pas, après cette abolition, le statut qu'elle avait. Elle ne peut plus être l'apparence de quelque chose, puisque ce dont elle était l'apparence a disparu. Le mot lui-même devrait alors perdre son sens. Nietzsche le sait, et il s'en irrite ; il lui arrive de tenir ''Schein'', l'apparence, et ''Erscheinung'', le phénomène, pour des mots « funestes » qui restaurent malgré lui la césure qu'il veut effacer. Il voudrait pouvoir ne plus parler que du « monde », tout court. La difficulté tient à ce que la langue elle-même est tissée de métaphysique, et qu'on ne s'en défait pas par décret. == L'apparence, l'illusion et l'évolution d'une pensée == Une fois le partage des deux mondes dissous, la pensée ne flotte pas dans le vide. Mais il faut prendre garde à ne pas réintroduire, sous une autre forme, l'opposition que Nietzsche veut défaire. Affirmer que « l'apparence est désormais l'unique réalité » serait encore parler le langage des deux mondes, en couronnant simplement l'un des deux. Ce que Nietzsche cherche est plus difficile : penser un monde sans arrière-monde, où le mot d'apparence, s'il se maintient, ne s'oppose plus à une réalité vraie qui serait ailleurs. C'est le versant positif, longtemps sous-estimé, de son entreprise, que Silvia Capodivacca propose de nommer une « métaphysique de l'illusion ». [[Fichier:Arthur Schopenhauer by J Schäfer, 1859b.jpg|vignette|Arthur Schopenhauer en 1859. Le jeune Nietzsche pense d'abord l'apparence dans un cadre encore schopenhauerien.]] L'expression demande toutefois à être maniée avec précaution, car elle pourrait laisser croire à une continuité sans faille là où il y a, en réalité, une transformation profonde. Le jeune Nietzsche de ''La Naissance de la tragédie'' pense déjà l'existence comme apparence, mais dans un cadre encore largement schopenhauerien. L'apparence apollinienne, le beau voile des formes, y est la projection salvatrice d'un fond plus originaire, l'« Un-originaire » (''das Ur-Eine''), le « véritablement étant » dont la souffrance et la contradiction cherchent dans l'illusion leur rédemption. À ce stade, l'apparence demeure une médiation : elle renvoie, par-delà elle-même, à une profondeur métaphysique. Haar a cependant montré que, même là, Nietzsche commence à fausser compagnie à son maître, puisqu'il écrit que la volonté elle-même « appartient à l'apparence » et qu'« il n'y a pas de chemin vers l'Un-originaire », lequel est « tout entier phénomène ». L'apparence cesse d'être le voile d'une essence cachée pour devenir la présentation du dieu même. Le Nietzsche tardif ne se borne donc pas à prolonger ces intuitions de jeunesse : il les retourne, parfois contre leurs propres formulations. L'Un-originaire disparaît ; il ne reste que le jeu des forces et des perspectives. C'est dans ce déplacement que prend tout son sens la thèse, autrement provocante, selon laquelle la vérité n'est pas l'adéquation à un en-soi inexistant, mais une certaine espèce de fiction, celle dont une forme de vie a besoin pour se conserver. Dans une note posthume souvent commentée, Nietzsche écrit que la vérité est l'espèce d'erreur sans laquelle un certain type de vivant ne pourrait vivre, et que c'est sa valeur pour la vie qui en décide. La formule est volontairement déconcertante, mais sa logique est ferme : vérité et illusion ne s'opposent plus comme le réel et l'irréel, elles coexistent au point qu'on ne peut les séparer. Nietzsche le dit ailleurs en propres termes : tenir la vérité pour plus précieuse que l'apparence n'est qu'un préjugé moral, et qui voudrait supprimer le monde apparent supprimerait du même coup sa propre vérité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 34.</ref>. D'où le privilège, mais aussi les limites, de l'artiste. Dans l'aphorisme du ''Gai Savoir'' intitulé « Ce que nous devrions apprendre des artistes »<ref>''Le Gai Savoir'', § 299.</ref>, Nietzsche montre que l'art nous enseigne à donner aux choses une surface, à les cadrer, à les transfigurer, et il ajoute que nous voulons, nous, être les poètes de notre vie jusque dans le plus petit détail. L'artiste sait que son monde est fiction, et c'est pour cela qu'il ne s'y trompe pas. La science, au contraire, prend ses propres fictions, l'identité, la stabilité, les « cas identiques », pour la vérité même, sans se savoir rêveuse ; et la volonté de vérité qui l'anime repose elle-même, Nietzsche y insiste, sur une croyance d'origine presque religieuse<ref>''Le Gai Savoir'', § 344.</ref>. La supériorité reconnue à l'art ne tient donc pas à un quelconque irrationalisme, mais à une lucidité plus haute : l'illusion reconnue comme telle est une illusion devenue consciente d'elle-même, tandis que l'illusion qui s'ignore est l'illusion qui asservit. == Une métaphysique positive ? La volonté de puissance == Vient enfin le concept le plus discuté. Si l'on renonce au partage du réel et de l'apparent, comment nommer ce qui est ? Nietzsche avance alors, avec des degrés variables de prudence, le nom de volonté de puissance. La question de départ se pose ainsi dans toute son acuité, car nommer d'un seul mot ce qu'est tout ce qui est, n'est-ce pas refaire exactement le geste de la métaphysique ? Tout dépend de la manière dont ce nom est avancé, et il faut distinguer les registres. Dans les ouvrages publiés, Nietzsche est prudent. Le passage central, ''Par-delà bien et mal'' § 36, ne proclame pas une ontologie sur le mode dogmatique : il procède par hypothèses emboîtées. À supposer, écrit-il, que rien ne nous soit donné comme réel sinon le monde de nos désirs et de nos passions ; à supposer que l'on puisse y reconduire toute fonction mécanique ; alors on serait fondé à nommer toute force agissante volonté de puissance. Andreas Urs Sommer a souligné le caractère décisif de cette conditionnalisation : la formule publiée relève au moins autant d'un essai d'interprétation, d'une expérimentation philosophique, que d'une affirmation métaphysique directe. C'est dans les fragments posthumes, non dans les livres, que la thèse se durcit jusqu'à énoncer que « l'essence du monde est volonté de puissance », ou que l'apparence elle-même, « la véritable et l'unique réalité des choses », porterait ce nom. Ce décalage de registre appelle une mise au point philologique qu'on ne peut passer sous silence, et qui suppose de distinguer trois choses trop souvent confondues. Il y a d'abord la notion philosophique de volonté de puissance, présente dans les œuvres publiées comme principe d'interprétation du vivant, de la morale et de la connaissance. Il y a ensuite le projet, longtemps caressé puis abandonné, d'un grand livre systématique qui se serait intitulé ''Der Wille zur Macht'' ; les plans en changent au fil des années, et le titre désigne tantôt un concept, tantôt une ambition littéraire jamais réalisée. Il y a enfin le livre apocryphe ''La Volonté de puissance'', compilation établie après l'effondrement de 1889 par Heinrich Köselitz, dit Peter Gast, et par la sœur du philosophe, Elisabeth Förster-Nietzsche, à partir de fragments épars, selon un agencement éditorial qui ne correspond à aucun ouvrage achevé ni validé par Nietzsche. Mazzino Montinari, l'un des éditeurs de l'édition critique, a pu écrire que « la Volonté de puissance n'existe pas ». On ne peut donc fonder une lecture métaphysique de Nietzsche sur ce seul matériau sans rappeler son statut. Cela dit, la notion affleure bel et bien dans les textes publiés, et la philosophie contemporaine de langue anglaise a entrepris de la reconstruire comme une position sérieuse. C'est le travail de Tsarina Doyle, qui lit la volonté de puissance comme une réponse à Kant et comme le fondement d'une pensée de la valeur. Loin de tenir nos valeurs pour de simples projections plaquées sur un monde indifférent, ce que ferait un fictionnalisme à la manière de Hume, Nietzsche les rendrait métaphysiquement continues avec la trame causale du réel : nos valeurs expriment notre degré de puissance, et certaines sont plus objectives que d'autres en ce qu'elles coopèrent mieux avec ce que le monde permet. La volonté de puissance ne serait pas un slogan psychologique, mais une ontologie dispositionnelle, une manière de penser les choses comme des faisceaux de forces et de pouvoirs causaux plutôt que comme des substances inertes. Justin Remhof pousse cette lecture plus loin : Nietzsche serait un « constructiviste » au sujet des objets matériels. Si l'on récuse la chose en soi, comme Nietzsche le fait expressément, alors un objet ne serait, dans cette reconstruction, rien d'autre que la somme de ses effets, unifiés par un concept<ref>KSA 13:14[98].</ref> ; les objets ne préexisteraient pas à nos pratiques, mais viendraient à l'existence par l'application de nos concepts, ce que Remhof rattache à l'idée nietzschéenne que de nouveaux noms suffisent à faire naître de nouvelles choses<ref>''Le Gai Savoir'', § 58.</ref>. Il s'agit là d'une lecture contemporaine très spécialisée, qui prête à Nietzsche davantage qu'il n'expose lui-même dans les œuvres publiées. Que l'on suive ou non Remhof jusqu'au bout, l'enjeu est clair : il ne s'agit plus de prêter à Nietzsche une simple critique, mais une thèse positive sur ce que c'est qu'être un objet. == Le débat des interprètes == Cette reconstruction n'emporte pas l'adhésion de tous, et le désaccord lui-même est instructif, car il dessine plusieurs conceptions de ce que peut être une métaphysique après Nietzsche. Une première tradition, que l'on peut dire déflationniste et qu'illustrent Maudemarie Clark et Brian Leiter, restreint la volonté de puissance à une hypothèse de psychologie humaine et refuse d'y voir une thèse sur la nature du réel ; les passages cosmologiques relèveraient de l'expérimentation plus que d'une position assumée. Une seconde tradition, que l'on pourrait dire robuste, et à laquelle se rattachent John Richardson, Peter Poellner, Richard Schacht, et plus récemment Doyle et Remhof, soutient au contraire que Nietzsche défend bien une ontologie de la puissance, cohérente avec le reste de sa pensée. La querelle ne porte pas seulement sur des textes ; elle porte sur la question de savoir si l'on peut critiquer toute métaphysique sans en présupposer une. Du côté français, Patrick Wotling occupe une position qui met en garde contre l'interprétation ontologique. Hypostasier la pulsion ou la volonté de puissance en structure de l'être, observe-t-il, reviendrait à reconduire la démarche métaphysique que Nietzsche dénonce, et donc à faire échouer son entreprise. La volonté de puissance serait moins le nom de l'être qu'un principe d'interprétation, un instrument de lecture des phénomènes ; et la préoccupation dominante de Nietzsche ne serait ni la volonté de puissance comme locution fondamentale, contre Heidegger, ni les valeurs prises isolément, contre Deleuze et Kaufmann, mais ce qu'il nomme la culture, cette liaison réciproque entre des valeurs et les interprétations qu'elles rendent possibles. C'est par rapport à ces positions que se mesure l'interprétation de Heidegger, qui a fixé les termes du débat pour le vingtième siècle. Pour lui, Nietzsche accomplit la métaphysique au lieu de la dépasser : la volonté de puissance en dirait l'essence (''essentia''), ce qu'est l'étant en son fond, et l'éternel retour l'existence (''existentia''), le mode sur lequel l'étant en totalité existe<ref>''Le Gai Savoir'', § 341, en donne la première formulation.</ref>. En nommant d'un seul mot le caractère de tout ce qui est, Nietzsche referait le geste inaugural de la pensée occidentale, jusqu'à le pousser à son terme. Cette lecture inscrit Nietzsche dans l'accomplissement de la métaphysique moderne de la subjectivité et de la volonté, que Heidegger reliera à l'histoire du nihilisme et de la technique. Haar, qui connaît cette lecture de l'intérieur, en conteste la pièce maîtresse. L'éternel retour, objecte-t-il, ne peut faire fonction de proposition métaphysique, car Nietzsche le formule au conditionnel : non pas « tout revient », posé comme une loi objective de la nature, mais « si tu croyais que tout revient, qu'en résulterait-il pour toi ? ». Haar s'appuie ici surtout sur la première formulation publiée, celle du ''Gai Savoir'' § 341, même si d'autres textes, notamment ''Ainsi parlait Zarathoustra'' et certains fragments, confèrent à l'éternel retour une tonalité plus affirmative. Or aucune métaphysique ne se fonde sur une hypothèse ; elle recherche au contraire l'inconditionné, ce que les Grecs nommaient ''anhypothèton''. À ce titre, l'éternel retour échapperait à la métaphysique. De même, le mot de volonté de puissance ne renverrait pas à une identité ultime, à un fondement, mais à des identités brisées, dispersées, à une pluralité de forces sans unité dernière. Il importe de souligner que ces interprétations, celle de Heidegger comme celle de Haar ou de Wotling, sont des reconstructions, et non la vérité dernière des textes. Chacune choisit, parmi les énoncés de Nietzsche, ceux qu'elle juge décisifs, et compose comme elle peut avec ceux qui la gênent. == Une métaphysique qui s'annule ? == Au terme de ce parcours, faut-il trancher ? Nietzsche est-il en deçà de la métaphysique, encore prisonnier de ses mots, ou au-delà, vers une pensée enfin libérée ? Il faut reconnaître que la question ne reçoit pas de réponse univoque dans les textes, et peut-être n'en reçoit-elle pas dans l'œuvre même. La formule que propose Haar a le mérite de tenir ensemble des textes en tension : il y aurait encore une métaphysique chez Nietzsche, puisqu'il y a bien un nom de l'étant comme tel, le jeu vivant des apparences produites par la volonté de puissance ; mais ce serait une métaphysique qui s'annule elle-même, qui glisse vers l'effacement de toute différence stable. La structure platonicienne, celle qui sépare un étant véritable d'un moindre étant, est bien abolie et non simplement retournée ; reste pourtant le fait de tout ramener à un terme unique, qui appartient encore à la grammaire métaphysique. Nietzsche aura voulu dire le tout, mais d'une parole qui défait aussitôt le tout qu'elle énonce. Cette solution est sans doute la plus satisfaisante pour le lecteur soucieux de cohérence, mais il faut la présenter pour ce qu'elle est : une médiation entre les interprétations rivales, non leur réfutation. Elle ne dispense ni de la lecture déflationniste, qui rappellera que Nietzsche ne tenait peut-être pas tant à ses formules cosmologiques, ni de la lecture robuste, qui insistera sur leur sérieux philosophique, ni de la mise en garde de Wotling contre toute ontologisation. Disons donc que la thèse d'une métaphysique qui se défait permet de tenir ensemble les textes, mais qu'elle n'annule pas les lectures concurrentes : elle en propose un point d'équilibre. On comprend, dès lors, pourquoi cette œuvre nourrit des lectures opposées. Pour qui retient le geste de nomination, Nietzsche est le dernier métaphysicien ; pour qui retient l'annulation, il est le premier des penseurs d'après. Sa philosophie tient peut-être à ce qu'elle interdit de choisir, et nous laisse devant une question que nous n'avons pas fini d'entendre : que demandons-nous, au juste, lorsque nous demandons ce que les choses sont ? == Notes et références == {{references|colonnes=2}} == Bibliographie == === Œuvres de Nietzsche === * Friedrich Nietzsche, ''Humain, trop humain'' (notamment § 1-2, 9, 16, 21), trad. Robert Rovini, Paris, Gallimard, coll. « Folio essais ». * Friedrich Nietzsche, ''La Naissance de la tragédie'', trad. Michel Haar, Philippe Lacoue-Labarthe et Jean-Luc Nancy, Paris, Gallimard, 1977. * Friedrich Nietzsche, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', dans ''Le Livre du philosophe'', trad. Angèle Kremer-Marietti, Paris, Garnier-Flammarion. * Friedrich Nietzsche, ''Le Gai Savoir'' (notamment § 58, 110, 299, 341, 344, 349), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2007. * Friedrich Nietzsche, ''Par-delà bien et mal'' (notamment § 17, 22, 34, 36), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2000. * Friedrich Nietzsche, ''Le Crépuscule des idoles'' (« La "raison" dans la philosophie » ; « Les quatre grandes erreurs » ; « Divagations d'un inactuel » ; « Comment le "monde vrai" devint une fable »), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''L'Antéchrist'' (§ 12), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''Fragments posthumes'', dans ''Sämtliche Werke. Kritische Studienausgabe'' (KSA), éd. Giorgio Colli et Mazzino Montinari, Berlin, de Gruyter, 1980. === La question textuelle === * Mazzino Montinari, ''« La Volonté de puissance » n'existe pas'', éd. Paolo D'Iorio, Paris, Éditions de l'Éclat, 1996. === L'achèvement de la métaphysique : la lecture continentale === * Martin Heidegger, ''Nietzsche'', 2 vol., trad. Pierre Klossowski, Paris, Gallimard, 1971. * Michel Haar, ''Nietzsche et la métaphysique'', Paris, Gallimard, 1993. * Gilles Deleuze, ''Nietzsche et la philosophie'', Paris, Presses universitaires de France, 1962. === Une métaphysique positive ? Les lectures analytiques === * Tsarina Doyle, ''Nietzsche on Epistemology and Metaphysics. The World in View'', Édimbourg, Edinburgh University Press, 2009. * Tsarina Doyle, ''Nietzsche's Metaphysics of the Will to Power. The Possibility of Value'', Cambridge, Cambridge University Press, 2018. * Justin Remhof, ''Nietzsche's Constructivism. A Metaphysics of Material Objects'', New York, Routledge, 2018. * John Richardson, ''Nietzsche's System'', Oxford, Oxford University Press, 1996. * Maudemarie Clark, ''Nietzsche on Truth and Philosophy'', Cambridge, Cambridge University Press, 1990. * Brian Leiter, ''Nietzsche on Morality'', Londres, Routledge, 2002. === Interprétation, valeur et culture === * Patrick Wotling, ''Nietzsche et le problème de la civilisation'', Paris, Presses universitaires de France, 1995. * Patrick Wotling, ''La Philosophie de l'esprit libre. Introduction à Nietzsche'', Paris, Flammarion, 2008. * Patrick Wotling, ''La Pensée du sous-sol. Statut et structure de la psychologie dans la philosophie de Nietzsche'', Paris, Allia, 1999. * Andreas Urs Sommer, ''Kommentar zu Nietzsches Jenseits von Gut und Böse'', Berlin, de Gruyter, 2016. === Apparence, illusion et art === * Silvia Capodivacca, ''What We Should Learn From Artists. Nietzsche's Metaphysics of Illusion'', Milan, Mimesis International, 2022. [[Catégorie:Nietzsche : Introduction à sa philosophie (livre)]] g5oeev3bwxe5sitktwj4doi9z4kmv6h 767468 767467 2026-06-05T04:42:20Z PandaMystique 119061 Ajout de 2 liens (Dictionnaire de philosophie/Autorité, Dictionnaire de philosophie/Croyance) 767468 wikitext text/x-wiki {{Sous-pages}} Nietzsche passe, à juste titre, pour l'un des plus implacables adversaires de la métaphysique. Sa généalogie des concepts d'être, de vérité, de substance et de cause a déstabilisé tout l'édifice de la philosophie première, au point qu'on a pu voir en lui le penseur qui clôt une tradition longue de vingt-cinq siècles. Et pourtant, le même Nietzsche affirme l'éternel retour, récuse le partage du réel et de l'apparent, et avance le nom de « volonté de puissance », dont il lui arrive de faire le nom de tout ce qui est. Heidegger en a tiré la conclusion la plus paradoxale qui soit : Nietzsche, loin d'en finir avec la métaphysique, en serait l'achèvement, « le dernier des métaphysiciens ». Telle est la tension que nous voudrions examiner. On ne saurait toutefois la poser sans avoir d'abord retracé la critique elle-même, dans son détail. Nous suivrons donc deux mouvements. Le premier reconstitue la manière dont Nietzsche met en cause la possibilité de la métaphysique, la valeur sociale de la vérité, le rejet du devenir et le rôle du langage, jusqu'à l'erreur qu'il tient pour la plus originelle. Le second, une fois l'arrière-monde dissous, demande ce qui subsiste, et si la volonté de puissance ne fait pas renaître, sous un autre nom, ce que la critique avait congédié. Disons-le d'emblée, pour écarter un malentendu fréquent : les formules les plus catégoriques, celles où la volonté de puissance devient le nom de l'être ou de la réalité, proviennent surtout des fragments posthumes ; dans les ouvrages publiés, et notamment dans le passage décisif de ''Par-delà bien et mal'' (§ 36), la thèse est avancée de façon nettement plus hypothétique et stratégique. == La possibilité de la métaphysique == On présente souvent la critique nietzschéenne de la métaphysique comme une pure psychologie des profondeurs : il ne s'agirait plus de réfuter des thèses, mais de débusquer les symptômes qui les trahissent, en rapportant par exemple l'idéalisme au ressentiment. L'image a sa part de vérité, mais elle égare si l'on en fait toute la méthode. Car la métaphysique est précisément l'un des domaines où Nietzsche argumente, et serré. Le point de départ est emprunté au scepticisme. Dans le premier chapitre du premier tome de ''[[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Humain, trop humain|Humain, trop humain]]'', Nietzsche invite à prendre au sérieux l'hypothèse sceptique : <blockquote>« Prenons un peu au sérieux le point de départ du scepticisme : à supposer qu'il n'existe pas de monde autre, métaphysique [...], de quel œil verrions-nous les hommes et les choses ? »<ref>''Humain, trop humain'', § 21.</ref></blockquote> La démarche n'a rien d'improvisé : elle s'inscrit dans une tradition sceptique et critique que l'on peut faire remonter à Ænésidème, Hume et Kant. Nietzsche critique vivement ce dernier, mais il tient sa critique de la métaphysique pour un acquis de premier ordre, et il réserve aux sceptiques un éloge rare, eux « le seul type convenable dans toute l'histoire de la philosophie »<ref>''L'Antéchrist'', § 12.</ref>. L'[[Dictionnaire de philosophie/Argument|argument]] tient en peu de mots. Nous n'avons [[Dictionnaire de philosophie/Connaissance|connaissance]] de rien hors de ce que nous percevons ; or ce que nous percevons n'est que devenir, et cette [[Philosophie/Perception|perception]] est elle-même une perspective. Il s'ensuit moins qu'une [[Dictionnaire de philosophie/Vérité|vérité]] absolue nous serait inaccessible que ceci : l'exigence même d'une vérité sans perspective devient suspecte. <blockquote>« Il n'y a pas plus de données éternelles qu'il n'y a de vérités absolues. »<ref>''Humain, trop humain'', § 2.</ref></blockquote> La position de Nietzsche n'est pourtant pas fixée d'emblée, et son évolution mérite attention. Dans ''Humain, trop humain'', fidèle à la prudence sceptique, il n'exclut pas qu'un monde métaphysique existe, ni même qu'il puisse être prouvé : <blockquote>« Il est vrai qu'il pourrait y avoir un monde métaphysique ; la possibilité absolue n'en est guère contestable. »<ref>''Humain, trop humain'', § 9.</ref></blockquote> Plus tard, il durcit cette concession et s'écarte du scepticisme : <blockquote>« Il est absolument impossible de prouver aucune autre sorte de réalité. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 6.</ref></blockquote> Cette affirmation, que l'on peut dire dogmatique, débouche sur une indifférence complète à l'égard d'un autre monde, indifférence qui vaut elle-même réfutation : une idée qui ne sert plus à rien, qui n'engage plus à rien, est par là même congédiée. <blockquote>« Le "monde vrai", une idée qui ne sert plus à rien [...], par conséquent une idée réfutée : abolissons-la. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable », § 5.</ref></blockquote> Ces thèses, Nietzsche le sait, n'ont rien d'original. Ce qui l'intéresse, c'est le pas suivant : non plus constater que l'existence d'un autre monde nous est indifférente, ce que les sceptiques avaient déjà reconnu, mais expliquer pourquoi, malgré une démonstration connue depuis des millénaires, un tel monde a pu être pensé comme autre chose qu'une hypothèse hasardeuse. La critique se fait alors généalogie, et elle ne débouche pas sur une cause unique, mais sur un faisceau de besoins, affectifs, sociaux, linguistiques et religieux, qu'il faut démêler. Deux textes des années 1870, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', donnent déjà la mesure de la diversité des volontés investies dans le concept de vérité. == L'utilité sociale de la vérité == Le premier de ces besoins n'est pas théorique, mais social. La vérité a d'abord, chez Nietzsche, une fonction pratique, qui se laisse décrire à plusieurs niveaux. Au plan individuel, mentir coûte plus cher que dire vrai, et il est plus avantageux de se plier à l'hypocrisie générale ; ce que les hommes redoutent, ce n'est pas tant le mensonge que le tort qu'il cause, car « les hommes fuient moins le mensonge que le préjudice causé par le mensonge »<ref>''Vérité et mensonge au sens extra-moral''.</ref>. Aussi ne retient-on, parmi les vérités, que celles qui profitent à la communauté : est tenu pour vrai, à la limite, ce qui n'a pas fait périr le groupe. Il ne s'agit pas encore là d'une théorie générale de la vérité, mais d'une généalogie de sa valeur sociale. Le même mécanisme joue dans les corps savants. Les philosophes eux-mêmes ne laissent affleurer que les vérités que leur milieu autorise : <blockquote>« La logique de leur profession veut qu'ils ne laissent affleurer que certaines vérités : à savoir celles pour lesquelles leur profession a la sanction de la société. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Divagations d'un inactuel », § 42.</ref></blockquote> La règle est générale : toute institution engendre un champ de [[Dictionnaire de philosophie/Croyance|croyances]] qui lui sont propres, et plus son [[Dictionnaire de philosophie/Autorité|autorité]] est forte, moins elle tolère qu'on les démontre. Les mœurs, les lois, la police assurent la durée d'une certaine évaluation de la réalité, et toute connaissance qui en sort est dite fausse, dangereuse, mauvaise. Ce conformisme grégaire ne suffit pourtant pas à rendre compte de l'idéalisme métaphysique proprement dit, qui demande une analyse plus fine. == Être, devenir et volonté de dépréciation == [[Fichier:Plato Silanion Musei Capitolini MC1377.jpg|vignette|Buste de Platon, copie romaine d'après Silanion. Nietzsche fait du partage platonicien des deux mondes la matrice de la métaphysique.]] Cet idéalisme repose sur une structure que Platon a fixée et que le christianisme a popularisée : le partage de la réalité en deux mondes, dont l'un, sensible et changeant, est tenu pour trompeur, et l'autre, intelligible et stable, pour seul véritable. Nietzsche nomme cette construction l'« arrière-monde » (''Hinterwelt''). Il y reconnaît un jeu d'oppositions tranchées, être et devenir, éternité et temps, vrai et faux, un et multiple, dont les termes sont censés relever de plans hétérogènes, au point que l'un ne saurait naître de l'autre. Et l'opposition qui commande toutes les autres est que ce qui est ne devient pas, et que ce qui devient n'est pas<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Si le vrai est l'être, l'idée, l'intelligible, alors tout ce qui relève du devenir, la naissance, la douleur, le plaisir, la mort, doit être rejeté comme illusoire. Or ce devenir est ce que nous montrent les sens ; les sens deviennent donc les instruments de l'illusion, d'autant plus trompeurs qu'on se fie à eux. Mais, objecte Nietzsche, si nous n'avons aucun accès à un monde supérieur, rien ne devrait nous porter à suspecter nos sens : le monde du devenir devrait au contraire emporter toute notre confiance. C'est donc le soupçon lui-même qu'il faut expliquer. L'explication est que la croyance en un arrière-monde est le symptôme d'une volonté de déprécier le monde sensible. On se venge de la vie en lui opposant la fiction d'une vie « autre » et « meilleure »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Les philosophes momifient ce qui a de la valeur à leurs yeux : ils veulent des concepts éternels, sans devenir donc sans génération ni corruption, donc sans vie ni pathos, ce qui suppose la suppression du corps et des passions et un regard porté sur les choses sous l'angle de l'éternité. Au bout du compte, le monde sensible n'est plus qu'un néant d'être ; et c'est parce que les sens sont d'abord jugés immoraux qu'ils finissent par être condamnés au nom de la connaissance. La haine des sens précède l'invention d'un autre monde. Cette inversion va jusqu'à se donner ses propres critères de vérité. Le sentiment, le plaisir qu'une croyance procure, passe pour la preuve de sa vérité ; mais tout ce qui se trouve ainsi prouvé, en réalité, c'est la force du sentiment, non la justesse de ce qu'on croit. Une vérité, après tout, peut fort bien être ennuyeuse. == Raison, langage et erreur originelle == Comment cette dévalorisation du devenir a-t-elle fini par prendre la forme d'un système ? Nietzsche en cherche la source du côté du langage. Faire l'histoire de nos facultés de connaître, c'est s'apercevoir que leurs catégories sont d'anciennes habitudes grammaticales devenues instinctives, et que la langue, née d'une psychologie rudimentaire, charrie des préjugés tenaces : <blockquote>« Le langage [...] remonte au temps de la forme la plus rudimentaire de psychologie : prendre conscience des conditions premières d'une métaphysique du langage, ou, plus clairement, de la raison, c'est pénétrer dans une mentalité grossièrement fétichiste. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Au cœur de cette métaphysique du langage se loge la croyance en la causalité de la volonté, dont dérivent les grands principes de la raison : l'identité, le moi conçu comme substance, l'idée de cause, la finalité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 17.</ref>. C'est cette grammaire que vise la formule fameuse : <blockquote>« Je crains que nous ne puissions nous débarrasser de Dieu, parce que nous croyons encore à la grammaire. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Le langage n'est pas seulement un piège ; Nietzsche en propose aussi une théorie positive, qui rappelle Épicure. Le langage est une convention naturelle issue des affects, un système de signes qui transpose dans un autre registre les impulsions nerveuses, et il est, en ce sens, foncièrement métaphorique. L'usage ordinaire occulte ce rapport, et les images qu'il véhicule se figent en concepts. Nietzsche suggère, comme Épicure, qu'on pourrait retrouver l'expérience originelle du langage ; mais, à la différence d'Épicure, ce qui se laisse ainsi retrouver n'est pas un rapport de connaissance, c'est un rapport esthétique. De là le privilège du chant : <blockquote>« Dans le chant, l'homme naturel réadapte ses symboles à la plénitude du son [...] : l'essence est à nouveau présentée de façon plus pleine et plus sensible. »<ref>''Fragments posthumes'', I, 1, 3 [16].</ref></blockquote> La plupart de ces erreurs sont consolidées par le langage ; mais Nietzsche met aussi au jour une erreur plus directement morale et théologique, d'un caractère plus originel : la croyance que la volonté agit, qu'elle est une faculté. <blockquote>« À l'origine de tout, l'erreur fatale a été de croire que la volonté est quelque chose qui agit, que la volonté est une faculté. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Les quatre grandes erreurs ».</ref></blockquote> C'est l'erreur du libre arbitre, que Nietzsche analyse dans ce chapitre du ''Crépuscule des idoles'' et dont il fait une invention destinée à rendre les hommes responsables de leurs actes. L'une des origines les plus profondes de la métaphysique apparaît alors comme théologique et morale. Persuadé d'être la cause de ses actes, l'homme se conçoit comme un sujet, un substrat permanent distinct de ce qu'il fait, puis projette cette causalité psychologique sur le monde entier ; de cette projection naissent l'unité, l'identité, la cause, toutes les catégories qui prendront ensuite, dans la métaphysique, leur forme systématique. La grammaire du moi est ainsi devenue la grammaire de l'être. Reste à savoir si le congé donné à l'arrière-monde laisse intacte la distinction du vrai et de l'apparent, ou s'il l'emporte tout entière. == La chute du « monde vrai » == C'est ici que se joue le point le plus subtil, et que la lecture de Michel Haar éclaire de manière particulièrement nette. Le malentendu serait de croire que Nietzsche se contente de renverser Platon, de mettre en haut ce que celui-ci plaçait en bas, en couronnant l'apparence aux dépens de l'être. Ce serait conserver le schéma platonicien, la tête en bas. L'apologue du ''Crépuscule des idoles'', « Comment, pour finir, le "monde vrai" devint une fable », va pourtant plus loin. Lorsque le monde vrai s'évanouit, il n'abandonne pas derrière lui un monde apparent enfin réhabilité ; il emporte aussi ce dernier dans sa chute, car « apparent » ne voulait dire quelque chose que par contraste avec lui : <blockquote>« Avec le monde vrai nous avons aboli aussi le monde des apparences. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable ».</ref></blockquote> La portée de cette phrase est considérable. Ce qui disparaît, ce n'est pas un terme de l'opposition, mais l'opposition elle-même : la différence entre l'être et le paraître, entre la vérité et l'illusion, cette différence que Haar nomme la différence métaphysique. La conséquence, sur laquelle Andreas Urs Sommer a justement attiré l'attention, est que la « simple apparence » ne conserve pas, après cette abolition, le statut qu'elle avait. Elle ne peut plus être l'apparence de quelque chose, puisque ce dont elle était l'apparence a disparu. Le mot lui-même devrait alors perdre son sens. Nietzsche le sait, et il s'en irrite ; il lui arrive de tenir ''Schein'', l'apparence, et ''Erscheinung'', le phénomène, pour des mots « funestes » qui restaurent malgré lui la césure qu'il veut effacer. Il voudrait pouvoir ne plus parler que du « monde », tout court. La difficulté tient à ce que la langue elle-même est tissée de métaphysique, et qu'on ne s'en défait pas par décret. == L'apparence, l'illusion et l'évolution d'une pensée == Une fois le partage des deux mondes dissous, la pensée ne flotte pas dans le vide. Mais il faut prendre garde à ne pas réintroduire, sous une autre forme, l'opposition que Nietzsche veut défaire. Affirmer que « l'apparence est désormais l'unique réalité » serait encore parler le langage des deux mondes, en couronnant simplement l'un des deux. Ce que Nietzsche cherche est plus difficile : penser un monde sans arrière-monde, où le mot d'apparence, s'il se maintient, ne s'oppose plus à une réalité vraie qui serait ailleurs. C'est le versant positif, longtemps sous-estimé, de son entreprise, que Silvia Capodivacca propose de nommer une « métaphysique de l'illusion ». [[Fichier:Arthur Schopenhauer by J Schäfer, 1859b.jpg|vignette|Arthur Schopenhauer en 1859. Le jeune Nietzsche pense d'abord l'apparence dans un cadre encore schopenhauerien.]] L'expression demande toutefois à être maniée avec précaution, car elle pourrait laisser croire à une continuité sans faille là où il y a, en réalité, une transformation profonde. Le jeune Nietzsche de ''La Naissance de la tragédie'' pense déjà l'existence comme apparence, mais dans un cadre encore largement schopenhauerien. L'apparence apollinienne, le beau voile des formes, y est la projection salvatrice d'un fond plus originaire, l'« Un-originaire » (''das Ur-Eine''), le « véritablement étant » dont la souffrance et la contradiction cherchent dans l'illusion leur rédemption. À ce stade, l'apparence demeure une médiation : elle renvoie, par-delà elle-même, à une profondeur métaphysique. Haar a cependant montré que, même là, Nietzsche commence à fausser compagnie à son maître, puisqu'il écrit que la volonté elle-même « appartient à l'apparence » et qu'« il n'y a pas de chemin vers l'Un-originaire », lequel est « tout entier phénomène ». L'apparence cesse d'être le voile d'une essence cachée pour devenir la présentation du dieu même. Le Nietzsche tardif ne se borne donc pas à prolonger ces intuitions de jeunesse : il les retourne, parfois contre leurs propres formulations. L'Un-originaire disparaît ; il ne reste que le jeu des forces et des perspectives. C'est dans ce déplacement que prend tout son sens la thèse, autrement provocante, selon laquelle la vérité n'est pas l'adéquation à un en-soi inexistant, mais une certaine espèce de fiction, celle dont une forme de vie a besoin pour se conserver. Dans une note posthume souvent commentée, Nietzsche écrit que la vérité est l'espèce d'erreur sans laquelle un certain type de vivant ne pourrait vivre, et que c'est sa valeur pour la vie qui en décide. La formule est volontairement déconcertante, mais sa logique est ferme : vérité et illusion ne s'opposent plus comme le réel et l'irréel, elles coexistent au point qu'on ne peut les séparer. Nietzsche le dit ailleurs en propres termes : tenir la vérité pour plus précieuse que l'apparence n'est qu'un préjugé moral, et qui voudrait supprimer le monde apparent supprimerait du même coup sa propre vérité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 34.</ref>. D'où le privilège, mais aussi les limites, de l'artiste. Dans l'aphorisme du ''Gai Savoir'' intitulé « Ce que nous devrions apprendre des artistes »<ref>''Le Gai Savoir'', § 299.</ref>, Nietzsche montre que l'art nous enseigne à donner aux choses une surface, à les cadrer, à les transfigurer, et il ajoute que nous voulons, nous, être les poètes de notre vie jusque dans le plus petit détail. L'artiste sait que son monde est fiction, et c'est pour cela qu'il ne s'y trompe pas. La science, au contraire, prend ses propres fictions, l'identité, la stabilité, les « cas identiques », pour la vérité même, sans se savoir rêveuse ; et la volonté de vérité qui l'anime repose elle-même, Nietzsche y insiste, sur une croyance d'origine presque religieuse<ref>''Le Gai Savoir'', § 344.</ref>. La supériorité reconnue à l'art ne tient donc pas à un quelconque irrationalisme, mais à une lucidité plus haute : l'illusion reconnue comme telle est une illusion devenue consciente d'elle-même, tandis que l'illusion qui s'ignore est l'illusion qui asservit. == Une métaphysique positive ? La volonté de puissance == Vient enfin le concept le plus discuté. Si l'on renonce au partage du réel et de l'apparent, comment nommer ce qui est ? Nietzsche avance alors, avec des degrés variables de prudence, le nom de volonté de puissance. La question de départ se pose ainsi dans toute son acuité, car nommer d'un seul mot ce qu'est tout ce qui est, n'est-ce pas refaire exactement le geste de la métaphysique ? Tout dépend de la manière dont ce nom est avancé, et il faut distinguer les registres. Dans les ouvrages publiés, Nietzsche est prudent. Le passage central, ''Par-delà bien et mal'' § 36, ne proclame pas une ontologie sur le mode dogmatique : il procède par hypothèses emboîtées. À supposer, écrit-il, que rien ne nous soit donné comme réel sinon le monde de nos désirs et de nos passions ; à supposer que l'on puisse y reconduire toute fonction mécanique ; alors on serait fondé à nommer toute force agissante volonté de puissance. Andreas Urs Sommer a souligné le caractère décisif de cette conditionnalisation : la formule publiée relève au moins autant d'un essai d'interprétation, d'une expérimentation philosophique, que d'une affirmation métaphysique directe. C'est dans les fragments posthumes, non dans les livres, que la thèse se durcit jusqu'à énoncer que « l'essence du monde est volonté de puissance », ou que l'apparence elle-même, « la véritable et l'unique réalité des choses », porterait ce nom. Ce décalage de registre appelle une mise au point philologique qu'on ne peut passer sous silence, et qui suppose de distinguer trois choses trop souvent confondues. Il y a d'abord la notion philosophique de volonté de puissance, présente dans les œuvres publiées comme principe d'interprétation du vivant, de la morale et de la connaissance. Il y a ensuite le projet, longtemps caressé puis abandonné, d'un grand livre systématique qui se serait intitulé ''Der Wille zur Macht'' ; les plans en changent au fil des années, et le titre désigne tantôt un concept, tantôt une ambition littéraire jamais réalisée. Il y a enfin le livre apocryphe ''La Volonté de puissance'', compilation établie après l'effondrement de 1889 par Heinrich Köselitz, dit Peter Gast, et par la sœur du philosophe, Elisabeth Förster-Nietzsche, à partir de fragments épars, selon un agencement éditorial qui ne correspond à aucun ouvrage achevé ni validé par Nietzsche. Mazzino Montinari, l'un des éditeurs de l'édition critique, a pu écrire que « la Volonté de puissance n'existe pas ». On ne peut donc fonder une lecture métaphysique de Nietzsche sur ce seul matériau sans rappeler son statut. Cela dit, la notion affleure bel et bien dans les textes publiés, et la philosophie contemporaine de langue anglaise a entrepris de la reconstruire comme une position sérieuse. C'est le travail de Tsarina Doyle, qui lit la volonté de puissance comme une réponse à Kant et comme le fondement d'une pensée de la valeur. Loin de tenir nos valeurs pour de simples projections plaquées sur un monde indifférent, ce que ferait un fictionnalisme à la manière de Hume, Nietzsche les rendrait métaphysiquement continues avec la trame causale du réel : nos valeurs expriment notre degré de puissance, et certaines sont plus objectives que d'autres en ce qu'elles coopèrent mieux avec ce que le monde permet. La volonté de puissance ne serait pas un slogan psychologique, mais une ontologie dispositionnelle, une manière de penser les choses comme des faisceaux de forces et de pouvoirs causaux plutôt que comme des substances inertes. Justin Remhof pousse cette lecture plus loin : Nietzsche serait un « constructiviste » au sujet des objets matériels. Si l'on récuse la chose en soi, comme Nietzsche le fait expressément, alors un objet ne serait, dans cette reconstruction, rien d'autre que la somme de ses effets, unifiés par un concept<ref>KSA 13:14[98].</ref> ; les objets ne préexisteraient pas à nos pratiques, mais viendraient à l'existence par l'application de nos concepts, ce que Remhof rattache à l'idée nietzschéenne que de nouveaux noms suffisent à faire naître de nouvelles choses<ref>''Le Gai Savoir'', § 58.</ref>. Il s'agit là d'une lecture contemporaine très spécialisée, qui prête à Nietzsche davantage qu'il n'expose lui-même dans les œuvres publiées. Que l'on suive ou non Remhof jusqu'au bout, l'enjeu est clair : il ne s'agit plus de prêter à Nietzsche une simple critique, mais une thèse positive sur ce que c'est qu'être un objet. == Le débat des interprètes == Cette reconstruction n'emporte pas l'adhésion de tous, et le désaccord lui-même est instructif, car il dessine plusieurs conceptions de ce que peut être une métaphysique après Nietzsche. Une première tradition, que l'on peut dire déflationniste et qu'illustrent Maudemarie Clark et Brian Leiter, restreint la volonté de puissance à une hypothèse de psychologie humaine et refuse d'y voir une thèse sur la nature du réel ; les passages cosmologiques relèveraient de l'expérimentation plus que d'une position assumée. Une seconde tradition, que l'on pourrait dire robuste, et à laquelle se rattachent John Richardson, Peter Poellner, Richard Schacht, et plus récemment Doyle et Remhof, soutient au contraire que Nietzsche défend bien une ontologie de la puissance, cohérente avec le reste de sa pensée. La querelle ne porte pas seulement sur des textes ; elle porte sur la question de savoir si l'on peut critiquer toute métaphysique sans en présupposer une. Du côté français, Patrick Wotling occupe une position qui met en garde contre l'interprétation ontologique. Hypostasier la pulsion ou la volonté de puissance en structure de l'être, observe-t-il, reviendrait à reconduire la démarche métaphysique que Nietzsche dénonce, et donc à faire échouer son entreprise. La volonté de puissance serait moins le nom de l'être qu'un principe d'interprétation, un instrument de lecture des phénomènes ; et la préoccupation dominante de Nietzsche ne serait ni la volonté de puissance comme locution fondamentale, contre Heidegger, ni les valeurs prises isolément, contre Deleuze et Kaufmann, mais ce qu'il nomme la culture, cette liaison réciproque entre des valeurs et les interprétations qu'elles rendent possibles. C'est par rapport à ces positions que se mesure l'interprétation de Heidegger, qui a fixé les termes du débat pour le vingtième siècle. Pour lui, Nietzsche accomplit la métaphysique au lieu de la dépasser : la volonté de puissance en dirait l'essence (''essentia''), ce qu'est l'étant en son fond, et l'éternel retour l'existence (''existentia''), le mode sur lequel l'étant en totalité existe<ref>''Le Gai Savoir'', § 341, en donne la première formulation.</ref>. En nommant d'un seul mot le caractère de tout ce qui est, Nietzsche referait le geste inaugural de la pensée occidentale, jusqu'à le pousser à son terme. Cette lecture inscrit Nietzsche dans l'accomplissement de la métaphysique moderne de la subjectivité et de la volonté, que Heidegger reliera à l'histoire du nihilisme et de la technique. Haar, qui connaît cette lecture de l'intérieur, en conteste la pièce maîtresse. L'éternel retour, objecte-t-il, ne peut faire fonction de proposition métaphysique, car Nietzsche le formule au conditionnel : non pas « tout revient », posé comme une loi objective de la nature, mais « si tu croyais que tout revient, qu'en résulterait-il pour toi ? ». Haar s'appuie ici surtout sur la première formulation publiée, celle du ''Gai Savoir'' § 341, même si d'autres textes, notamment ''Ainsi parlait Zarathoustra'' et certains fragments, confèrent à l'éternel retour une tonalité plus affirmative. Or aucune métaphysique ne se fonde sur une hypothèse ; elle recherche au contraire l'inconditionné, ce que les Grecs nommaient ''anhypothèton''. À ce titre, l'éternel retour échapperait à la métaphysique. De même, le mot de volonté de puissance ne renverrait pas à une identité ultime, à un fondement, mais à des identités brisées, dispersées, à une pluralité de forces sans unité dernière. Il importe de souligner que ces interprétations, celle de Heidegger comme celle de Haar ou de Wotling, sont des reconstructions, et non la vérité dernière des textes. Chacune choisit, parmi les énoncés de Nietzsche, ceux qu'elle juge décisifs, et compose comme elle peut avec ceux qui la gênent. == Une métaphysique qui s'annule ? == Au terme de ce parcours, faut-il trancher ? Nietzsche est-il en deçà de la métaphysique, encore prisonnier de ses mots, ou au-delà, vers une pensée enfin libérée ? Il faut reconnaître que la question ne reçoit pas de réponse univoque dans les textes, et peut-être n'en reçoit-elle pas dans l'œuvre même. La formule que propose Haar a le mérite de tenir ensemble des textes en tension : il y aurait encore une métaphysique chez Nietzsche, puisqu'il y a bien un nom de l'étant comme tel, le jeu vivant des apparences produites par la volonté de puissance ; mais ce serait une métaphysique qui s'annule elle-même, qui glisse vers l'effacement de toute différence stable. La structure platonicienne, celle qui sépare un étant véritable d'un moindre étant, est bien abolie et non simplement retournée ; reste pourtant le fait de tout ramener à un terme unique, qui appartient encore à la grammaire métaphysique. Nietzsche aura voulu dire le tout, mais d'une parole qui défait aussitôt le tout qu'elle énonce. Cette solution est sans doute la plus satisfaisante pour le lecteur soucieux de cohérence, mais il faut la présenter pour ce qu'elle est : une médiation entre les interprétations rivales, non leur réfutation. Elle ne dispense ni de la lecture déflationniste, qui rappellera que Nietzsche ne tenait peut-être pas tant à ses formules cosmologiques, ni de la lecture robuste, qui insistera sur leur sérieux philosophique, ni de la mise en garde de Wotling contre toute ontologisation. Disons donc que la thèse d'une métaphysique qui se défait permet de tenir ensemble les textes, mais qu'elle n'annule pas les lectures concurrentes : elle en propose un point d'équilibre. On comprend, dès lors, pourquoi cette œuvre nourrit des lectures opposées. Pour qui retient le geste de nomination, Nietzsche est le dernier métaphysicien ; pour qui retient l'annulation, il est le premier des penseurs d'après. Sa philosophie tient peut-être à ce qu'elle interdit de choisir, et nous laisse devant une question que nous n'avons pas fini d'entendre : que demandons-nous, au juste, lorsque nous demandons ce que les choses sont ? == Notes et références == {{references|colonnes=2}} == Bibliographie == === Œuvres de Nietzsche === * Friedrich Nietzsche, ''Humain, trop humain'' (notamment § 1-2, 9, 16, 21), trad. Robert Rovini, Paris, Gallimard, coll. « Folio essais ». * Friedrich Nietzsche, ''La Naissance de la tragédie'', trad. Michel Haar, Philippe Lacoue-Labarthe et Jean-Luc Nancy, Paris, Gallimard, 1977. * Friedrich Nietzsche, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', dans ''Le Livre du philosophe'', trad. Angèle Kremer-Marietti, Paris, Garnier-Flammarion. * Friedrich Nietzsche, ''Le Gai Savoir'' (notamment § 58, 110, 299, 341, 344, 349), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2007. * Friedrich Nietzsche, ''Par-delà bien et mal'' (notamment § 17, 22, 34, 36), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2000. * Friedrich Nietzsche, ''Le Crépuscule des idoles'' (« La "raison" dans la philosophie » ; « Les quatre grandes erreurs » ; « Divagations d'un inactuel » ; « Comment le "monde vrai" devint une fable »), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''L'Antéchrist'' (§ 12), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''Fragments posthumes'', dans ''Sämtliche Werke. Kritische Studienausgabe'' (KSA), éd. Giorgio Colli et Mazzino Montinari, Berlin, de Gruyter, 1980. === La question textuelle === * Mazzino Montinari, ''« La Volonté de puissance » n'existe pas'', éd. Paolo D'Iorio, Paris, Éditions de l'Éclat, 1996. === L'achèvement de la métaphysique : la lecture continentale === * Martin Heidegger, ''Nietzsche'', 2 vol., trad. Pierre Klossowski, Paris, Gallimard, 1971. * Michel Haar, ''Nietzsche et la métaphysique'', Paris, Gallimard, 1993. * Gilles Deleuze, ''Nietzsche et la philosophie'', Paris, Presses universitaires de France, 1962. === Une métaphysique positive ? Les lectures analytiques === * Tsarina Doyle, ''Nietzsche on Epistemology and Metaphysics. The World in View'', Édimbourg, Edinburgh University Press, 2009. * Tsarina Doyle, ''Nietzsche's Metaphysics of the Will to Power. The Possibility of Value'', Cambridge, Cambridge University Press, 2018. * Justin Remhof, ''Nietzsche's Constructivism. A Metaphysics of Material Objects'', New York, Routledge, 2018. * John Richardson, ''Nietzsche's System'', Oxford, Oxford University Press, 1996. * Maudemarie Clark, ''Nietzsche on Truth and Philosophy'', Cambridge, Cambridge University Press, 1990. * Brian Leiter, ''Nietzsche on Morality'', Londres, Routledge, 2002. === Interprétation, valeur et culture === * Patrick Wotling, ''Nietzsche et le problème de la civilisation'', Paris, Presses universitaires de France, 1995. * Patrick Wotling, ''La Philosophie de l'esprit libre. Introduction à Nietzsche'', Paris, Flammarion, 2008. * Patrick Wotling, ''La Pensée du sous-sol. Statut et structure de la psychologie dans la philosophie de Nietzsche'', Paris, Allia, 1999. * Andreas Urs Sommer, ''Kommentar zu Nietzsches Jenseits von Gut und Böse'', Berlin, de Gruyter, 2016. === Apparence, illusion et art === * Silvia Capodivacca, ''What We Should Learn From Artists. Nietzsche's Metaphysics of Illusion'', Milan, Mimesis International, 2022. [[Catégorie:Nietzsche : Introduction à sa philosophie (livre)]] gc4zm3kq86xh1653feo9sowdbpo820p 767470 767468 2026-06-05T05:11:01Z PandaMystique 119061 /* Modification via Scriptorium */ 767470 wikitext text/x-wiki {{Sous-pages}} Nietzsche passe, à juste titre, pour l'un des plus implacables adversaires de la métaphysique. Sa généalogie des concepts d'être, de vérité, de substance et de cause a déstabilisé tout l'édifice de la philosophie première, au point qu'on a pu voir en lui le penseur qui clôt une tradition longue de vingt-cinq siècles. Et pourtant, le même Nietzsche affirme l'éternel retour, récuse le partage du réel et de l'apparent, et avance le nom de « volonté de puissance », dont il lui arrive de faire le nom de tout ce qui est. Heidegger en a tiré la conclusion la plus paradoxale qui soit : Nietzsche, loin d'en finir avec la métaphysique, en serait l'achèvement, « le dernier des métaphysiciens ». Telle est la tension que nous voudrions examiner. On ne saurait toutefois la poser sans avoir d'abord retracé la critique elle-même, dans son détail. Nous suivrons donc deux mouvements. Le premier reconstitue la manière dont Nietzsche met en cause la possibilité de la métaphysique, la valeur sociale de la vérité, le rejet du devenir et le rôle du langage, jusqu'à l'erreur qu'il tient pour la plus originelle. Le second, une fois l'arrière-monde dissous, demande ce qui subsiste, et si la volonté de puissance ne fait pas renaître, sous un autre nom, ce que la critique avait congédié. Disons-le d'emblée, pour écarter un malentendu fréquent : les formules les plus catégoriques, celles où la volonté de puissance devient le nom de l'être ou de la réalité, proviennent surtout des fragments posthumes ; dans les ouvrages publiés, et notamment dans le passage décisif de ''Par-delà bien et mal'' (§ 36), la thèse est avancée de façon nettement plus hypothétique et stratégique. == La possibilité de la métaphysique == On présente souvent la critique nietzschéenne de la métaphysique comme une pure psychologie des profondeurs : il ne s'agirait plus de réfuter des thèses, mais de débusquer les symptômes qui les trahissent, en rapportant par exemple l'idéalisme au ressentiment. L'image a sa part de vérité, mais elle égare si l'on en fait toute la méthode. Car la métaphysique est précisément l'un des domaines où Nietzsche argumente, et serré. Le point de départ est emprunté au scepticisme. Dans le premier chapitre du premier tome de ''[[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Humain, trop humain|Humain, trop humain]]'', Nietzsche invite à prendre au sérieux l'hypothèse sceptique : <blockquote>« Prenons un peu au sérieux le point de départ du scepticisme : à supposer qu'il n'existe pas de monde autre, métaphysique [...], de quel œil verrions-nous les hommes et les choses ? »<ref>''Humain, trop humain'', § 21.</ref></blockquote> La démarche n'a rien d'improvisé : elle s'inscrit dans une tradition sceptique et critique que l'on peut faire remonter entre autres à Ænésidème, et représentée, avec les précautions qui s'imposent, dans la philosophie moderne par Hume et Kant. Nietzsche critique vivement ce dernier, mais il tient sa critique de la métaphysique pour un acquis de premier ordre, et plus généralement il réserve aux sceptiques un éloge rare, eux « le seul type convenable dans toute l'histoire de la philosophie »<ref>''L'Antéchrist'', § 12.</ref>. L'[[Dictionnaire de philosophie/Argument|argument]] tient en peu de mots. Nous n'avons [[Dictionnaire de philosophie/Connaissance|connaissance]] de rien hors de ce que nous percevons ; or ce que nous percevons n'est que devenir, et cette [[Philosophie/Perception|perception]] est elle-même une perspective. Il s'ensuit moins qu'une [[Dictionnaire de philosophie/Vérité|vérité]] absolue nous serait inaccessible que ceci : l'exigence même d'une vérité sans perspective devient suspecte. La position de Nietzsche n'est pourtant pas fixée d'emblée, et son évolution mérite attention. Dans ''Humain, trop humain'', fidèle à la prudence sceptique, il n'exclut pas qu'un monde métaphysique existe, ni même qu'il puisse être prouvé : <blockquote>« Il est vrai qu'il pourrait y avoir un monde métaphysique ; la possibilité absolue n'en est guère contestable. »<ref>''Humain, trop humain'', § 9.</ref></blockquote> Dans le même livre, cependant, sa pensée hésite : <blockquote>« Il n'y a pas plus de données éternelles qu'il n'y a de vérités absolues. »<ref>''Humain, trop humain'', § 2.</ref></blockquote> Mais plus tard, bien que pas si éloigné de ses thèses de départ, il durcit cette concession et s'écarte du scepticisme sur la question de la preuve : <blockquote>« Il est absolument impossible de prouver aucune autre sorte de réalité. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 6.</ref></blockquote> Cette affirmation est plus tranchée, on peut la dire dogmatique, parce qu'elle débouche sur une indifférence complète à l'égard d'un autre monde, indifférence qui vaut elle-même réfutation : une idée qui ne sert plus à rien, qui n'engage plus à rien, est par là même congédiée. <blockquote>« Le "monde vrai", une idée qui ne sert plus à rien [...], par conséquent une idée réfutée : abolissons-la. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable », § 5.</ref></blockquote> Ces thèses, Nietzsche le sait, n'ont rien d'original. Ce qui l'intéresse, c'est le pas suivant : non plus constater que l'existence d'un autre monde nous est indifférente, ce que les sceptiques avaient déjà reconnu, mais expliquer pourquoi, malgré une démonstration connue depuis des millénaires, un tel monde a pu être pensé comme autre chose qu'une hypothèse hasardeuse. La critique se fait alors généalogie, et elle ne débouche pas sur une cause unique, mais sur un faisceau de besoins, affectifs, sociaux, linguistiques et religieux, qu'il faut démêler. Deux textes des années 1870, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', donnent déjà la mesure de la diversité des volontés investies dans le concept de vérité. == L'utilité sociale de la vérité == Le premier de ces besoins n'est pas théorique, mais social. La vérité a d'abord, chez Nietzsche, une fonction pratique, qui se laisse décrire à plusieurs niveaux. Au plan individuel, mentir coûte plus cher que dire vrai, et il est plus avantageux de se plier à l'hypocrisie générale ; ce que les hommes redoutent, ce n'est pas tant le mensonge que le tort qu'il cause, car « les hommes fuient moins le mensonge que le préjudice causé par le mensonge »<ref>''Vérité et mensonge au sens extra-moral''.</ref>. Aussi ne retient-on, parmi les vérités, que celles qui profitent à la communauté : est tenu pour vrai, à la limite, ce qui n'a pas fait périr le groupe. Il ne s'agit pas encore là d'une théorie générale de la vérité, mais d'une généalogie de sa valeur sociale. Le même mécanisme joue dans les corps savants. Les philosophes eux-mêmes ne laissent affleurer que les vérités que leur milieu autorise : <blockquote>« La logique de leur profession veut qu'ils ne laissent affleurer que certaines vérités : à savoir celles pour lesquelles leur profession a la sanction de la société. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Divagations d'un inactuel », § 42.</ref></blockquote> La règle est générale : toute institution engendre un champ de [[Dictionnaire de philosophie/Croyance|croyances]] qui lui sont propres, et plus son [[Dictionnaire de philosophie/Autorité|autorité]] est forte, moins elle tolère qu'on les démontre. Les mœurs, les lois, la police assurent la durée d'une certaine évaluation de la réalité, et toute connaissance qui en sort est dite fausse, dangereuse, mauvaise. Ce conformisme grégaire ne suffit pourtant pas à rendre compte de l'idéalisme métaphysique proprement dit, qui demande une analyse plus fine. == Être, devenir et volonté de dépréciation == [[Fichier:Plato Silanion Musei Capitolini MC1377.jpg|vignette|Buste de Platon, copie romaine d'après Silanion. Nietzsche fait du partage platonicien des deux mondes la matrice de la métaphysique.]] Cet idéalisme repose sur une structure que Platon a fixée et que le christianisme a popularisée : le partage de la réalité en deux mondes, dont l'un, sensible et changeant, est tenu pour trompeur, et l'autre, intelligible et stable, pour seul véritable. Nietzsche nomme cette construction l'« arrière-monde » (''Hinterwelt''). Il y reconnaît un jeu d'oppositions tranchées, être et devenir, éternité et temps, vrai et faux, un et multiple, dont les termes sont censés relever de plans hétérogènes, au point que l'un ne saurait naître de l'autre. Et l'opposition qui commande toutes les autres est que ce qui est ne devient pas, et que ce qui devient n'est pas<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Si le vrai est l'être, l'idée, l'intelligible, alors tout ce qui relève du devenir, la naissance, la douleur, le plaisir, la mort, doit être rejeté comme illusoire. Or ce devenir est ce que nous montrent les sens ; les sens deviennent donc les instruments de l'illusion, d'autant plus trompeurs qu'on se fie à eux. Mais, objecte Nietzsche, si nous n'avons aucun accès à un monde supérieur, rien ne devrait nous porter à suspecter nos sens : le monde du devenir devrait au contraire emporter toute notre confiance. C'est donc le soupçon lui-même qu'il faut expliquer. L'explication est que la croyance en un arrière-monde est le symptôme d'une volonté de déprécier le monde sensible. On se venge de la vie en lui opposant la fiction d'une vie « autre » et « meilleure »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie ».</ref>. Les philosophes momifient ce qui a de la valeur à leurs yeux : ils veulent des concepts éternels, sans devenir donc sans génération ni corruption, donc sans vie ni pathos, ce qui suppose la suppression du corps et des passions et un regard porté sur les choses sous l'angle de l'éternité. Au bout du compte, le monde sensible n'est plus qu'un néant d'être ; et c'est parce que les sens sont d'abord jugés immoraux qu'ils finissent par être condamnés au nom de la connaissance. La haine des sens précède l'invention d'un autre monde. Cette inversion va jusqu'à se donner ses propres critères de vérité. Le sentiment, le plaisir qu'une croyance procure, passe pour la preuve de sa vérité ; mais tout ce qui se trouve ainsi prouvé, en réalité, c'est la force du sentiment, non la justesse de ce qu'on croit. Une vérité, après tout, peut fort bien être ennuyeuse. == Raison, langage et erreur originelle == Comment cette dévalorisation du devenir a-t-elle fini par prendre la forme d'un système ? Nietzsche en cherche la source du côté du langage. Faire l'histoire de nos facultés de connaître, c'est s'apercevoir que leurs catégories sont d'anciennes habitudes grammaticales devenues instinctives, et que la langue, née d'une psychologie rudimentaire, charrie des préjugés tenaces : <blockquote>« Le langage [...] remonte au temps de la forme la plus rudimentaire de psychologie : prendre conscience des conditions premières d'une métaphysique du langage, ou, plus clairement, de la raison, c'est pénétrer dans une mentalité grossièrement fétichiste. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Au cœur de cette métaphysique du langage se loge la croyance en la causalité de la volonté, dont dérivent les grands principes de la raison : l'identité, le moi conçu comme substance, l'idée de cause, la finalité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 17.</ref>. C'est cette grammaire que vise la formule fameuse : <blockquote>« Je crains que nous ne puissions nous débarrasser de Dieu, parce que nous croyons encore à la grammaire. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « La "raison" dans la philosophie », § 5.</ref></blockquote> Le langage n'est pas seulement un piège ; Nietzsche en propose aussi une théorie positive, qui rappelle Épicure. Le langage est une convention naturelle issue des affects, un système de signes qui transpose dans un autre registre les impulsions nerveuses, et il est, en ce sens, foncièrement métaphorique. L'usage ordinaire occulte ce rapport, et les images qu'il véhicule se figent en concepts. Nietzsche suggère, comme Épicure, qu'on pourrait retrouver l'expérience originelle du langage ; mais, à la différence d'Épicure, ce qui se laisse ainsi retrouver n'est pas un rapport de connaissance, c'est un rapport esthétique. De là le privilège du chant : <blockquote>« Dans le chant, l'homme naturel réadapte ses symboles à la plénitude du son [...] : l'essence est à nouveau présentée de façon plus pleine et plus sensible. »<ref>''Fragments posthumes'', I, 1, 3 [16].</ref></blockquote> La plupart de ces erreurs sont consolidées par le langage ; mais Nietzsche met aussi au jour une erreur plus directement morale et théologique, d'un caractère plus originel : la croyance que la volonté agit, qu'elle est une faculté. <blockquote>« À l'origine de tout, l'erreur fatale a été de croire que la volonté est quelque chose qui agit, que la volonté est une faculté. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Les quatre grandes erreurs ».</ref></blockquote> C'est l'erreur du libre arbitre, que Nietzsche analyse dans ce chapitre du ''Crépuscule des idoles'' et dont il fait une invention destinée à rendre les hommes responsables de leurs actes. L'une des origines les plus profondes de la métaphysique apparaît alors comme théologique et morale. Persuadé d'être la cause de ses actes, l'homme se conçoit comme un sujet, un substrat permanent distinct de ce qu'il fait, puis projette cette causalité psychologique sur le monde entier ; de cette projection naissent l'unité, l'identité, la cause, toutes les catégories qui prendront ensuite, dans la métaphysique, leur forme systématique. La grammaire du moi est ainsi devenue la grammaire de l'être. Reste à savoir si le congé donné à l'arrière-monde laisse intacte la distinction du vrai et de l'apparent, ou s'il l'emporte tout entière. == La chute du « monde vrai » == C'est ici que se joue le point le plus subtil, et que la lecture de Michel Haar éclaire de manière particulièrement nette. Le malentendu serait de croire que Nietzsche se contente de renverser Platon, de mettre en haut ce que celui-ci plaçait en bas, en couronnant l'apparence aux dépens de l'être. Ce serait conserver le schéma platonicien, la tête en bas. L'apologue du ''Crépuscule des idoles'', « Comment, pour finir, le "monde vrai" devint une fable », va pourtant plus loin. Lorsque le monde vrai s'évanouit, il n'abandonne pas derrière lui un monde apparent enfin réhabilité ; il emporte aussi ce dernier dans sa chute, car « apparent » ne voulait dire quelque chose que par contraste avec lui : <blockquote>« Avec le monde vrai nous avons aboli aussi le monde des apparences. »<ref>''Crépuscule des idoles'', « Comment le "monde vrai" devint une fable ».</ref></blockquote> La portée de cette phrase est considérable. Ce qui disparaît, ce n'est pas un terme de l'opposition, mais l'opposition elle-même : la différence entre l'être et le paraître, entre la vérité et l'illusion, cette différence que Haar nomme la différence métaphysique. La conséquence, sur laquelle Andreas Urs Sommer a justement attiré l'attention, est que la « simple apparence » ne conserve pas, après cette abolition, le statut qu'elle avait. Elle ne peut plus être l'apparence de quelque chose, puisque ce dont elle était l'apparence a disparu. Le mot lui-même devrait alors perdre son sens. Nietzsche le sait, et il s'en irrite ; il lui arrive de tenir ''Schein'', l'apparence, et ''Erscheinung'', le phénomène, pour des mots « funestes » qui restaurent malgré lui la césure qu'il veut effacer. Il voudrait pouvoir ne plus parler que du « monde », tout court. La difficulté tient à ce que la langue elle-même est tissée de métaphysique, et qu'on ne s'en défait pas par décret. == L'apparence, l'illusion et l'évolution d'une pensée == Une fois le partage des deux mondes dissous, la pensée ne flotte pas dans le vide. Mais il faut prendre garde à ne pas réintroduire, sous une autre forme, l'opposition que Nietzsche veut défaire. Affirmer que « l'apparence est désormais l'unique réalité » serait encore parler le langage des deux mondes, en couronnant simplement l'un des deux. Ce que Nietzsche cherche est plus difficile : penser un monde sans arrière-monde, où le mot d'apparence, s'il se maintient, ne s'oppose plus à une réalité vraie qui serait ailleurs. C'est le versant positif, longtemps sous-estimé, de son entreprise, que Silvia Capodivacca propose de nommer une « métaphysique de l'illusion ». [[Fichier:Arthur Schopenhauer by J Schäfer, 1859b.jpg|vignette|Arthur Schopenhauer en 1859. Le jeune Nietzsche pense d'abord l'apparence dans un cadre encore schopenhauerien.]] L'expression demande toutefois à être maniée avec précaution, car elle pourrait laisser croire à une continuité sans faille là où il y a, en réalité, une transformation profonde. Le jeune Nietzsche de ''La Naissance de la tragédie'' pense déjà l'existence comme apparence, mais dans un cadre encore largement schopenhauerien. L'apparence apollinienne, le beau voile des formes, y est la projection salvatrice d'un fond plus originaire, l'« Un-originaire » (''das Ur-Eine''), le « véritablement étant » dont la souffrance et la contradiction cherchent dans l'illusion leur rédemption. À ce stade, l'apparence demeure une médiation : elle renvoie, par-delà elle-même, à une profondeur métaphysique. Haar a cependant montré que, même là, Nietzsche commence à fausser compagnie à son maître, puisqu'il écrit que la volonté elle-même « appartient à l'apparence » et qu'« il n'y a pas de chemin vers l'Un-originaire », lequel est « tout entier phénomène ». L'apparence cesse d'être le voile d'une essence cachée pour devenir la présentation du dieu même. Le Nietzsche tardif ne se borne donc pas à prolonger ces intuitions de jeunesse : il les retourne, parfois contre leurs propres formulations. L'Un-originaire disparaît ; il ne reste que le jeu des forces et des perspectives. C'est dans ce déplacement que prend tout son sens la thèse, autrement provocante, selon laquelle la vérité n'est pas l'adéquation à un en-soi inexistant, mais une certaine espèce de fiction, celle dont une forme de vie a besoin pour se conserver. Dans une note posthume souvent commentée, Nietzsche écrit que la vérité est l'espèce d'erreur sans laquelle un certain type de vivant ne pourrait vivre, et que c'est sa valeur pour la vie qui en décide. La formule est volontairement déconcertante, mais sa logique est ferme : vérité et illusion ne s'opposent plus comme le réel et l'irréel, elles coexistent au point qu'on ne peut les séparer. Nietzsche le dit ailleurs en propres termes : tenir la vérité pour plus précieuse que l'apparence n'est qu'un préjugé moral, et qui voudrait supprimer le monde apparent supprimerait du même coup sa propre vérité<ref>''Par-delà bien et mal'', § 34.</ref>. D'où le privilège, mais aussi les limites, de l'artiste. Dans l'aphorisme du ''Gai Savoir'' intitulé « Ce que nous devrions apprendre des artistes »<ref>''Le Gai Savoir'', § 299.</ref>, Nietzsche montre que l'art nous enseigne à donner aux choses une surface, à les cadrer, à les transfigurer, et il ajoute que nous voulons, nous, être les poètes de notre vie jusque dans le plus petit détail. L'artiste sait que son monde est fiction, et c'est pour cela qu'il ne s'y trompe pas. La science, au contraire, prend ses propres fictions, l'identité, la stabilité, les « cas identiques », pour la vérité même, sans se savoir rêveuse ; et la volonté de vérité qui l'anime repose elle-même, Nietzsche y insiste, sur une croyance d'origine presque religieuse<ref>''Le Gai Savoir'', § 344.</ref>. La supériorité reconnue à l'art ne tient donc pas à un quelconque irrationalisme, mais à une lucidité plus haute : l'illusion reconnue comme telle est une illusion devenue consciente d'elle-même, tandis que l'illusion qui s'ignore est l'illusion qui asservit. == Une métaphysique positive ? La volonté de puissance == Vient enfin le concept le plus discuté. Si l'on renonce au partage du réel et de l'apparent, comment nommer ce qui est ? Nietzsche avance alors, avec des degrés variables de prudence, le nom de volonté de puissance. La question de départ se pose ainsi dans toute son acuité, car nommer d'un seul mot ce qu'est tout ce qui est, n'est-ce pas refaire exactement le geste de la métaphysique ? Tout dépend de la manière dont ce nom est avancé, et il faut distinguer les registres. Dans les ouvrages publiés, Nietzsche est prudent. Le passage central, ''Par-delà bien et mal'' § 36, ne proclame pas une ontologie sur le mode dogmatique : il procède par hypothèses emboîtées. À supposer, écrit-il, que rien ne nous soit donné comme réel sinon le monde de nos désirs et de nos passions ; à supposer que l'on puisse y reconduire toute fonction mécanique ; alors on serait fondé à nommer toute force agissante volonté de puissance. Andreas Urs Sommer a souligné le caractère décisif de cette conditionnalisation : la formule publiée relève au moins autant d'un essai d'interprétation, d'une expérimentation philosophique, que d'une affirmation métaphysique directe. C'est dans les fragments posthumes, non dans les livres, que la thèse se durcit jusqu'à énoncer que « l'essence du monde est volonté de puissance », ou que l'apparence elle-même, « la véritable et l'unique réalité des choses », porterait ce nom. Ce décalage de registre appelle une mise au point philologique qu'on ne peut passer sous silence, et qui suppose de distinguer trois choses trop souvent confondues. Il y a d'abord la notion philosophique de volonté de puissance, présente dans les œuvres publiées comme principe d'interprétation du vivant, de la morale et de la connaissance. Il y a ensuite le projet, longtemps caressé puis abandonné, d'un grand livre systématique qui se serait intitulé ''Der Wille zur Macht'' ; les plans en changent au fil des années, et le titre désigne tantôt un concept, tantôt une ambition littéraire jamais réalisée. Il y a enfin le livre apocryphe ''La Volonté de puissance'', compilation établie après l'effondrement de 1889 par Heinrich Köselitz, dit Peter Gast, et par la sœur du philosophe, Elisabeth Förster-Nietzsche, à partir de fragments épars, selon un agencement éditorial qui ne correspond à aucun ouvrage achevé ni validé par Nietzsche. Mazzino Montinari, l'un des éditeurs de l'édition critique, a pu écrire que « la Volonté de puissance n'existe pas ». On ne peut donc fonder une lecture métaphysique de Nietzsche sur ce seul matériau sans rappeler son statut. Cela dit, la notion affleure bel et bien dans les textes publiés, et la philosophie contemporaine de langue anglaise a entrepris de la reconstruire comme une position sérieuse. C'est le travail de Tsarina Doyle, qui lit la volonté de puissance comme une réponse à Kant et comme le fondement d'une pensée de la valeur. Loin de tenir nos valeurs pour de simples projections plaquées sur un monde indifférent, ce que ferait un fictionnalisme à la manière de Hume, Nietzsche les rendrait métaphysiquement continues avec la trame causale du réel : nos valeurs expriment notre degré de puissance, et certaines sont plus objectives que d'autres en ce qu'elles coopèrent mieux avec ce que le monde permet. La volonté de puissance ne serait pas un slogan psychologique, mais une ontologie dispositionnelle, une manière de penser les choses comme des faisceaux de forces et de pouvoirs causaux plutôt que comme des substances inertes. Justin Remhof pousse cette lecture plus loin : Nietzsche serait un « constructiviste » au sujet des objets matériels. Si l'on récuse la chose en soi, comme Nietzsche le fait expressément, alors un objet ne serait, dans cette reconstruction, rien d'autre que la somme de ses effets, unifiés par un concept<ref>KSA 13:14[98].</ref> ; les objets ne préexisteraient pas à nos pratiques, mais viendraient à l'existence par l'application de nos concepts, ce que Remhof rattache à l'idée nietzschéenne que de nouveaux noms suffisent à faire naître de nouvelles choses<ref>''Le Gai Savoir'', § 58.</ref>. Il s'agit là d'une lecture contemporaine très spécialisée, qui prête à Nietzsche davantage qu'il n'expose lui-même dans les œuvres publiées. Que l'on suive ou non Remhof jusqu'au bout, l'enjeu est clair : il ne s'agit plus de prêter à Nietzsche une simple critique, mais une thèse positive sur ce que c'est qu'être un objet. == Le débat des interprètes == Cette reconstruction n'emporte pas l'adhésion de tous, et le désaccord lui-même est instructif, car il dessine plusieurs conceptions de ce que peut être une métaphysique après Nietzsche. Une première tradition, que l'on peut dire déflationniste et qu'illustrent Maudemarie Clark et Brian Leiter, restreint la volonté de puissance à une hypothèse de psychologie humaine et refuse d'y voir une thèse sur la nature du réel ; les passages cosmologiques relèveraient de l'expérimentation plus que d'une position assumée. Une seconde tradition, que l'on pourrait dire robuste, et à laquelle se rattachent John Richardson, Peter Poellner, Richard Schacht, et plus récemment Doyle et Remhof, soutient au contraire que Nietzsche défend bien une ontologie de la puissance, cohérente avec le reste de sa pensée. La querelle ne porte pas seulement sur des textes ; elle porte sur la question de savoir si l'on peut critiquer toute métaphysique sans en présupposer une. Du côté français, Patrick Wotling occupe une position qui met en garde contre l'interprétation ontologique. Hypostasier la pulsion ou la volonté de puissance en structure de l'être, observe-t-il, reviendrait à reconduire la démarche métaphysique que Nietzsche dénonce, et donc à faire échouer son entreprise. La volonté de puissance serait moins le nom de l'être qu'un principe d'interprétation, un instrument de lecture des phénomènes ; et la préoccupation dominante de Nietzsche ne serait ni la volonté de puissance comme locution fondamentale, contre Heidegger, ni les valeurs prises isolément, contre Deleuze et Kaufmann, mais ce qu'il nomme la culture, cette liaison réciproque entre des valeurs et les interprétations qu'elles rendent possibles. C'est par rapport à ces positions que se mesure l'interprétation de Heidegger, qui a fixé les termes du débat pour le vingtième siècle. Pour lui, Nietzsche accomplit la métaphysique au lieu de la dépasser : la volonté de puissance en dirait l'essence (''essentia''), ce qu'est l'étant en son fond, et l'éternel retour l'existence (''existentia''), le mode sur lequel l'étant en totalité existe<ref>''Le Gai Savoir'', § 341, en donne la première formulation.</ref>. En nommant d'un seul mot le caractère de tout ce qui est, Nietzsche referait le geste inaugural de la pensée occidentale, jusqu'à le pousser à son terme. Cette lecture inscrit Nietzsche dans l'accomplissement de la métaphysique moderne de la subjectivité et de la volonté, que Heidegger reliera à l'histoire du nihilisme et de la technique. Haar, qui connaît cette lecture de l'intérieur, en conteste la pièce maîtresse. L'éternel retour, objecte-t-il, ne peut faire fonction de proposition métaphysique, car Nietzsche le formule au conditionnel : non pas « tout revient », posé comme une loi objective de la nature, mais « si tu croyais que tout revient, qu'en résulterait-il pour toi ? ». Haar s'appuie ici surtout sur la première formulation publiée, celle du ''Gai Savoir'' § 341, même si d'autres textes, notamment ''Ainsi parlait Zarathoustra'' et certains fragments, confèrent à l'éternel retour une tonalité plus affirmative. Or aucune métaphysique ne se fonde sur une hypothèse ; elle recherche au contraire l'inconditionné, ce que les Grecs nommaient ''anhypothèton''. À ce titre, l'éternel retour échapperait à la métaphysique. De même, le mot de volonté de puissance ne renverrait pas à une identité ultime, à un fondement, mais à des identités brisées, dispersées, à une pluralité de forces sans unité dernière. Il importe de souligner que ces interprétations, celle de Heidegger comme celle de Haar ou de Wotling, sont des reconstructions, et non la vérité dernière des textes. Chacune choisit, parmi les énoncés de Nietzsche, ceux qu'elle juge décisifs, et compose comme elle peut avec ceux qui la gênent. == Une métaphysique qui s'annule ? == Au terme de ce parcours, faut-il trancher ? Nietzsche est-il en deçà de la métaphysique, encore prisonnier de ses mots, ou au-delà, vers une pensée enfin libérée ? Il faut reconnaître que la question ne reçoit pas de réponse univoque dans les textes, et peut-être n'en reçoit-elle pas dans l'œuvre même. La formule que propose Haar a le mérite de tenir ensemble des textes en tension : il y aurait encore une métaphysique chez Nietzsche, puisqu'il y a bien un nom de l'étant comme tel, le jeu vivant des apparences produites par la volonté de puissance ; mais ce serait une métaphysique qui s'annule elle-même, qui glisse vers l'effacement de toute différence stable. La structure platonicienne, celle qui sépare un étant véritable d'un moindre étant, est bien abolie et non simplement retournée ; reste pourtant le fait de tout ramener à un terme unique, qui appartient encore à la grammaire métaphysique. Nietzsche aura voulu dire le tout, mais d'une parole qui défait aussitôt le tout qu'elle énonce. Cette solution est sans doute la plus satisfaisante pour le lecteur soucieux de cohérence, mais il faut la présenter pour ce qu'elle est : une médiation entre les interprétations rivales, non leur réfutation. Elle ne dispense ni de la lecture déflationniste, qui rappellera que Nietzsche ne tenait peut-être pas tant à ses formules cosmologiques, ni de la lecture robuste, qui insistera sur leur sérieux philosophique, ni de la mise en garde de Wotling contre toute ontologisation. Disons donc que la thèse d'une métaphysique qui se défait permet de tenir ensemble les textes, mais qu'elle n'annule pas les lectures concurrentes : elle en propose un point d'équilibre. On comprend, dès lors, pourquoi cette œuvre nourrit des lectures opposées. Pour qui retient le geste de nomination, Nietzsche est le dernier métaphysicien ; pour qui retient l'annulation, il est le premier des penseurs d'après. Sa philosophie tient peut-être à ce qu'elle interdit de choisir, et nous laisse devant une question que nous n'avons pas fini d'entendre : que demandons-nous, au juste, lorsque nous demandons ce que les choses sont ? == Notes et références == {{references|colonnes=2}} == Bibliographie == === Œuvres de Nietzsche === * Friedrich Nietzsche, ''Humain, trop humain'' (notamment § 1-2, 9, 16, 21), trad. Robert Rovini, Paris, Gallimard, coll. « Folio essais ». * Friedrich Nietzsche, ''La Naissance de la tragédie'', trad. Michel Haar, Philippe Lacoue-Labarthe et Jean-Luc Nancy, Paris, Gallimard, 1977. * Friedrich Nietzsche, ''La passion de la vérité'' et ''Vérité et mensonge au sens extra-moral'', dans ''Le Livre du philosophe'', trad. Angèle Kremer-Marietti, Paris, Garnier-Flammarion. * Friedrich Nietzsche, ''Le Gai Savoir'' (notamment § 58, 110, 299, 341, 344, 349), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2007. * Friedrich Nietzsche, ''Par-delà bien et mal'' (notamment § 17, 22, 34, 36), trad. Patrick Wotling, Paris, Garnier-Flammarion, 2000. * Friedrich Nietzsche, ''Le Crépuscule des idoles'' (« La "raison" dans la philosophie » ; « Les quatre grandes erreurs » ; « Divagations d'un inactuel » ; « Comment le "monde vrai" devint une fable »), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''L'Antéchrist'' (§ 12), trad. Jean-Claude Hémery, Paris, Gallimard. * Friedrich Nietzsche, ''Fragments posthumes'', dans ''Sämtliche Werke. Kritische Studienausgabe'' (KSA), éd. Giorgio Colli et Mazzino Montinari, Berlin, de Gruyter, 1980. === La question textuelle === * Mazzino Montinari, ''« La Volonté de puissance » n'existe pas'', éd. Paolo D'Iorio, Paris, Éditions de l'Éclat, 1996. === L'achèvement de la métaphysique : la lecture continentale === * Martin Heidegger, ''Nietzsche'', 2 vol., trad. Pierre Klossowski, Paris, Gallimard, 1971. * Michel Haar, ''Nietzsche et la métaphysique'', Paris, Gallimard, 1993. * Gilles Deleuze, ''Nietzsche et la philosophie'', Paris, Presses universitaires de France, 1962. === Une métaphysique positive ? Les lectures analytiques === * Tsarina Doyle, ''Nietzsche on Epistemology and Metaphysics. The World in View'', Édimbourg, Edinburgh University Press, 2009. * Tsarina Doyle, ''Nietzsche's Metaphysics of the Will to Power. The Possibility of Value'', Cambridge, Cambridge University Press, 2018. * Justin Remhof, ''Nietzsche's Constructivism. A Metaphysics of Material Objects'', New York, Routledge, 2018. * John Richardson, ''Nietzsche's System'', Oxford, Oxford University Press, 1996. * Maudemarie Clark, ''Nietzsche on Truth and Philosophy'', Cambridge, Cambridge University Press, 1990. * Brian Leiter, ''Nietzsche on Morality'', Londres, Routledge, 2002. === Interprétation, valeur et culture === * Patrick Wotling, ''Nietzsche et le problème de la civilisation'', Paris, Presses universitaires de France, 1995. * Patrick Wotling, ''La Philosophie de l'esprit libre. Introduction à Nietzsche'', Paris, Flammarion, 2008. * Patrick Wotling, ''La Pensée du sous-sol. Statut et structure de la psychologie dans la philosophie de Nietzsche'', Paris, Allia, 1999. * Andreas Urs Sommer, ''Kommentar zu Nietzsches Jenseits von Gut und Böse'', Berlin, de Gruyter, 2016. === Apparence, illusion et art === * Silvia Capodivacca, ''What We Should Learn From Artists. Nietzsche's Metaphysics of Illusion'', Milan, Mimesis International, 2022. [[Catégorie:Nietzsche : Introduction à sa philosophie (livre)]] eyx69v0z1oz3p29xbxpt7mc5t83vlka 0 3831 767471 767174 2026-06-05T05:17:51Z PandaMystique 119061 /* Table des matières */ 767471 wikitext text/x-wiki {{Page de garde|image=Nietzsche - Introduction à sa philosophie, Wikilivres, 2026 (2).png|imagedesc=|description= Friedrich Nietzsche est un philosophe allemand qui compte parmi les penseurs les plus lus et les plus discutés de la modernité philosophique. Son œuvre interroge la morale, la culture, la vérité et la condition humaine, à travers des formes d’écriture qui s’écartent du traité classique : l’aphorisme, l’essai bref, la prose poétique. |avancement=Ébauche |cdu= * {{CDU item|1/10}} |versions= {{Moteur}} {{version imprimable}} }} == Table des matières == === Réévaluation des valeurs === <small>''Critique de la morale et de la métaphysique héritées''</small> * [[/La moralité des mœurs/|La moralité des mœurs]] {{4/4}} * [[/La métaphysique/|La métaphysique]] * [[/Critique du christianisme/|Critique du christianisme]] === Culture et histoire === <small>''Nietzsche philologue et critique de la civilisation''</small> * [[/Le problème de Socrate/|Le problème de Socrate]] * [[/La culture grecque/|La culture grecque]] * [[/La culture moderne/|La culture moderne]] * [[/Philosophie et culture/|Philosophie et culture]] * [[/Une philosophie politique ?/|Une philosophie politique ?]] === Une philosophie de l'affirmation === <small>''Les grands concepts qui parcourent l’œuvre''</small> * [[/L'Apollinien et le Dionysien/|L’Apollinien et le Dionysien]] {{4/4}} * [[/Volonté de puissance/|Volonté de puissance]] * [[/Éternel Retour/|Éternel Retour]] * [[/Surhomme/|Surhomme]] * ''Amor fati'' === Commentaires de l’œuvre === <small>''Lectures suivies de quelques textes''</small> * [[/Humain, trop humain/|''Humain, trop humain'']] * [[/Crépuscule des idoles/|''Crépuscule des idoles'']] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Ecce Homo - Humain, trop humain et deux suites|''Ecce Homo'']] == Bibliographie == * Bernd Magnus et Kathleen M. Higgins (dir.), ''The Cambridge Companion to Nietzsche'', Cambridge, Cambridge University Press, coll. « Cambridge Companions to Philosophy », 1996. * Keith Ansell Pearson (dir.), ''A Companion to Nietzsche'', Oxford, Blackwell, coll. « Blackwell Companions to Philosophy », 2006. * John Richardson et Brian Leiter (dir.), ''Nietzsche'', Oxford, Oxford University Press, coll. « Oxford Readings in Philosophy », 2001. * Patrick Wotling, ''Nietzsche et le problème de la civilisation'', Paris, Presses universitaires de France, coll. « Quadrige », 2009 [1re éd. 1995]. [[Catégorie:Nietzsche : Introduction à sa philosophie (livre)|*]] [[Catégorie:Histoire de la philosophie]] [[Catégorie:Philosophe]] [[Catégorie:Classe 1 - Philosophie et psychologie]] {{AutoCat}} __NOTOC__ px1eoow7v0mcc17p12czb6fxbguzo7u 767472 767471 2026-06-05T05:18:54Z PandaMystique 119061 /* Bibliographie */ 767472 wikitext text/x-wiki {{Page de garde|image=Nietzsche - Introduction à sa philosophie, Wikilivres, 2026 (2).png|imagedesc=|description= Friedrich Nietzsche est un philosophe allemand qui compte parmi les penseurs les plus lus et les plus discutés de la modernité philosophique. 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Higgins (dir.), ''The Cambridge Companion to Nietzsche'', Cambridge, Cambridge University Press, coll. « Cambridge Companions to Philosophy », 1996. * Keith Ansell Pearson (dir.), ''A Companion to Nietzsche'', Oxford, Blackwell, coll. « Blackwell Companions to Philosophy », 2006. * John Richardson et Brian Leiter (dir.), ''Nietzsche'', Oxford, Oxford University Press, coll. « Oxford Readings in Philosophy », 2001. * Patrick Wotling, ''Nietzsche et le problème de la civilisation'', Paris, Presses universitaires de France, coll. « Quadrige », 2009 [1re éd. 1995]. [[Catégorie:Nietzsche : Introduction à sa philosophie (livre)|*]] [[Catégorie:Histoire de la philosophie]] [[Catégorie:Philosophe]] [[Catégorie:Classe 1 - Philosophie et psychologie]] {{AutoCat}} __NOTOC__ su3cl22mawv4lmb6v0rk0x8wz2c2abp 0 3832 767461 767430 2026-06-04T17:02:48Z PandaMystique 119061 767461 wikitext text/x-wiki {{Page de garde|image=Crépuscule des idoles (Wiklivres, 2026).png|imagedesc=|titre=<small>Commentaire</small>|description='''''Crépuscule des idoles'' ou ''Comment on philosophe avec un marteau''''' |avancement=Ébauche |cdu= * {{CDU item|1/10}} |versions= {{Moteur}} {{version imprimable}} }} {{Sous-pages}} == Introduction == '''''Crépuscule des idoles'' ou ''Comment on philosophe avec un marteau''''' (''Götzen-Dämmerung oder wie man mit dem Hammer philosophirt'') est une œuvre du philosophe [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie|Friedrich Nietzsche]]. Le titre est une référence ironique au ''Crépuscule des dieux'' de Richard Wagner. Le ''Crépuscule des idoles'' est rédigé à Turin durant l'été 1888, entre fin août et début septembre, dans une période d'intense productivité créatrice. Nietzsche envoie le manuscrit à son éditeur Naumann le 7 septembre 1888 ; l'ouvrage paraît en janvier 1889, quelques jours après l'effondrement mental de l'auteur. == Table des matières == Le ''Crépuscule des idoles'' est composé d'un avant-propos, de dix chapitres et d'un extrait d'''[[w:Ainsi parlait Zarathoustra|Ainsi parlait Zarathoustra]]'' (« Le marteau parle »). {{wikisource|Le Crépuscule des Idoles}} {{:Philosophie/Nietzsche/Crépuscule des idoles/Sommaire}} == Bibliographie == * Nietzsche, Friedrich, ''Sämtliche Werke. Kritische Studienausgabe'' (KSA), éd. G. Colli et M. Montinari, Berlin/Munich, De Gruyter/dtv, 1980, vol. 6 * Nietzsche, Friedrich, ''Crépuscule des idoles'', trad. J.-C. Hémery, Paris, Gallimard, « Folio essais », 1988 * Nietzsche, ''Crépuscule des idoles'', trad. É. Blondel, Paris, Flammarion, 2017 (édition commentée). * Andreas Urs Sommer, ''Kommentar zu Nietzsches Der Fall Wagner, Götzen-Dämmerung'', Berlin, De Gruyter, 2012 <br> [[Catégorie:Commentaire philosophique]] j8ki2j559xqdd948jfqhyq07j582hrq 8 24411 767462 648282 2026-06-04T17:21:21Z DavidL 1746 Classement : regroupement, et les plus courants en premier 767462 wikitext text/x-wiki * Réparation ** Décision de la communauté (via Wikilivres:Pages à supprimer) ** Obsolète : Page, Modèle ou Redirection obsolète ** Doublon ** Page de discussion orpheline ** Transféré sur un autre wiki * Erreur ** Page créée par erreur de manipulation ** Demande de l’auteur ** Page pour un utilisateur inexistant * Vandalisme ** Page utilisée comme bac à sable ** Vandalisme, spam ou non-sens, publicité ** Utilisation inadéquate du site (forum, blog, petites annonces, courrier, ...) * Admissibilité ** Ne constitue par un livre pédagogique ou ne répondant pas aux critères d'admissibilité ** Nouveau livre mort-né / Livre ou Catégorie sans contenu ** Violation des droits d’auteur d0h8zex8hvhvxbarbb8tgae39yaassb 0 65662 767475 749634 2026-06-05T06:31:49Z JackPotte 5426 /* Différences entre les versions */ 767475 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Présentation == '''[[w:Symfony|Symfony]]''' (parfois abrégé '''SF''') est un {{w|cadriciel}} [[w:Modèle-Vue-Contrôleur|MVC]] [[w:Logiciel libre|libre]] écrit en [[w:PHP: Hypertext Preprocessor|PHP]] (> 5). En tant que framework, il facilite et accélère le développement de sites et d'applications Internet et Intranet. Il propose en particulier : * Une séparation du code en trois couches, selon le modèle [[w:Modèle-Vue-Contrôleur|MVC]], pour une plus grande maintenabilité et évolutivité. * Des performances optimisées et un système de cache pour garantir des temps de réponse optimums. * Le support de l'[[w:Ajax|Ajax]]. * Une gestion des URL parlantes (liens permanents), qui permet de formater l'URL d'une page indépendamment de sa position dans l'arborescence fonctionnelle. * Un système de configuration en cascade qui utilise de façon extensive le langage [[w:YAML|YAML]]. * Un générateur de back-office et un "démarreur de module" ([[w:Échafaudage (programmation)|scaffolding]]). * Un support de l'[[w:I18N|I18N]] - Symfony est nativement multi-langue. * Une architecture extensible, permettant la création et l'utilisation de [[Programmation PHP/Symfony/Composant|composants]], par exemple un mailer ou un gestionnaire de fichiers .css et .js (minification). * Des bundles : ** Un templating simple, basé sur PHP et des jeux de "helpers", ou fonctions additionnelles pour les gabarits... Comme alternative au PHP, on peut aussi utiliser le moteur de templates {{w|Twig}} dont la syntaxe est plus simples. ** Une couche de mapping objet-relationnel ([[w:ORM|ORM]]) et une couche d'abstraction de données (cf. {{w|Doctrine (ORM)|Doctrine}} et son langage DQL<ref>http://guidella.free.fr/General/symfony2AnnotationsReference.html</ref>). === Utilisations === Plusieurs autres projets notables utilisent Symfony, parmi lesquels : * https://github.com/drupal/drupal : le {{w|système de gestion de contenu}} (CMS) {{w|Drupal}}. * https://github.com/joomla/joomla-cms : le CMS {{w|Joomla}}. * https://github.com/sulu/sulu : le CMS Sulu. * https://github.com/Sylius/Sylius : Sylius, un CMS d'e-commerce. * https://github.com/x-tools/xtools : Xtools, un compteur d'éditions des wikis. === Différences entre les versions === Depuis la version 4, des pages récapitulant les nouvelles fonctionnalités sont mises à disposition : * https://symfony.com/blog/symfony-4-1-curated-new-features (2018) * https://symfony.com/blog/symfony-4-2-curated-new-features (2018) * https://symfony.com/blog/symfony-4-3-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-4-4-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-5-0-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-5-1-curated-new-features (2020) * https://symfony.com/blog/symfony-5-2-curated-new-features (2020) * https://symfony.com/blog/symfony-5-3-curated-new-features (2021) * https://symfony.com/blog/symfony-6-1-curated-new-features (2022) * https://symfony.com/blog/symfony-6-2-curated-new-features (2022) * https://symfony.com/blog/symfony-6-3-curated-new-features (2023) * https://symfony.com/blog/symfony-7-1-curated-new-features (2024) * https://symfony.com/blog/symfony-7-2-curated-new-features (2024) * https://symfony.com/blog/symfony-7-3-curated-new-features (2025) * https://symfony.com/blog/symfony-7-4-curated-new-features (2025) * https://symfony.com/blog/symfony-8-1-curated-new-features (2026) == Créer un projet == [[Image:Primeros-pasos-symfony2_4.png|vignette|upright=2|Page d'accueil par défaut de Symfony 2.]] Pour créer un nouveau projet sous Symfony, tapez la commande suivante : <pre> composer create-project "symfony/skeleton:^7.3" mon_projet </pre> ou avec Symfony CLI : <pre> wget <nowiki>https://get.symfony.com/cli/installer</nowiki> -O - | bash symfony new mon_projet </pre> Cette commande a pour effet la création d'un dossier contenant les bases du site web à développer. == Lancer le projet == On entend par cette expression le lancement d'un serveur web local pour le développement de l'application et le choix d'un hébergeur pour la déployer (autrement dit "la mettre en production"). === Serveur web de développement === Symfony intègre un serveur web local qu'on peut lancer avec la commande (se placer dans le répertoire du projet auparavant) : <code>$ symfony server:start -d</code> En passant <code>open:local</code> en argument de la commande <code>symfony</code>, le projet s'ouvre dans un navigateur : <code>$ symfony open:local</code> Ou bien en utilisant le serveur web intégré à php $ php -S localhost:8000 -t public === Serveur web de production === Pour le déploiement dans le monde "réel", il faut choisir un hébergeur web sur internet supportant PHP (nous l’appellerons "serveur web distant" pour le distinguer du précédent). Voici quelques exemples : * https://www.lws.fr/hebergement_web.php * https://www.hostinger.fr/hebergeur-web * et surtout... https://symfony.com/cloud/ Autrement il est aussi possible d'installer un deuxième serveur web (autre que celui intégré à Symfony) sur sa machine pour se rendre compte du résultat final. Par exemple... [[Apache]] qui est très répandu chez les hébergeurs professionnels. Il faudra alors ajouter un vhost et un nom de domaine dédiés au site Symfony<ref>http://mikinfo.free.fr/index.php/configurer-les-virtualhosts-pour-symfony/</ref><ref>https://symfony.com/doc/current/setup/web_server_configuration.html</ref>. Pour le test, le domaine peut juste figurer dans <code>/etc/hosts</code>. {{attention|Le nom de domaine du site doit absolument rediriger vers le dossier /public. En effet, si on cherche à utiliser le site Symfony dans le sous-répertoire "public" d'un autre site, la page d'accueil s'affichera mais le routing ne fonctionnera pas.}} == Configurer le projet == === Paramètres dev et prod === Les différences de configuration entre le site de développement et celui de production (par exemple les mots de passe) peuvent être définies de deux façons : * Dans le dossier <code>config/packages</code>. config.yml contient la configuration commune aux sites, config_dev.yml celle de développement et config_prod.yml celle de production. * Via le composant Symfony/Dotenv (abordé au chapitre suivant). Par exemple, on constate l'absence de la barre de débogage (web_profiler) par défaut en prod. Une bonne pratique serait d'ajouter au config_dev.yml : <pre> web_profiler: toolbar: true intercept_redirects: false twig: cache: false # Pour voir tous les logs dans la console shell (sans paramètre -vvv) monolog: handlers: console: type: console process_psr_3_messages: false channels: ['!event', '!doctrine', '!console'] verbosity_levels: VERBOSITY_NORMAL: DEBUG </pre> Les fichiers .yml contenant les variables globales sont dans <u>app\config\</u>. Par exemple en SF2 et 3, le mot de passe et l'adresse de la base de données sont modifiables en éditant <code>parameters.yml</code> (non versionné et créé à partir du <code>parameters.yml.dist</code>). L'environnement de test passe par web/app_dev.php, et le mode debug y est alors activé par la ligne <code>Debug::enable();</code> (testable avec <code>%kernel.debug% = 1</code>). Depuis SF4, il faut utiliser un fichier .env non versionné à la racine du projet, dont les lignes sont injectées ensuite dans les .yaml avec la syntaxe : <code>'%env(APP_SECRET)%'</code>. Le mode debug est activé avec <code>APP_DEBUG=1</code> dans ce fichier .env. {{remarque|En YAML, on préfèrera déclarer les services avec des simples quotes car les doubles nécessitent d'échapper les antislashs.}} {{attention|Les variables d'environnement du système d'exploitation peuvent remplacer celles des .env.}} == Upgrade de version majeure == Installation ou mise à jour des versions précédentes : * [[Programmation PHP avec Symfony/Symfony 3|Symfony 3]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Symfony 4|Symfony 4]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Migration de Symfony 5 à 6|Migration de Symfony 5 à 6]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Migration de Symfony 6 à 7|Migration de Symfony 6 à 7]] == Références == {{Références}} * {{lien web|lang=fr|url=http://trac.symfony-project.org/wiki/Resources/fr_FR|titre=Wiki officiel}} * {{lien web|lang=fr|url=https://openclassrooms.com/courses/developpez-votre-site-web-avec-le-framework-symfony|titre=Tutoriel openclassrooms.com}} * {{lien web|lang=fr|url=http://c-maneu.developpez.com/tutorial/web/php/symfony/intro/|titre=Tutoriel developpez.com}} * {{lien web|lang=en|url=http://symfony.com/pdf/Symfony_cookbook_3.1.pdf|titre=Symfony 3.1 cookbook}} : livre officiel de 500 pages * {{lien web|lang=en|url=https://knpuniversity.com/screencast/symfony|titre=Charming Development in Symfony 5}} (texte et vidéo) == Voir aussi == * [irc://irc.freenode.net/symfony #symfony] : canal IRC (#symfony sur {{w|Freenode}}) * [irc://irc.freenode.net/symfony-fr #symfony-fr] : canal IRC francophone (#symfony-fr sur {{w|Freenode}}) * https://sonata-project.org/get-started : un CMS basé sur Symfony 62ywkqhfz1vm5w8z27gwa1e0agejxr8 767476 767475 2026-06-05T06:35:16Z JackPotte 5426 767476 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Présentation == '''[[w:Symfony|Symfony]]''' (parfois abrégé '''SF''') est un {{w|cadriciel}} [[w:Modèle-Vue-Contrôleur|MVC]] [[w:Logiciel libre|libre]] écrit en [[w:PHP: Hypertext Preprocessor|PHP]] (> 5). En tant que framework, il facilite et accélère le développement de sites et d'applications Internet et Intranet. Il propose en particulier : * Une séparation du code en trois couches, selon le modèle [[w:Modèle-Vue-Contrôleur|MVC]], pour une plus grande maintenabilité et évolutivité. * Des performances optimisées et un système de cache pour garantir des temps de réponse optimums. * Le support de l'[[w:Ajax|Ajax]]. * Une gestion des URL parlantes (liens permanents), qui permet de formater l'URL d'une page indépendamment de sa position dans l'arborescence fonctionnelle. * Un système de configuration en cascade qui utilise de façon extensive le langage [[w:YAML|YAML]]. * Un générateur de back-office et un "démarreur de module" ([[w:Échafaudage (programmation)|scaffolding]]). * Un support de l'[[w:I18N|I18N]] - Symfony est nativement multi-langue. * Une architecture extensible, permettant la création et l'utilisation de [[Programmation PHP/Symfony/Composant|composants]], par exemple un mailer ou un gestionnaire de fichiers .css et .js (minification). * Des bundles : ** Un templating simple, basé sur PHP et des jeux de "helpers", ou fonctions additionnelles pour les gabarits... Comme alternative au PHP, on peut aussi utiliser le moteur de templates {{w|Twig}} dont la syntaxe est plus simples. ** Une couche de mapping objet-relationnel ([[w:ORM|ORM]]) et une couche d'abstraction de données (cf. {{w|Doctrine (ORM)|Doctrine}} et son langage DQL<ref>http://guidella.free.fr/General/symfony2AnnotationsReference.html</ref>). === Utilisations === Plusieurs autres projets notables utilisent Symfony, parmi lesquels : * https://github.com/drupal/drupal : le {{w|système de gestion de contenu}} (CMS) {{w|Drupal}}. * https://github.com/joomla/joomla-cms : le CMS {{w|Joomla}}. * https://github.com/sulu/sulu : le CMS Sulu. * https://github.com/Sylius/Sylius : Sylius, un CMS d'e-commerce. * https://github.com/x-tools/xtools : Xtools, un compteur d'éditions des wikis. === Différences entre les versions === Depuis la version 4, des pages récapitulant les nouvelles fonctionnalités sont mises à disposition : * https://symfony.com/blog/symfony-4-1-curated-new-features (2018) * https://symfony.com/blog/symfony-4-2-curated-new-features (2018) * https://symfony.com/blog/symfony-4-3-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-4-4-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-5-0-curated-new-features (2019) * https://symfony.com/blog/symfony-5-1-curated-new-features (2020) * https://symfony.com/blog/symfony-5-2-curated-new-features (2020) * https://symfony.com/blog/symfony-5-3-curated-new-features (2021) * https://symfony.com/blog/symfony-6-1-curated-new-features (2022) * https://symfony.com/blog/symfony-6-2-curated-new-features (2022) * https://symfony.com/blog/symfony-6-3-curated-new-features (2023) * https://symfony.com/blog/symfony-7-1-curated-new-features (2024) * https://symfony.com/blog/symfony-7-2-curated-new-features (2024) * https://symfony.com/blog/symfony-7-3-curated-new-features (2025) * https://symfony.com/blog/symfony-7-4-curated-new-features (2025) * https://symfony.com/blog/symfony-8-1-curated-new-features (2026) == Installation : créer un projet == [[Image:Primeros-pasos-symfony2_4.png|vignette|upright=2|Page d'accueil par défaut de Symfony 2.]] Pour créer un nouveau projet sous Symfony, tapez la commande suivante<ref>https://symfony.com/doc/current/setup.html</ref> : <pre> composer create-project symfony/skeleton:"^8.1" mon_projet </pre> ou avec Symfony CLI : <pre> wget <nowiki>https://get.symfony.com/cli/installer</nowiki> -O - | bash symfony new mon_projet </pre> Cette commande a pour effet la création d'un dossier contenant les bases du site web à développer. == Lancer le projet == On entend par cette expression le lancement d'un serveur web local pour le développement de l'application et le choix d'un hébergeur pour la déployer (autrement dit "la mettre en production"). === Serveur web de développement === Symfony intègre un serveur web local qu'on peut lancer avec la commande (se placer dans le répertoire du projet auparavant) : <code>$ symfony server:start -d</code> En passant <code>open:local</code> en argument de la commande <code>symfony</code>, le projet s'ouvre dans un navigateur : <code>$ symfony open:local</code> Ou bien en utilisant le serveur web intégré à php $ php -S localhost:8000 -t public === Serveur web de production === Pour le déploiement dans le monde "réel", il faut choisir un hébergeur web sur internet supportant PHP (nous l’appellerons "serveur web distant" pour le distinguer du précédent). Voici quelques exemples : * https://www.lws.fr/hebergement_web.php * https://www.hostinger.fr/hebergeur-web * et surtout... https://symfony.com/cloud/ Autrement il est aussi possible d'installer un deuxième serveur web (autre que celui intégré à Symfony) sur sa machine pour se rendre compte du résultat final. Par exemple... [[Apache]] qui est très répandu chez les hébergeurs professionnels. Il faudra alors ajouter un vhost et un nom de domaine dédiés au site Symfony<ref>http://mikinfo.free.fr/index.php/configurer-les-virtualhosts-pour-symfony/</ref><ref>https://symfony.com/doc/current/setup/web_server_configuration.html</ref>. Pour le test, le domaine peut juste figurer dans <code>/etc/hosts</code>. {{attention|Le nom de domaine du site doit absolument rediriger vers le dossier /public. En effet, si on cherche à utiliser le site Symfony dans le sous-répertoire "public" d'un autre site, la page d'accueil s'affichera mais le routing ne fonctionnera pas.}} == Configurer le projet == === Paramètres dev et prod === Les différences de configuration entre le site de développement et celui de production (par exemple les mots de passe) peuvent être définies de deux façons : * Dans le dossier <code>config/packages</code>. config.yml contient la configuration commune aux sites, config_dev.yml celle de développement et config_prod.yml celle de production. * Via le composant Symfony/Dotenv (abordé au chapitre suivant). Par exemple, on constate l'absence de la barre de débogage (web_profiler) par défaut en prod. Une bonne pratique serait d'ajouter au config_dev.yml : <pre> web_profiler: toolbar: true intercept_redirects: false twig: cache: false # Pour voir tous les logs dans la console shell (sans paramètre -vvv) monolog: handlers: console: type: console process_psr_3_messages: false channels: ['!event', '!doctrine', '!console'] verbosity_levels: VERBOSITY_NORMAL: DEBUG </pre> Les fichiers .yml contenant les variables globales sont dans <u>app\config\</u>. Par exemple en SF2 et 3, le mot de passe et l'adresse de la base de données sont modifiables en éditant <code>parameters.yml</code> (non versionné et créé à partir du <code>parameters.yml.dist</code>). L'environnement de test passe par web/app_dev.php, et le mode debug y est alors activé par la ligne <code>Debug::enable();</code> (testable avec <code>%kernel.debug% = 1</code>). Depuis SF4, il faut utiliser un fichier .env non versionné à la racine du projet, dont les lignes sont injectées ensuite dans les .yaml avec la syntaxe : <code>'%env(APP_SECRET)%'</code>. Le mode debug est activé avec <code>APP_DEBUG=1</code> dans ce fichier .env. {{remarque|En YAML, on préfèrera déclarer les services avec des simples quotes car les doubles nécessitent d'échapper les antislashs.}} {{attention|Les variables d'environnement du système d'exploitation peuvent remplacer celles des .env.}} == Upgrade de version majeure == Installation ou mise à jour des versions précédentes : * [[Programmation PHP avec Symfony/Symfony 3|Symfony 3]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Symfony 4|Symfony 4]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Migration de Symfony 5 à 6|Migration de Symfony 5 à 6]] * [[Programmation PHP avec Symfony/Migration de Symfony 6 à 7|Migration de Symfony 6 à 7]] == Références == {{Références}} * {{lien web|lang=fr|url=http://trac.symfony-project.org/wiki/Resources/fr_FR|titre=Wiki officiel}} * {{lien web|lang=fr|url=https://openclassrooms.com/courses/developpez-votre-site-web-avec-le-framework-symfony|titre=Tutoriel openclassrooms.com}} * {{lien web|lang=fr|url=http://c-maneu.developpez.com/tutorial/web/php/symfony/intro/|titre=Tutoriel developpez.com}} * {{lien web|lang=en|url=http://symfony.com/pdf/Symfony_cookbook_3.1.pdf|titre=Symfony 3.1 cookbook}} : livre officiel de 500 pages * {{lien web|lang=en|url=https://knpuniversity.com/screencast/symfony|titre=Charming Development in Symfony 5}} (texte et vidéo) == Voir aussi == * [irc://irc.freenode.net/symfony #symfony] : canal IRC (#symfony sur {{w|Freenode}}) * [irc://irc.freenode.net/symfony-fr #symfony-fr] : canal IRC francophone (#symfony-fr sur {{w|Freenode}}) * https://sonata-project.org/get-started : un CMS basé sur Symfony muf3hsgzq7jqejwco77pz7cgcjoqppm 0 65780 767477 765846 2026-06-05T06:58:43Z Wikza67210 123940 Amélioration de la syntaxe. 767477 wikitext text/x-wiki Dans les chapitres précédents, nous avons vu comment représenter de l'information, la traiter et la mémoriser avec des circuits. Mais un ordinateur n'est pas qu'un amoncellement de circuits et est organisé d'une manière bien précise. Il est structuré autour de trois circuits principaux : * un '''processeur''', qui manipule l'information et donne un résultat ; * une '''mémoire''' qui mémorise les données à manipuler ; * les '''entrées/sorties''', qui permettent à l'ordinateur de communiquer avec l'extérieur. [[File:Architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Architecture d'un système à mémoire.]] Pour faire simple, le processeur est un circuit qui s'occupe de faire des calculs. Rien d'étonnant à cela. Je rappelle que tout est codé par des nombres dans un ordinateur, ce qui fait que manipuler des nombres revient simplement à faire des calculs. Un ordinateur n'est donc qu'une grosse calculatrice améliorée, et le processeur est le composant qui fait les calculs. La mémoire s'occupe purement de la mémorisation des données, des nombres sur lesquelles faire des calculs. Pour être plus précis, il y a deux mémoires : une pour les données proprement dites, une autre pour le programme à exécuter. La première est la '''mémoire RAM''', la seconde est la '''mémoire ROM'''. Nous détaillerons ce que sont ces deux mémoires dans la suite du chapitre, mais sachez que nous avions déjà rencontré ces deux types de mémoires dans les chapitres sur les registres et les mémoires adressables. Les entrées-sorties permettent au processeur et à la mémoire de communiquer avec l'extérieur et d'échanger des informations avec des périphériques. Les '''périphériques''' regroupent, pour rappel, tout ce est branché sur un ordinateur, mais n'est pas à l'intérieur de celui-ci. Le processeur, les mémoires et les entrées-sorties communiquent ensemble via un '''réseau d'interconnexions'''. Le terme est assez barbare, mais rien de compliqué sur le principe. C'est juste un ensemble de fils électriques qui relie les différents éléments d'un ordinateur. Les interconnexions sont souvent appelées le bus de communication, mais le terme est un abus de langage, comme on le verra plus bas. Afin de simplifier les explications, on va supposer que le réseau d'interconnexion est le suivant. Tout est connecté au processeur. Il y a des interconnexions entre le processeur et la mémoire RAM, d'autres interconnexions entre processeur et mémoire ROM, et d'autres entre le processeur et les entrées-sorties. Nous verrons que d'autres réseaux d'interconnexions fusionnent certaines interconnexions, pour les partager entre la ROM et la RAM, par exemple. Mais pour le moment, gardez le schéma ci-dessous en tête. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] ==Les mémoires RAM et ROM== La mémoire est le composant qui mémorise des informations, des données. Dans la majorité des cas, la mémoire est composée de plusieurs '''cases mémoire''', chacune mémorisant plusieurs bits, le nombre de bits étant identique pour toutes les cases mémoire. Dans le cas le plus simple, une case mémoire mémorise un '''octet''', un groupe de 8 bits. Mais les mémoires modernes mémorisent plusieurs octets par case mémoire : elles ont des cases mémoires de 16, 32 ou 64 bits, soit respectivement 2/4/8 octets. De rares mémoires assez anciennes utilisaient des cases mémoires contenant 1, 2, 3, 4, 5, 6 7, 13, 17, 23, 36 ou 48 bits. Mais ce n'était pas des mémoires électroniques, aussi nous allons les passer sous silence. Tout ce qu'il faut savoir est que la quasi-totalité des mémoires électronique a un ou plusieurs octets par case mémoire. Pour simplifier, vous pouvez imaginer qu'une mémoire RAM est un regroupement de registre, chacun étant une case mémoire. C'est une description pas trop mauvaise pour décrire les mémoires RAM, qu'on abordera dans ce qui suit. {|class="wikitable" |+ Contenu d'une mémoire, case mémoire de 16 bits (deux octets) |- ! Case mémoire N°1 | 0001 0110 1111 1110 |- ! Case mémoire N°2 | 1111 1110 0110 1111 |- ! Case mémoire N°3 | 0001 0000 0110 0001 |- ! Case mémoire N°4 | 1000 0110 0001 0000 |- ! Case mémoire N°5 | 1100 1010 0110 0001 |- ! ... | ... |- ! Case mémoire N°1023 | 0001 0110 0001 0110 |- ! Case mémoire N°1024 | 0001 0110 0001 0110 |} Dans ce cours, il nous arrivera de partir du principe qu'il y a un octet par case mémoire, par souci de simplification. Mais ce ne sera pas systématique. De plus, il nous arrivera d'utiliser le terme adresse pour parler en réalité de la case mémoire associée, par métonymie. ===La capacité mémoire=== Bien évidemment, une mémoire ne peut stocker qu'une quantité finie de données. Et à ce petit jeu, certaines mémoires s'en sortent mieux que d'autres et peuvent stocker beaucoup plus de données que les autres. La '''capacité''' d'une mémoire correspond à la quantité d'informations que celle-ci peut mémoriser. Plus précisément, il s'agit du nombre maximal de bits qu'une mémoire peut contenir. Elle est le produit entre le nombre de cases mémoire, et la taille en bit d'une case mémoire. Toutes les mémoires actuelles utilisant des cases mémoire d'un ou plusieurs octets, ce qui nous arrange pour compter la capacité d'une mémoire. Au lieu de compter cette capacité en bits, on préfère mesurer la capacité d'une mémoire avec le nombre d'octets qu'elle contient. Mais les mémoires des PC font plusieurs millions ou milliards d'octets. Pour se faciliter la tâche, on utilise des préfixes pour désigner les différentes capacités mémoires. Vous connaissez sûrement ces préfixes : kibioctets, mébioctets et gibioctets, notés respectivement Kio, Mio et Gio. {|class="wikitable" |- !Préfixe!!Capacité mémoire en octets!!Puissance de deux |- ||Kio||1024||2¹⁰ octets |- ||Mio||1 048 576||2²⁰ octets |- ||Gio||1 073 741 824||2³⁰ octets |} On peut se demander pourquoi utiliser des puissances de 1024, et ne pas utiliser des puissances un peu plus communes ? Dans la majorité des situations, les électroniciens préfèrent manipuler des puissances de deux pour se faciliter la vie. Par convention, on utilise souvent des puissances de 1024, qui est la puissance de deux la plus proche de 1000. Or, dans le langage courant, kilo, méga et giga sont des multiples de 1000. Quand vous vous pesez sur votre balance et que celle-ci vous indique 58 kilogrammes, cela veut dire que vous pesez 58 000 grammes. De même, un kilomètre est égal à 1000 mètres, et non 1024 mètres. Autrefois, on utilisait les termes kilo, méga et giga à la place de nos kibi, mebi et gibi, par abus de langage. Mais peu de personnes sont au courant de l'existence de ces nouvelles unités, et celles-ci sont rarement utilisées. Et cette confusion permet aux fabricants de disques durs de nous « arnaquer » : Ceux-ci donnent la capacité des disques durs qu'ils vendent en kilo, méga ou giga octets : l’acheteur croit implicitement avoir une capacité exprimée en kibi, mébi ou gibi octets, et se retrouve avec un disque dur qui contient moins de mémoire que prévu. ===Lecture et écriture : mémoires ROM et RWM=== Pour simplifier grandement, on peut grossièrement classer les mémoires en deux types : les ''Read Only Memory'' et les ''Read Write Memory'', aussi appelées mémoires ROM et mémoires RWM. Pour les '''mémoires ROM''', on ne peut pas modifier leur contenu. On peut y récupérer une donnée ou une instruction : on dit qu'on y accède en lecture. Mais on ne peut pas modifier les données qu'elles contiennent. Quant aux '''mémoires RWM''', on peut y accéder en lecture (récupérer une donnée stockée en mémoire), mais aussi en écriture : on peut stocker une donnée dans la mémoire, ou modifier une donnée existante. Tout ordinateur contient au minimum une ROM et une RWM (souvent une mémoire RAM), les deux n'ont pas exactement le même rôle. Pour simplifier, la mémoire ROM mémorise le programme à exécuter, la mémoire RWM stocke des données. Il a existé des ordinateurs où la mémoire RWM était une mémoire magnétique, voire acoustique, mais ce n'est plus le cas de nos jours. Pour les ordinateurs modernes, la mémoire RWM est une mémoire électronique appelée la '''mémoire RAM'''. La mémoire RAM est utilisée pour stocker temporairement des données que le processeur doit manipuler. La mémoire RAM est donc une mémoire RWN qui a les caractéristiques suivantes : * La mémoire RAM est une mémoire électronique, fabriquée avec des semi-conducteurs. * La mémoire RAM s'efface complètement quand on coupe l'alimentation de l'ordinateur (on dit qu'elle est volatile). * La mémoire RAM possède un temps d'accès constant aux données (quelle que soit l'adresse). Et c'est des caractéristiques que d'autres mémoires RWM n'ont pas : * Une mémoire RWM peut être magnétique (mémoires à tore de ferrite), acoustique, basées sur des CRTs (tubes Wlliams). * Une mémoire RWM peut ne pas être volatile et donc conserver les données écrites. L'exemple type étant les mémoires à tore de ferrite. Précisons cependant qu'il existe des prototypes de mémoires FERAM, MRAM et autres, qui sont des RAM non-volatiles. * Une mémoire RWN n'a pas forcément un temps d'accès constant aux données, ce n'est pas garanti pour les mémoires RWM. Par exemple, les anciens tambours magnétiques des anciens ''mainframes'' étaient des mémoires RWM non-volatiles, utilisées comme stockage temporaire. Outre le programme à exécuter, la mémoire ROM peut mémoriser des constantes, des données qui ne changent pas. Elles ne sont jamais modifiées et gardent la même valeur quoi qu'il se passe lors de l'exécution du programme. En conséquence, elles ne sont jamais accédées en écriture durant l'exécution du programme, ce qui fait que leur place est dans une mémoire ROM. La mémoire RWM est alors destinée aux données temporaires, qui changent ou sont modifiées lors de l'exécution du programme, et qui sont donc manipulées aussi bien en lecture et en écriture. La mémoire RWM mémorise alors les variables du programme à exécuter, qui sont des données que le programme va manipuler. Pour les systèmes les plus simples, la mémoire RWM ne sert à rien de plus. [[File:Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée]] Pour donner un exemple de données stockées en ROM, on peut prendre l'exemple des anciennes consoles de jeu 8 et 16 bits. Les jeux vidéos sur ces consoles étaient placés dans des cartouches de jeu, précisément dans une mémoire ROM à l'intérieur de la cartouche de jeu. La ROM mémorisait non seulement le code du jeu, le programme du jeu vidéo, mais aussi les niveaux et les ''sprites'' et autres données graphiques. Une conséquence est que les consoles 8/16 bits n'avaient pas besoin de beaucoup de RAM, comparé aux ordinateurs de l'époque, vu qu'une grande partie des données utiles étaient dans une ROM directement accessible par le processeur. À l'opposé, les micro-ordinateurs devaient copier les données d'un jeu depuis une disquette dans la mémoire RAM, ce qui demandait d'avoir plus de RAM. Le passage au support CD sur les consoles 32 bits a eu la même conséquence. Le processeur ne pouvant pas lire directement le CD à sa guise, il fallait copier les données du CD en RAM. D'où l'apparition de temps de chargement assez longs, inexistants sur support cartouche. ===L'adressage mémoire=== Sur une mémoire RAM ou ROM, on ne peut lire ou écrire qu'une case mémoire, qu'un registre à la fois : une lecture ou écriture ne peut lire ou modifier qu'une seule case mémoire. Techniquement, le processeur doit préciser à quel case mémoire il veut accéder à chaque lecture/écriture. Pour cela, chaque case mémoire se voit attribuer un nombre binaire unique, l''''adresse''', qui va permettre de le sélectionner et de l'identifier celle-ci parmi toutes les autres. En fait, on peut comparer une adresse à un numéro de téléphone (ou à une adresse d'appartement) : chacun de vos correspondants a un numéro de téléphone et vous savez que pour appeler telle personne, vous devez composer tel numéro. Les adresses mémoires en sont l'équivalent pour les cases mémoire. [[File:Adressage mémoire.png|centre|vignette|upright=2|Exemple : on demande à la mémoire de sélectionner la case mémoire d'adresse 1002 et on récupère son contenu (ici, 17).]] L'adresse mémoire est générée par le processeur. Le processeur peut parfaitement calculer des adresses, en extraire du programme qu'il exécute, et bien d'autres choses. Nous détaillerons d'ailleurs les mécanismes pour dans les chapitres portant sur les modes d'adressage du processeur. Mais pour le moment, nous avons juste besoin de savoir que c'est le processeur qui envoie des adresses aux mémoires RAM et ROM. Les adresses générées par le processeur sont alors envoyées à la RAM ou la ROM via une connexion dédiée, un ensemble de fils qui connecte le processeur à la mémoire : le '''bus d'adresse mémoire'''. L'adresse sélectionne une case mémoire, le processeur peut alors récupérer la donnée dedans pour une lecture, écrire une donnée pour l'écriture. Pour cela, un second ensemble de fil connecte le processeur à la RAM/ROM, mais cette fois-ci pour échanger des données. Il s'agit du '''bus de données mémoire'''. Les deux sont souvent regroupés sous le terme de '''bus mémoire'''. Un ordinateur contient toujours une RAM et une ROM, ce qui demande aux bus mémoire de s'adapter à la présence de deux mémoires. Il y a alors deux solutions, illustrées dans les deux schémas ci-dessous. Avec la première, il y a un seul bus mémoire partagé entre la RAM et la ROM, comme illustré ci-dessous. Une autre solution utilise deux bus séparés : un pour la RAM et un autre pour la ROM. Nous verrons les différences pratiques entre les deux à la fin du chapitre. Pour le moment, nous allons partir du principe qu'il y a un bus pour la mémoire ROM, et un autre bus pour la RAM. [[File:CPT-System-Architecture-gapfill1-ANS.svg|centre|vignette|upright=2|Architecture avec une ROM et une RAM.]] [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] ===L'alignement mémoire : introduction=== Plus haut, nous avions dit qu'il y a une adresse par case mémoire, chaque case mémoire contenant un ou plusieurs octets. Mais les processeurs modernes partent du principe que la mémoire a un octet par adresse, pas plus. Et ce même si la mémoire reliée au processeur utilise des cases mémoires de 2, 3, 4 octets ou plus. D'ailleurs, la majorité des mémoires RAM actuelle a des cases mémoires de 64 bits, soit 8 octets par case mémoire. Les raisons à cela sont multiple, mais nous les verrons en détail dans le chapitre sur l'alignement mémoire. Toujours est-il qu'il faut distinguer les '''adresses mémoire''' et les '''adresses d'octet''' gérées par le processeur. Le processeur génère des adresses d'octet, qui permettent de sélectionner un octet bien précis. L'adresse d'octet permet de sélectionner un octet parmi tous les autres. Mais la mémoire ne comprend pas directement cette adresse d'octet. Heureusement, l'octet en question est dans une case mémoire bien précise, qui a elle-même une adresse mémoire bien précise. L'adresse d'octet est alors convertie en une adresse mémoire, qui sélectionne la case mémoire adéquate, celle qui contient l'octet voulu. La case mémoire entière est lue, puis le processeur ne récupère que les données adéquates. Pour cela, des circuits d'alignement mémoire se chargent de faire la conversion entre adresses du processeur et adresse mémoire. Nous verrons cela dans le détail dans le chapitre sur l'alignement mémoire. Il existe des mémoires qui n'utilisent pas d'adresses mémoire, mais passons : ce sera pour la suite du cours. ==Le processeur== Dans les ordinateurs, l'unité de traitement porte le nom de '''processeur''', ou encore de '''''Central Processing Unit''''', abrévié en CPU. Le rôle principal du processeur est de faire des calculs. La plupart des processeurs actuels supportent au minimum l'addition, la soustraction et la multiplication. Quelques processeurs ne gèrent pas la division, qui est une opération très gourmande en circuit, peu utilisée, très lente. Il arrive que des processeurs très peu performants ne gèrent pas la multiplication, mais c'est assez rare. Un processeur ne fait pas que des calculs. Tout processeur est conçu pour effectuer un nombre limité d'opérations bien précises, comme des calculs, des échanges de données avec la mémoire, etc. Ces opérations sont appelées des '''instructions'''. Les plus intuitives sont les '''instructions arithmétiques''', qui font des calculs, comme l'addition, la soustraction, la multiplication, la division. Mais il y a aussi des '''instructions d'accès mémoire''', qui échangent des données entre la mémoire RAM et le processeur. Les autres instructions ne sont pas très intuitives, aussi passons-les sous silence pour le moment, tout deviendra plus clair dans les chapitres sur le processeur. ===Le processeur exécute un programme, une suite d'instructions=== Tout processeur est conçu pour exécuter une suite d'instructions dans l'ordre demandé, cette suite s'appelant un '''programme'''. Ce que fait le processeur est défini par la suite d'instructions qu'il exécute, par le programme qu'on lui demande de faire. Les instructions sont exécutées dans un ordre bien précis, les unes après les autres. L'ordre en question est décidé par le programmeur. La totalité des logiciels présents sur un ordinateur sont des programmes comme les autres. Le programme à exécuter est stockée dans la mémoire de l'ordinateur. C'est ainsi que l'ordinateur est rendu programmable : modifier le contenu de la mémoire permet de changer le programme exécuté. Mine de rien, cette idée de stocker le programme en mémoire est ce qui a fait que l’informatique est ce qu'elle est aujourd’hui. C'est la définition même d'ordinateur : appareil programmable qui stocke son programme dans une mémoire modifiable. Une instruction est codée comme les données : sous la forme de suites de bits. Telle suite de bit indique qu'il faut faire une addition, telle autre demande de faire une soustraction, etc. Pour simplifier, nous allons supposer qu'il y a une instruction par adresse mémoire. Sur la grosse majorité des ordinateurs, les instructions sont placées les unes à la suite des autres dans l'ordre où elles doivent être exécutées. Un programme informatique n'est donc qu'une vulgaire suite d'instructions stockée quelque part dans la mémoire de l'ordinateur. {|class="wikitable" |+ Exemple de programme informatique |- ! Adresse ! Instruction |- ! 0 | Copier le contenu de l'adresse 0F05 dans le registre numéro 5 |- ! 1 | Charger le contenu de l'adresse 0555 dans le registre numéro 4 |- ! 2 | Additionner ces deux nombres |- ! 3 | Charger le contenu de l'adresse 0555 |- ! 4 | Faire en XOR avec le résultat antérieur |- ! ... | ... |- ! 5464 | Instruction d'arrêt |} Pour exécuter une suite d'instructions dans le bon ordre, le processeur détermine à chaque cycle quelle est la prochaine instruction à exécuter. Pour cela, le processeur mémorise l'adresse de l'instruction en cours dans un registre : le '''Program Counter'''. Je rappelle que des instructions consécutives sont dans des adresses consécutives. Pour passer à la prochaine instruction, il suffit donc d'incrémenter le ''program counter''. : Si une instruction prend plusieurs octets, plusieurs adresses, il suffit de l'incrémenter du nombre d'octets/adresses. D'autres processeurs font autrement : chaque instruction précise l'adresse de la suivante, directement dans la suite de bit représentant l'instruction en mémoire. Ces processeurs n'ont pas besoin de calculer une adresse qui leur est fournie sur un plateau d'argent. Sur des processeurs aussi bizarres, pas besoin de stocker les instructions en mémoire dans l'ordre dans lesquelles elles sont censées être exécutées. Mais ces processeurs sont très très rares et peuvent être considérés comme des exceptions à la règle. Nous venons de voir qu'un processeur contient un registre appelé le ''program counter''. Mais il n'est pas le seul. Pour pouvoir fonctionner, tout processeur doit mémoriser un certain nombre d’informations nécessaires à son fonctionnement, qui sont mémorisées dans des '''registres de contrôle'''. La plupart ont des noms assez barbares (registre d'état, ''program counter'') et nous ne pouvons pas en parler à ce moment du cours. Nous les verrons en temps voulu, mais il est important de préciser qu'ils existent. ===L'intérieur d'un processeur=== Fort de ce que nous savons, nous pouvons expliquer ce qu'il y a à l'intérieur d'un processeur. Le premier point est qu'un processeur fait des calculs, ce qui implique qu'il contient des circuits de calcul. Ils sont regroupés dans une ou plusieurs '''unités de calcul'''. Nous avons déjà vu comment fabriquer une unité de calcul simple, dans un chapitre dédié, et c'est la même qui est présente dans un processeur. Du moins dans les grandes lignes, les circuits des processeurs modernes étant particulièrement optimisés. Il en est de même pour les autres circuits de calcul comme ceux pour les multiplications/division/autres. Si le processeur fait des calculs, qu'en est-il des opérandes ? Et où sont mémorisés les résultats des opérations ? Pour cela, le processeur incorpore des '''registres généraux'''. Les registres généraux servent à mémoriser les opérandes et résultats des instructions. Ils mémorisent des données, contrairement aux registres de contrôle mentionnés plus haut. Le nombre de registres généraux dépend grandement du processeur. Les tout premiers processeurs se débrouillaient avec un seul registre, mais les processeurs actuels utilisent plusieurs registres, pour mémoriser plusieurs opérandes/résultats. Mais la présence de registres est source de pas mal de petites complications. Par exemple, il faut échanger les données entre la RAM et les registres, il faut gérer l'adressage des registres, etc. Il s'agit là de détails que nous expliquerons dans les chapitres sur le processeur. Le processeur contient enfin un circuit pour interpréter les instructions, appelé l''''unité de contrôle'''. Elle lit les instructions depuis la mémoire, interprète la suite de bit associée, et commande le reste du processeur pour qu'il exécute l'instruction. Ses fonctions sont assez variées, mais nous allons simplifier en disant qu'elle configure l'unité de calcul et les registres pour faire le bon calcul. Son rôle est d'analyser la suite de bit qui constitue l'instruction, et d'en déduire quelle opération effectuer. Elle gère aussi l'accès à la mémoire RAM, et notamment ce qui est envoyé sur son bus d'adresse. : Dans ce qui suit, on suppose que le ''program counter'' fait partie de l'unité de contrôle. Pour résumer, un processeur contient une unité de calcul, des registres et une interface avec la mémoire RAM. Le tout est interconnecté, afin de pouvoir échanger des données. L’ensemble forme le '''chemin de données''', nom qui trahit le fait que c'est là que les données se déplacent et sont traitées. Il faut aussi ajouter l'unité de contrôle pour commander le tout. Elle lit les instructions en mémoire, puis commande le chemin de données pour que l'instruction soit exécutée correctement. [[File:Microarchitecture d'un processeur.png|centre|vignette|upright=2|Microarchitecture d'un processeur]] Un processeur parait donc assez simple expliqué comme ça, mais il y a de nombreuses subtilités. L'une d'entre elle est liée aux registres, et notamment à la manière dont on les utilise. Pour expliquer ces subtilités, nous allons voir comment les premiers processeurs fonctionnaient, avant de passer aux processeurs un peu plus modernes. Les tout premiers processeurs n'utilisaient qu'un seul registre, ce qui fait que l'utilisation des registres était très simple. Le passage à plusieurs registres a complexifié le tout. ===D'où viennent les adresses ?=== Il est maintenant temps de répondre à une question qui s'était posée dans la section sur l'adressage : d'où viennent les adresses envoyées à la mémoire ? Pour ce qui est des adresses des instructions, on connait déjà la réponse : c'est le ''program counter'' qui gère tout. Mais pour les données, il y a deux possibilités, qui correspondent à deux types de données : les données statiques et les données dynamiques. Les '''données statiques''' sont les plus simples : elles existent durant toute la durée de vie du programme. Tant que celui-ci s'exécute, il aura besoin de ces données. En conséquence, il leur réserve une place en mémoire, qui est toujours la même. La donnée se situe donc à une adresse bien précise, qui ne change jamais. Attention cependant : les données peuvent être modifiées, changer de valeur. Le programme écrit dans les donnée statiques, c'est même assez fréquent. Ce sont ne sont pas forcément des données constantes ! Pour les données statiques, elles sont toujours placées à la même adresse mémoire. Pour le dire autrement, l'adresse mémoire est une constante, qui ne change pas. L'adresse est connue avant d’exécuter le programme, le programme a été codé pour utiliser cette adresse pour telle donnée, on a réservé une adresse pour la donnée voulue. Et même si vous quittez le programme et vous le relancez plusieurs jours après, l'adresse mémoire sera la même avant et après. Et cela permet d'utiliser l''''adressage direct'''. L'idée est que les instructions précisent donc l'adresse à lire ou écrire. Pour cela, l'adresse est intégrée dans l’instruction elle-même. Pour rappel, l'instruction est codée par une suite de bit en mémoire RAM/ROM, dont certains précisent l'opération à faire, les autres servant à autre chose. L'idée est que certains bits précisent l'adresse mémoire de la donnée à lire. Les instructions sont donc du genre : * ''LOAD 56'' - lit l'adresse numéro 56 et copie son contenu dans un registre; * ''STORE R5 , adress 99'', copie le registre R5 dans l'adresse 99 ; * ''ADD R5 , adress 209'' : additionne le registre R5 avec le contenu de l'adresse 209. S'il existe des données statiques, c'est signe qu'il existe des '''données dynamiques'''. Ces dernières sont des données qui sont créées ou détruites selon les besoins. Pour comprendre d'où viennent ces données dynamiques, prenons le cas d'une personne qui écrit du texte sur un ordinateur. Le texte qu'il écrit est mémorisé dans la RAM de l’ordinateur, puis est sauvegardé sur le disque dur quand il sauvegarde son document. Au fur et à mesure qu'il écrit du texte, la RAM utilisée par ce texte augmente. Donc, ce texte est une donnée dynamique, dont la taille varie dans le temps. Pour gérer des données dynamiques, la plupart des systèmes d'exploitation incorporent des fonctionnalités d''''allocation mémoire'''. Derrière ce nom barbare, se cache quelque chose de simple : les programmes peuvent réclamer de la mémoire au système d'exploitation, pour y placer les données qu'ils souhaitent. Les langages de programmation bas niveau supportent des fonctions comme malloc(), qui permettent de demander un bloc de mémoire de N octets à l'OS, qui doit alors accommoder la demande. De même, un programme peut libérer de la mémoire qu'il n'utilise plus avec des fonctions comme free(). Avec l'allocation mémoire, les données n'ont pas de place fixe en mémoire. Leur adresse mémoire peut varier d'une exécution du programme à l'autre. Pire que ça : les données peuvent être déplacées dans la mémoire RAM, si besoin. En clair : l'adresse est déterminée lors de l'exécution du programme. L'adresse est alors soit calculée, soit lue depuis la mémoire RAM, soit déterminée autrement. Toujours est-il qu'elle se retrouve dans un registre général. Pour gérer ces adresse variables, les processeurs utilisent l''''adressage indirect'''. L'adressage indirect permet d'utiliser une adresse qui est dans un registre de données. L'adresse en question peut être envoyée à la mémoire RAM sans problème, le processeur peut automatiquement connecter le registre adéquat sur le bus d'adresse. Au tout début de l'informatique, les processeurs ne supportaient que l'adressage direct, pas plus. L'adressage indirect n'était tout simplement pas possible. Avec l'adressage direct, l'adresse à lire est extraite directement des instructions, par l'unité de contrôle. Le bus d'adresse de la RAM est alors relié directement à l'unité de contrôle, le bus de données est relié aux registres. [[File:Architecture Harvard avec adressage direct uniquement.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard avec adressage direct uniquement]] Mais dès les années 70, l'adressage indirect est apparu, rendant la programmation bien plus simple. Mais cela a demandé quelques adaptation au niveau du processeur. Avec l'adressage indirect, le bus d'adresse est connecté aux registres. Il a donc fallu rajouter un multiplexeur pour que le processeur décide de relier le bus d'adresse soit aux registres, soit à l'unité de contrôle. ===Un ordinateur peut avoir plusieurs processeurs=== La plupart des ordinateurs n'ont qu'un seul processeur, ce qui fait qu'on désigne avec le terme d''''ordinateurs mono-processeur'''. Mais il a existé (et existe encore) des '''ordinateurs multi-processeurs''', avec plusieurs processeurs sur la même carte mère. L'idée était de gagner en performance : deux processeurs permettent de faire deux fois plus de calcul qu'un seul, quatre permettent d'en faire quatre fois plus, etc. C'est très courant sur les supercalculateurs, des ordinateurs très puissants conçus pour du calcul industriel ou scientifique, mais aussi sur les serveurs ! Dans le cas le plus courant, ils utilisent plusieurs processeurs identiques : on utilise deux processeurs Core i3 de même modèle, ou quatre Pentium 3, etc. Pour utiliser plusieurs processeurs, les programmes doivent être adaptés. Pour cela, il y a plusieurs possibilités : * Une première possibilité, assez intuitive, est d’exécuter des programmes différents sur des processeurs différents. Par exemple, on exécute le navigateur web sur un processeur, le lecteur vidéo sur un autre, etc. * La seconde option est de créer des programmes spéciaux, qui utilisent plusieurs processeurs. Ils répartissent les calculs à faire sur les différents processeurs. Un exemple est la lecture d'une vidéo sur le web : un processeur peut télécharger la vidéo pendant le visionnage et bufferiser celle-ci, un autre processeur peut décoder la vidéo, un autre décoder l'audio. De tels programmes restent des suites d'instructions, mais ils sont plus complexes que les programmes normaux, aussi nous les passons sous silence. * La troisième option est d’exécuter le même programme sur les différents processeurs, mais chaque processeur traite son propre ensemble de données. Par exemple, pour un programme de rendu 3D, quatre processeurs peuvent s'occuper chacun d'une portion de l'image. [[File:Architecture de Von Neumann Princeton multi processeurs.svg|centre|vignette|upright=2|Architecture de Von Neumann Princeton multi processeurs]] De nos jours, les ordinateurs grand public les plus utilisés sont dans un cas intermédiaire, ils ne sont ni mono-, ni multi-processeur. Ils n'ont qu'un seul processeur, dans le sens où si on ouvre l'ordinateur et qu'on regarde la carte mère, il n'y a qu'un seul processeur. Mais ce processeur est en réalité assez similaire à un regroupement de plusieurs processeurs dans le même boitier. Il s'agit de '''processeurs multicœurs''', qui contiennent plusieurs cœurs, chaque cœur pouvant exécuter un programme tout seul. La différence entre cœur et processeur est assez difficile à saisir, mais pour simplifier : un cœur est l'ensemble des circuits nécessaires pour exécuter un programme. Chaque cœur dispose de toute la machinerie électronique pour exécuter un programme, à savoir des circuits aux noms barbares comme : un séquenceur d'instruction, des registres, une unité de calcul. Par contre, certains circuits d'un processeur ne sont présents qu'en un seul exemplaire dans un processeur multicœur, comme les circuits de communication avec la mémoire ou les circuits d’interfaçage avec la carte mère. Suivant le nombre de cœurs présents dans notre processeur, celui-ci sera appelé un processeur double-cœur (deux cœurs), quadruple-cœur (4 cœurs), octuple-cœur (8 cœurs), etc. Un processeur double-cœur est équivalent à avoir deux processeurs dans l'ordinateur, un processeur quadruple-cœur est équivalent à avoir quatre processeurs dans l'ordinateur, etc. Ces processeurs sont devenus la norme dans les ordinateurs grand public et les logiciels et systèmes d'exploitation se sont adaptés. ===Les coprocesseurs=== Quelques ordinateurs assez anciens disposaient de '''coprocesseurs''', des processeurs qui complémentaient un processeur principal. Les ordinateurs de ce type avaient un processeur principal, le '''CPU''', qui était secondé par un ou plusieurs coprocesseurs. Sauf exception, le CPU et le coprocesseur exécutent des programmes différents, ils travaillent en parallèle. Les coprocesseurs les plus connus sont les '''coprocesseurs pour le rendu 2D/3D'''. Ils ont eu leur heure de gloire sur les anciennes consoles de jeux vidéo, comme Super Nintendo, la Playstation et autres consoles de cette génération ou antérieure. Ils s'occupaient respectivement de calculer les graphismes des jeux vidéos. De nos jours, ils ont été remplacés par des cartes graphiques, ou des ''Graphic Processing Units'', qui ne sont pas considérées comme des coprocesseurs. Les '''coprocesseurs sonores''' sont une sorte d'ancêtre des cartes son, utilisés sur les anciennes consoles de jeux vidéo, comme La Nintendo 64, la Playstation et autres consoles antérieures. Ils s'occupaient respectivement de calculer tout ce qui a trait au son. Pour donner un exemple, on peut citer la console Neo-géo, qui disposait de deux processeurs travaillant en parallèle : un processeur principal, et un coprocesseur sonore. Le processeur principal était un Motorola 68000, alors que le coprocesseur sonore était un processeur Z80. L'accès aux périphériques est quelque chose sur lequel nous passerons plusieurs chapitres dans ce cours. Mais sachez que l'accès aux périphériques peut demander pas mal de puissance de calculs. Le CPU principal peut faire ce genre de calculs par lui-même, mais il n'est pas rare qu'un '''coprocesseur d'IO''' soit dédié à l'accès aux périphériques. Un exemple assez récent est celui de la console de jeu Nintendo 3DS. Elle disposait d'un processeur principal de type ARM9, d'un coprocesseur pour les divisions qu'on abordera plus bas, et d'un second processeur ARM7. L'ARM 7 était utilisé comme coprocesseur d'I/O, ainsi que pour l'émulation de la console GBA. [[File:Asmp 2.gif|centre|vignette|upright=2|Co-processeur pour l'accès aux entrées-sorties.]] Les '''coprocesseurs arithmétiques''' sont un peu à part des autres. Ils sont spécialisés dans les calculs en virgule flottante. Ils étaient utilisés à une époque où les CPU ne géraient que des calculs entiers (en binaire ou en BCD). Un exemple est le coprocesseur flottant x87, complémentaire des premiers processeurs Intel x86. Il y a eu la même chose sur les processeurs Motorola 68000, avec deux coprocesseurs flottants appelés les Motorola 68881 et les Motorola 68882. Un exemple récent de coprocesseur est celui utilisé sur la console de jeu Nintendo DS. La console utilisait deux processeurs, un ARM9 et un ARM7, qui ne pouvaient pas faire de division entière. Il s'agit pourtant d'opérations importantes dans le cas du rendu 3D, ce qui fait que les concepteurs de la console ont rajouté un coprocesseur spécialisé dans les divisions entières et les racines carrées. Le coprocesseur était adressable directement par le processeur, comme peuvent l'être la RAM ou les périphériques. ==Les entrées-sorties== Tous les circuits vus précédemment traitent des données codées en binaire. Ceci dit, les données ne sortent pas de n'importe où : l'ordinateur contient des composants électroniques qui traduisent des informations venant de l’extérieur en nombres. Ces composants sont ce qu'on appelle des '''entrées'''. Par exemple, le clavier est une entrée : l'électronique du clavier attribue un nombre entier (''scancode'') à une touche, nombre qui sera communiqué à l’ordinateur lors de l'appui d'une touche. Pareil pour la souris : quand vous bougez la souris, celle-ci envoie des informations sur la position ou le mouvement du curseur, informations qui sont codées sous la forme de nombres. La carte son évoquée il y a quelques chapitres est bien sûr une entrée : elle est capable d'enregistrer un son, et de le restituer sous la forme de nombres. S’il y a des entrées, on trouve aussi des '''sorties''', des composants électroniques qui transforment des nombres présents dans l'ordinateur en quelque chose d'utile. Ces sorties effectuent la traduction inverse de celle faite par les entrées : si les entrées convertissent une information en nombre, les sorties font l'inverse : là où les entrées encodent, les sorties décodent. Par exemple, un écran LCD est un circuit de sortie : il reçoit des informations, et les transforme en image affichée à l'écran. Même chose pour une imprimante : elle reçoit des documents texte encodés sous forme de nombres, et permet de les imprimer sur du papier. Et la carte son est aussi une sortie, vu qu'elle transforme les sons d'un fichier audio en tensions destinées à un haut-parleur : c'est à la fois une entrée, et une sortie. Les '''entrées-sorties''' incluent toutes les entrées et sorties, et même certains composants qui sont les deux à la fois. Il s'agit d'un terme générique, qui regroupe des composants forts différents. Dans ce qui va suivre, nous allons parfois parler de périphériques au lieu d'entrées-sorties, mais les deux termes ne sont pas équivalents. Dans le détail, les entrées-sorties regroupent : * Les '''périphériques''' sont les composants connectés sur l'unité centrale. Exemple : les claviers, souris, webcam, imprimantes, écrans, clés USB, disques durs externes, la Box internet, etc. * Les '''cartes d'extension''', qui se connectent sur la carte mère via un connecteur, comme les cartes son ou les cartes graphiques. * D'autres composants sont soudés à la carte mère mais sont techniquement des entrées-sorties : les cartes sons soudées sur les cartes mères actuelles, par exemple. ===L'interface avec le reste de l'ordinateur=== Les entrées-sorties sont très diverses, fonctionnent très différemment les unes des autres. Mais du point de vue du reste de l'ordinateur, les choses sont relativement standardisées. Du point de vue du processeur, les entrées-sorties sont juste des paquets de registres ! Tous les périphériques, toutes les entrées-sorties contiennent des '''registres d’interfaçage''', qui permettent de faire l'intermédiaire entre l'entrée/sortie et le reste de l'ordinateur. L'entrée/sortie est conçu pour réagir automatiquement quand on écrit dans ces registres. [[File:Registres d'interfaçage.png|centre|vignette|upright=2|Registres d'interfaçage.]] Les registres d’interfaçage sont assez variés. Les plus évidents sont les '''registres de données''', qui permettent l'échange de données entre le processeur et les périphériques. Pour échanger des données avec l'entrée/sortie, le processeur a juste à lire ou écrire dans ces registres de données. On trouve généralement un registre de lecture et un registre d'écriture, mais il se peut que les deux soient fusionnés en un seul registre d’interfaçage de données. Si le processeur veut envoyer une donnée à une entrée/sortie, il a juste à écrire dans ces registres. Inversement, s'il veut lire une donnée, il a juste à lire le registre adéquat. Mais le processeur ne fait pas que transmettre des données à l'entrée/sortie. Le processeur lui envoie aussi des « commandes », des valeurs numériques auxquelles l'entrée/sortie répond en effectuant un ensemble d'actions préprogrammées. En clair, ce sont l'équivalent des instructions du processeur, mais pour l'entrée/sortie. Par exemple, les commandes envoyées à une carte graphique peuvent être : affiche l'image présente à cette adresse mémoire, calcule le rendu 3D à partir des données présentes dans ta mémoire, etc. Pour recevoir les commandes, l'entrée/sortie contient des ''registres de commande'' qui mémorisent les commandes envoyées par le processeur. Quand le processeur veut envoyer une commande à l'entrée/sortie, il écrit la commande en question dans ce ou ces registres. Enfin, beaucoup d'entrée/sortie ont un ''registre d'état'', lisible par le processeur, qui contient des informations sur l'état de l'entrée/sortie. Ils servent notamment à indiquer au processeur que l'entrée/sortie est disponible, qu'il est en train d’exécuter une commande, qu'il est occupé, qu'il y a un problème, qu'il y a une erreur de configuration, etc. ===Les adresses des registres d’interfaçage=== Les registres des périphériques sont identifiés par des adresses mémoires. Et les adresses sont conçues de façon à ce que les adresses des différentes entrées/sorties ne se marchent pas sur les pieds. Chaque entrée/sortie, chaque registre, chaque contrôleur a sa propre adresse. D'ordinaire, certains bits de l'adresse indiquent quel est le destinataire. Certains indiquent quel est l'entrée/sortie voulue, les restants indiquant le registre de destination. Il existe deux organisations possibles pour les adresses des registres d’interfaçages. La première possibilité est de séparer les adresses pour les registres d’interfaçage et les adresses pour la mémoire. Le processeur doit avoir des instructions séparées pour gérer les périphériques et adresser la mémoire. Il a des instructions de lecture/écriture pour lire/écrire en mémoire, et d'autres pour lire/écrire les registres d’interfaçage. Sans cela, le processeur ne saurait pas si une adresse est destinée à un périphérique ou à la mémoire. [[File:Espaces d'adressages séparés entre mémoire et périphérique.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressages séparés entre mémoire et périphérique]] L'autre méthode mélange les adresses mémoire et des entrées-sorties. Si on prend par exemple un processeur de 16 bits, où les adresses font 16 bits, alors les 65536 adresses possibles seront découpées en deux portions : une partie ira adresser la RAM/ROM, l'autre les périphériques. On parle alors d''''entrées-sorties mappées en mémoire'''. L'avantage est que le processeur n'a pas besoin d'avoir des instructions séparées pour les deux. [[File:IO mappées en mémoire.png|centre|vignette|upright=2.0|IO mappées en mémoire]] Pour résumer, communiquer avec une entrée/sortie est similaire à ce qu'on a avec les mémoires. Il suffit de lire ou écrire dans des registres d’interfaçage, qui ont chacun une adresse mémoire. Le problème est que le système d'exploitation ne connaît pas toujours le fonctionnement d'une entrée/sortie : il faut installer un programme qui va s'exécuter quand on souhaite communiquer avec l'entrée/sortie, et qui s'occupera de tout ce qui est nécessaire pour le transfert des données, l'adressage du périphérique, etc. Ce petit programme est appelé un driver ou '''pilote de périphérique'''. La « programmation » périphérique est très simple : il suffit de savoir quoi mettre dans les registres, et c'est le pilote qui s'en charge. ==Les architectures Harvard et Von Neumann== Après avoir vu le processeur, les mémoires et les entrées-sorties, voyons voir comment le tout est interconnecté. Tous les ordinateurs ne sont pas organisés de la même manière, pour ce qui est de leurs bus. Mais pour comprendre pourquoi, nous devons regarder qui communique avec qui, dans un ordinateur. Pour rappel, les données sont placées en mémoire RAM, alors que les instructions sont placées en mémoire ROM. Le processeur lit des instructions dans la mémoire ROM, il lit et écrit dans la mémoire RAM, et accède aux registres d’interfaçage des entrées-sorties. Il y a donc besoins de trois interconnexions : CPU-ROM, CPU-RAM et CPU-IO. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] Il parait intéressant d'utiliser trois interconnexions, au minimum CPU-ROM, CPU-RAM et CPU-IO. Néanmoins, faire ainsi a de nombreux désavantages. Déjà, il faut pouvoir brancher tout ça sur le processeur. Et celui-ci n'a pas forcément assez de broches pour. Aussi, il est parfois préférable de mutualiser des bus, à savoir de connecter plusieurs composants sur un même bus. Par exemple, on peut mutualiser le bus pour la mémoire RAM et pour la mémoire ROM. Il faut dire que les deux bus sont des bus mémoire, avec un bus d'adresse, un bus de données, et surtout : des bus de commande similaires. Les mutualiser est alors très simple, et permet d'économiser pas mal de broches. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard]] Cette mutualisation nous amène naturellement à parler de la distinction entre les architectures Harvard d'un côté et les architectures Von Neumann de l'autre. Elle est très liée au fait d'utiliser soit un bus mémoire unique, soit des bus séparés pour la ROM et la RAM. Voyons cela en détail. ===Les architectures Harvard et Von Neumann : des bus séparés ou unifiés=== Avec l''''architecture Harvard''', la mémoire ROM et la mémoire RAM sont reliées au processeur par deux bus séparés. Il y a un bus RAM pour la mémoire RAM, un bus ROM pour la mémoire ROM. L'avantage de cette architecture est qu'elle permet de charger une instruction et une donnée simultanément : une instruction chargée sur le bus relié à la mémoire programme, et une donnée chargée sur le bus relié à la mémoire de données. Et cela simplifie fortement la conception du processeur. [[File:Harvard Architecture.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard, avec une ROM et une RAM séparées.]] Avec l''''architecture Von Neumann''', mémoire ROM et mémoire RAM sont reliées au processeur par un bus unique. Le bus unique qui relie processeur, RAM et ROM, s'appelle le '''bus mémoire'''. Un défaut de ces architecture est qu'elles ne peuvent pas charger une instruction et une donnée en même temps. Et cela pose quelques problèmes pour la conception du processeur. Par contre, nous verrons dans ce qui suit qu'utiliser un bus mémoire partagé est bien plus flexible et permet des choses que les architectures Harvard ne peuvent pas faire. [[File:Architecture Von Neumann, avec deux bus séparés.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann, avec deux bus séparés.]] ===Les architectures Harvard et Von Neumann : des espaces d'adressage séparés ou unifiés=== La distinction précédente se base sur les connexions entre RAM, ROM et processeur. Mais il existe une autre distinction, très liée, qui est souvent utilisée comme seconde définition des architectures Harvard/Von Neumann. Elle est liée aux adresses mémoire que le processeur peut gérer. Prenons un processeur 16 bits, par exemple, qui gère naturellement des adresses de 16 bits. Il peut gérer 2^16 adresses, soit 64 kibioctets de mémoire. L'ensemble de ces adresses est appelé un '''espace d'adressage'''. Mais comment cet espace d'adressage est utilisé pour adresser une RAM et une ROM ? Sur les architectures Harvard, le processeur voit deux mémoires séparées avec leur lot d'adresses distinctes. Une même adresse peut donc correspondre soit à la mémoire ROM, soit à la mémoire RAM, suivant le bus utilisé. L'espace d'adressage est donc doublé, dupliqué, avec un pour la ROM, un autre pour la RAM. Rien d'étonnant à cela : il y a deux bus d'adresses, chacun correspondant à un espace d'adressage. [[File:Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Harvard.]] Avec l'architecture Von Neumann, la RAM et la ROM doivent se partager les adresses mémoires disponibles. Il n'y a qu'un seul espace d'adressage qui est coupé en deux, avec une partie pour la ROM et une autre pour la RAM. Une adresse correspond soit à la mémoire RAM, soit à la mémoire ROM, mais pas aux deux. Typiquement, la mémoire ROM occupe une partie des adresses, la mémoire RAM utilise le reste. La répartition des adresses est réalisée par les circuits de décodage d'adresse mentionnés plus haut. [[File:Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Von Neumann.]] Les '''architectures Harvard modifiées''' sont des intermédiaires entre architectures Harvard et architectures Von Neumann, bien qu'elles penchent bien plus du côté des architectures Harvard. Précisons que la terminologie n'est pas claire, beaucoup d'auteurs mettent des définitions différentes derrière ces deux termes. Mais dans ce cours, nous utiliserons une définition très stricte de ce qu'est une architecture Harvard modifiée. Une architecture Harvard modifiée est une architecture Harvard, où le processeur peut lire des données constantes depuis la mémoire ROM. Nous avions vu plus haut que les mémoires ROM peuvent mémoriser, en plus d'un programme exécutable, des données constantes, qui ne varient pas. Les architectures Harvard pures ne permettent pas de lire des données de ce genre depuis la mémoire ROM, alors que les architectures Harvard modifiées le permettent. Une architecture Harvard modifiée dispose d'une instruction pour lire les données en mémoire RWM, et d'une instruction pour lire des données en mémoire ROM. Il y a donc deux versions de l'instruction LOAD, qui copient la donnée dans un registre général, mais dont la source de la donnée est différente. Une autre possibilité, plus rare, est que une instruction de copie, qui copie une constante depuis la mémoire ROM vers la mémoire RAM. Le cas le plus commun est l'utilisation de deux instructions LOAD séparées. [[File:Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée]] Ceci étant dit, revenons à la distinction entre architecture Harvard et Von Neumann. Il faut noter que la RAM et la ROM n'ont pas forcément la même taille. Et ce que ce soit sur une architecture Harvard que sur une architecture Von Neumann, mais c'est plus facile à expliquer sur une architecture Harvard. On peut par exemple imaginer une architecture Harvard qui utilise des adresses de 16 bits pour la ROM, et seulement 8 bits pour la RAM. Le résultat est qu'il peut adresser 64 kibioctets de ROM, mais seulement 256 octets de RAM. Les deux bus d'adresse sont alors de taille différente, l'un faisant 8 bits, l'autre 16. Quelques processeurs 8 bits étaient dans ce cas, comme on le verra dans le chapitre sur les CPU 8bits. Mais d'autres processeurs utilisent des valeurs différentes, avec par exemple des adresses de 16 bits pour la RAM, mais de 20 bits pour la ROM, ou inversement. Sur une architecture Von Neumann, tout dépend de comment les adresses sont réparties. La solution la plus simple découpe l'espace d'adressage en deux parties égales, avec la RAM qui est dans la moitié basse (qui part de l'adresse 0 jusqu'à l'adresse au milieu), alors que la ROM est dans la moitié haute (entre l'adresse du milieu et l'adresse maximale). Mais ce n'est pas la seule possibilité, la limite entre RAM et ROM peut être mise n'importe où. Prenons par exemple un processeur 32 bits, capable de gérer 4 milliards d'adresse. Il est parfaitement possible de réserver 128 mébioctets de poids fort à la mémoire ROM, et de laisser le reste à la mémoire RAM. ===Le décodage d'adresse sur les architectures Von Neumann=== Pour résumer, les architectures Harvard et Von Neumann se distinguent sur deux points : * L'accès à la RAM et à la ROM se font par des bus séparés sur l'architecture Harvard, sur le même bus avec l'architecture Von Neumann. * Les adresses pour la mémoire ROM et la mémoire RAM sont séparées sur les architectures Harvard, partagées sur l’architecture Von Neumann. Les architectures Von Neumann utilisent donc un seul bus pour connecter la RAM et la ROM au processeur. Mais cela ne parait pas intuitif : comment deux composants peuvent se connecter aux mêmes fils ? Parce que c'est ce qu'implique le fait de partager un bus. Si je prends une mémoire RAM et une mémoire ROM, toutes deux de 8 bits, elles seront connectées à un bus mémoire de 8 bits. Intuitivement, on se dit qu'il y aura des conflits, du genre : la RAM et la ROM vont accéder au bus en même temps, comment savoir si une adresse est destinée à la RAM ou la ROM, etc ? Tous ces problèmes sont résolus avec une solution très simple : à chaque instant, seule une mémoire est connectée au bus. L'idée est que les mémoires sont connectées ou déconnectées du bus selon les besoins. Si le processeur veut envoyer lire une donnée en mémoire RAM, il déconnecte la mémoire ROM du bus. Et inversement, s'il veut lire une instruction, il déconnecte la RAM et connecte la ROM. Pour cela, les mémoires RAM et ROM possèdent une entrée ''Chip Select'' ou ''Output Enable'', qui agit comme une sorte de bouton ON/OFF. Lorsqu'on met un 1 sur cette entrée, la mémoire se connectera au bus. Ses entrées et sorties fonctionneront normalement, elle pourra recevoir des adresses, envoyer ou recevoir des données, tout sera normal. Par contre, si on met un 0 sur cette entrée, la mémoire se "désactive", ses entrée-sorties ne répondent plus aux sollicitations extérieures. Pire que ça : elles sont électriquement déconnectées. Au total, tout cela demande de gérer deux bit ''Chip Select''/''Output Enable'' : un pour la RAM, un pour la ROM. Et ces deux bits sont configurés pour chaque accès mémoire, pour chaque lecture ou écriture. Pour cela, un circuit de '''décodage d'adresse''' prend en entrée l'adresse mémoire à lire/écrire, et active/désactive les mémoires RAM/ROM selon les besoins. Il prend l'adresse et configure les bits ''Chip Select''/''Output Enable''. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann.]] L'implémentation la plus simple réserve la moitié des adresses pour la RAM, l'autre moitié pour la ROM. Typiquement, la ROM prend la moitié basse, la RAM la moitié haute. Dans ce cas, activer/désactiver la RAM et la ROM se fait avec seulement le bit de poids fort de l'adresse. Si le bit de poids fort est à 1, alors on accède à la RAM et la ROM doit être désactivée. Mais si ce bit est à 0, alors on accède à la moitié basse et il faut désactiver la RAM. Une remarque intéressante : le fait de séparer la mémoire en deux parts égales permet de simuler une architecture Harvard à partir d'une architecture Von Neumann. Par exemple, le tout premier processeur d'Intel, le 4004, était l'un de ceux là. La RAM et la ROM sont reliés au même bus, et il y a donc un unique espace d'adressage, qui est séparé en deux parties égales. Le truc est que le processeur traite les deux parties égales comme deux espaces d'adressage séparés. Le processeur se débrouille pour cacher le fait qu'il y a un espace d'adressage unique coupé en deux, ce qui fait que les programmeurs voient bien deux espaces d'adressages distincts. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann basique.png|centre|vignette|upright=2|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann basique.]] Pour résumer, quand une adresse est envoyée sur le bus, les deux mémoires vont la recevoir mais une seule va répondre et se connecter au bus. Le décodage d'adresse garantit que seule la mémoire adéquate réponde à un accès mémoire. Le décodage d'adresse est réalisé par la carte mère, par un composant dédié. Le mécanisme peut être utilisé pour combiner plusieurs RAM en une seule, idem avec les ROM. Pour comprendre l'idée, je vais prendre l'exemple de l'IBM PC, un des tout premier PC existant. Nous étudierons ce PC dans une section dédiée, à la fin du chapitre, aussi je vais passer rapidement dessus. Tout ce que je vais faire est vous présenter la carte mère du PC, et vous demander de faire est de compter les mémoires ROM et mémoires RAM sur la carte mère : [[File:IBM 5150 Motherboard.svg|centre|vignette|upright=3|Carte mère de l'IBM 5150, un modèle de l'IBM PC.]] Si vous remarquerez qu'il y a 5 mémoires ROM et 8 à 32 mémoires RAM. Le fait est que le processeur voit les différentes mémoires ROM comme une seule mémoire ROM. Idem avec les mémoires RAM : elle font chacune 2 kibioctets, et l'ensemble est vu par le processeur comme une seule RAM de 16 à 64 kibioctets. Et cela grâce aux circuits de décodage d'adresse, qui sont situés en haut à droite de la carte mère. Pour comprendre l'idée, prenons l'exemple d'un processeur 16 bits, capable de gérer 64 kibioctets de mémoire. L'espace d'adressage est découpé en quatre portions, de 16 kibioctets chacune. Une portion est réservée à une ROM de 16 kibioctet, les autres sont chacune réservée à une RAM de 16 kibioctet. Le décodage d'adresse sélectionne alors la mémoire adéquate en utilisant les deux bits de poids fort de l'adresse. * S'ils valent 00, alors c'est la mémoire ROM qui est activée, connectée au bus. * S'ils valent 01, alors c'est la première mémoire RAM qui est connectée au bus. * S'ils valent 10, alors c'est la seconde mémoire RAM qui est connectée au bus. * S'ils valent 11, alors c'est la troisième mémoire RAM qui est connectée au bus. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann, utilisant plusieurs RAM et une ROM.png|centre|vignette|upright=3|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann, utilisant plusieurs RAM et une ROM]] ===L'impact sur la conception du processeur=== Plus haut, j'ai parlé d'un des avantages des architectures Harvard : elles peuvent lire une instruction en même temps qu'elles accèdent à une donnée. La donnée est lue/écrite en RAM, alors que l'instruction est lue en ROM. Et cela permet de simplifier l'intérieur du processeur. Pas de beaucoup, mais c'est déjà ça de pris. Voyons maintenant comment cela impacte l'intérieur du processeur. Tout ce dont vous avez à vous rappeler est la séparation entre chemin de données et unité de contrôle, et que les registres généraux sont dans le premier, le ''program counter'' dans la seconde. Avec une architecture Harvard, les instructions et les données passent par des bus différent : bus ROM pour les instructions, bus RAM pour les données. L'intuition nous dit que le bus pour la mémoire ROM est connecté à l'unité de contrôle, alors que le bus pour la RAM est connecté au chemin de données. Et dans les grandes lignes, c'est vrai. La logique est imparable pour ce qui est des bus de données. Mais il y a une petite subtilité pour les bus d'adresse. Pour comprendre comment le processeur exploite ces deux bus, voyons ce qui transite dessus. Pour la mémoire ROM, elle reçoit l'adresse de l'instruction à lire, elle renvoie l'instruction adéquate. Pour cela, le ''program counter'' est envoyé sur le bus d'adresse, l'instruction sur le bus de données. Pour la mémoire RAM, elle échange des données avec les registres généraux, les registres pour les données. Les adresses utilisées pour la RAM viennent elles soit du chemin de données, soit de l'unité de contrôle, tout dépend du mode d'adressage. Mais le ''program counter'' n'est pas impliqué. [[File:Architecture Harvard - échanges de données.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard - échanges de données]] Les architectures Harvard modifiées doivent cependant rajouter une connexion entre le bus ROM et les registres généraux. C'est nécessaire pour charger une donnée constante depuis la mémoire ROM. Rappelons que la donnée constante est copiée dans un registre général, donc dans le chemin de données. [[File:Architecture Harvard modifiée - implémentation du processeur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard modifiée - implémentation du processeur]] Avec les architectures Von Neumann, il y a un seul bus qui est relié à la fois au chemin de données et à l'unité de contrôle. Si le processeur lit une instruction, le bus doit être relié à l'unité de contrôle. Par contre, s'il accède à une donnée, il doit être relié au chemin de données (le bus d'adresse peut éventuellement être connecté au séquenceur, si celui-ci fournit l'adresse à lire). Il faut donc utiliser un paquet de multiplexeurs et de démultiplexeurs pour faire la connexion au bon endroit. [[File:Architecture Von Neumann - implémentation du processeur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann - implémentation du processeur]] Une instruction se fait en deux temps : on charge l'instruction depuis la mémoire ROM, puis on l'exécute. Avec une architecture Harvard, tout cela se fait en un seul cycle d'horloge, vu que charger la ROM et accéder aux données peut se faire en même temps. Pas avec les architectures Von Neumann, qui doivent libérer le bus mémoire après avoir chargé une instruction. Elles n'ont pas le choix : elles chargent l'instruction lors d'un premier cycle d'horloge, puis l'exécutent lors du second. Pour cela, ils incorporent un registre appelé le '''registre d'instruction''', qui mémorise l'instruction chargée. L'instruction est copiée dans ce registre lors du premier cycle, puis est utilisée lors du second cycle. Le registre permet de ne pas oublier l’instruction entre les deux cycles. Le registre d'instruction est obligatoire sur les architectures Von Neumann. En comparaison, il est facultatif sur les architectures Harvard. Elles peuvent en avoir un, pour des raisons techniques, mais ce n'est pas obligatoire. [[File:Registre d'instruction.png|centre|vignette|upright=2|Registre d'instruction.]] ===Les architectures Von Neumann sont plus flexibles=== Sur les architectures Harvard, le processeur sait faire la distinction entre programme et données. Les données sont stockées dans la mémoire RAM, le programme est stocké dans la mémoire ROM. Les deux sont séparés, accédés par le processeur sur des bus séparés, et c'est ce qui permet de faire la différence entre les deux. Il est impossible que le processeur exécute des données ou modifie le programme. Du moins, tant que la mémoire qui stocke le programme est bien une ROM. Par contre, sur les architectures Von Neumann, il est impossible de distinguer programme et données, sauf en ajoutant des techniques de protection mémoire avancées. La raison est qu'il est impossible de faire la différence entre donnée et instruction, vu que rien ne ressemble plus à une suite de bits qu'une autre suite de bits. Et c'est à l'origine d'un des avantages majeur de l'architecture Von Neumann : il est possible que des programmes soient copiés dans la mémoire RWM et exécutés dans celle-ci. Un cas d'utilisation familier est celui de votre ordinateur personnel. Le système d'exploitation et les autres logiciels sont copiés en mémoire RAM à chaque fois que vous les lancez. Mais cet exemple implique un disque dur, ce qui rend les choses plus compliquées que prévu. Un autre exemple serait la compilation de code à la volée, mais il ne sera pas très parlant. Un exemple plus adapté serait celui où la ROM mémorise un programme compressée dans la mémoire ROM, qui est décompressé pour être exécuté en mémoire RAM. Le programme de décompression est stocké en mémoire ROM et est exécuté au lancement de l’ordinateur. Cette méthode permet d'utiliser une mémoire ROM très petite et très lente, tout en ayant un programme rapide (si la mémoire RWM est rapide). Il est aussi possible de créer des programmes qui modifient leurs propres instructions : cela s'appelle du '''code auto-modifiant'''. Ce genre de choses servait autrefois sur des ordinateurs rudimentaires, au tout début de l'informatique. À l'époque, les adresses à lire/écrire devaient être écrites en dur dans le programme, dans les instructions exécutées. Pour gérer certaines fonctionnalités des langages de programmation qui ont besoin d'adresses modifiables, comme les tableaux, on devait corriger les adresses au besoin avec du code auto-modifiant. De nos jours, le code automodifiant est utilisée occasionnellement pour rendre un programme indétectable dans la mémoire (les virus informatiques utilisent beaucoup ce genre de procédés). L'impossibilité de séparer données et instructions est à l'origine de problèmes assez fâcheux. Il est parfaitement possible que le processeur charge et exécute des données, qu'il prend par erreur pour des instructions. C'est le cas quand des pirates informatiques arrivent à exploiter des bugs. Il arrive que des pirates informatiques vous fournissent des données corrompues, qui contiennent un virus ou un programme malveillant est caché dans les données. Les bugs en question permettent d'exécuter ces données, donc virus. Pour éviter cela, le système d'exploitation peut marquer certaines zones de la mémoire comme non-exécutable, c’est-à-dire que le système d'exploitation interdit d’exécution de quoi que ce soit qui est dans cette zone. Mais ce n'est pas parfait. Toujours est-il que tout cela est impossible sur les architectures Harvard. Et ce serait très limitant. Imaginez : pas possible de lancer un programme depuis le disque dur ou une clé USB, le programme doit impérativement être dans une mémoire ROM, pas de compilation à la volée, etc. Que des techniques très utilisées dans l'informatique moderne. Malgré ses défauts, les architectures Von Neumann ne sont pas les plus utilisées pour rien. Les architectures Harvard sont concrètement utilisées uniquement dans l'informatique embarquée, sur des microcontrôleurs très spécifiques. ==Le bus de communication avec les entrées-sorties== Le processeur, la mémoire et les entrées-sorties sont connectées par un ou plusieurs '''bus de communication'''. Ce bus n'est rien d'autre qu'un ensemble de fils électriques sur lesquels on envoie des zéros ou des uns. Pour communiquer avec la mémoire, il y a trois prérequis qu'un bus doit respecter : pouvoir sélectionner la case mémoire (ou l'entrée-sortie) dont on a besoin, préciser à la mémoire s'il s'agit d'une lecture ou d'une écriture, et enfin pouvoir transférer la donnée. Pour cela, on doit donc avoir trois bus spécialisés, bien distincts, qu'on nommera le bus de commande, le bus d'adresse, et le bus de donnée. * Le '''bus de données''', sur lequel s'échangent les données entre les composants. * Le '''bus de commande''' pour configurer la mémoire et les entrées-sorties. * Le '''bus d'adresse''', facultatif, permet de préciser quelle adresse mémoire il faut lire/écrire. Chaque composant possède des entrées séparées pour le bus d'adresse, le bus de commande et le bus de données. Par exemple, une mémoire RAM possédera des entrées sur lesquelles brancher le bus d'adresse, d'autres sur lesquelles brancher le bus de commande, et des broches d'entrée-sortie pour le bus de données. Précisons cependant que le bus de commande n'est pas exactement le même entre des mémoires RAM/ROM et des entrées-sorties. [[File:Bus general schematic.svg|centre|vignette|upright=2|Contenu d'un bus, généralités.]] ===Le réseau d'interconnexion : généralités=== Reprenons où nous nous étions arrêté. Avant de voir les architectures Harvard et Von Neumann, nous avions dit que le processeur, les mémoires et les entrées-sorties sont reliées entre eux par un réseau d'interconnexion. Nous venons de voir qu'il est possible de mutualiser certains bus, notamment celui de la mémoire RAM et celui de la mémoire ROM. Mais il est possible de faire la même chose pour les entrées-sorties. Là encore, il est possible de regrouper le bus mémoire avec les bus pour les entrées-sorties. Voyons ce que cela implique. {| |[[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec une architecture Harvard.]] |[[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Interconnexions d'une architecture Von Neumann.]] |} Avant de poursuivre, nous devons préciser quelque chose d'important. Sur les ordinateurs modernes, les entrées-sorties peuvent accéder à la mémoire RAM. Les ordinateurs modernes intègrent des techniques de '''''Direct Memory Access''''' (DMA) qui permettent aux entrées-sorties de lire ou d'écrire en mémoire RAM. Les transferts DMA se font sans intervention du processeur. Ils permettent de copier un bloc de plusieurs octets, dans deux sens : de la mémoire RAM vers une entrée-sortie, ou inversement. Le DMA demande d'ajouter un circuit dédié sur la carte mère : le contrôleur DMA. Il effectue la copie d'un paquet d'octets de la RAM vers l'entrée-sortie ou dans l'autre sens. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre, et direct memory access.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre, et direct memory access]] ===Les bus systèmes=== La première solution utilise un bus unique, celui-ci est appelé le '''bus système''', aussi appelé ''backplane bus''. Le bus système est connecté à la mémoire RAM, la mémoire ROM, au processeur, et aux entrées-sorties. Tous les composants présents dans l'ordinateur sont connectés à ce bus, sans exception. De tels bus avaient pour avantage la simplicité. Le processeur n'est connecté qu'à un seul bus, ce qui utilise peu de broches et économise des fils. La mutualisation des bus est totale, le câblage est plus simple, la fabrication aussi. [[File:Architecture minimale d'un ordinateur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture minimale d'un ordinateur.]] Un bus système contient un bus d'adresse, de données et de commande. Un bus système se marie bien avec des entrées-sorties mappées en mémoire. La conséquence est que le bus d'adresse ne sert pas que pour l'accès à la mémoire RAM/ROM, mais aussi pour l'accès aux entrées-sorties. Il y a moyen d'implémenter un système d'adresse séparés avec, mais c'est pas l'idéal. [[File:Architecture Von Neumann avec les bus.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann avec les bus.]] Un bus système n'a pas de limitations quant aux échanges de données. Le processeur peut communiquer directement avec les mémoires et les entrées-sorties, les entrées-sorties peuvent communiquer avec la mémoire RAM, etc. Notamment, un bus système peut implémenter le ''Direct Memory Access''. Il suffit juste de connecter un contrôleur DMA sur le bus système. Le contrôleur DMA est considéré comme une entrée-sortie, ses registres sont mappés en mémoire et sont donc accessibles directement par le processeur. [[File:Bus système avec controleur DMA.png|centre|vignette|upright=2|Bus système avec contrôleur DMA.]] Si on suit la définition à la lettre, un bus système est systématiquement une architecture Von Neumann, vu que la mémoire ROM et la mémoire RAM sont reliées sur le bus système. La conséquence est que les circuits de décodage d'adresse sont présents. Ils sont toujours sur la carte mère, et sont plus ou moins à côté du bus système. Cependant, le décodage d'adresse est parfois étendu pour tenir compte des entrées-sorties. Les entrées-sorties soudées sur la carte mère ont elles aussi des entrées ''Chip Select'' ou quelque chose de similaire. Le décodage d'adresse peut alors les activer ou les désactiver suivant l'adresse envoyée sur le bus d'adresse. C'est ce qui arrive quand le processeur écrit dans un registre d’interfaçage : il envoie l'adresse de ce registre sur le bus d'adresse, le circuit de décodage d'adresse active seulement l'entrée-sortie associée. Il faut noter que ce n'est pas systématique, il existe des techniques pour se passer de décodage d'adresse. Mais nous en reparlerons dans le chapitre sur les bus de communication. [[File:Chipselectfr.png|centre|vignette|upright=1.5|Exemple détaillé.]] Les bus systèmes sont certes très simples, mais ils ont aussi des désavantages. Par exemple, il faut éviter que le processeur et les entrées-sorties se marchent sur les pieds, ils ne peuvent pas utiliser le bus en même temps. De tels conflits d'accès au bus système sont fréquents et ils réduisent la performance, comme on le verra dans le chapitre sur les bus. De plus, un bus système a le fâcheux désavantage de relier des composants allant à des vitesses très différentes : il arrivait fréquemment qu'un composant rapide doive attendre qu'un composant lent libère le bus. Le processeur était le composant le plus touché par ces temps d'attente. Elle était utilisée sur les tout premiers ordinateurs, pour sa simplicité. Elle était parfaitement adaptée aux anciens composants, qui allaient tous à la même vitesse. De nos jours, les ordinateurs à haute performance ne l'utilisent plus trop, mais elle est encore utilisée sur certains systèmes embarqués, en informatique industrielle dans des systèmes très peu puissants. ===Les bus d'entrées-sorties=== Les bus systèmes ont de nombreux problèmes, ce qui fait que d'anciens ordinateurs faisaient autrement. À la place d'un bus système unique, ils utilisent un bus séparé pour les mémoires, et un autre séparé pour les entrées-sorties. Le bus spécialisé pour la mémoire est appelé le '''bus mémoire''', l'autre bus est appelé le '''bus d'entrées-sorties'''. Le bus mémoire est généralement relié à la fois à la mémoire RAM et à la mémoire ROM, les exceptions ne sont pas rares, cependant. [[File:Bus mémoire séparé du bus pour les IO.png|centre|vignette|upright=2|Bus mémoire séparé du bus pour les IO]] Les bus d'entrée-sorties peuvent être spécialisés et simplifiés. Par exemple, ils peuvent avoir un bus de commande différent de celui de la mémoire, qui utilise nettement moins de fils. Le bus d'adresse peut aussi être réduit, et utiliser des adresses plus courtes que celles du bus mémoire. Les bus de données peuvent aussi être de taille différentes. Il est ainsi possible d'avoir un bus mémoire capable de lire/écrire 64 bits à la fois, alors que la communication avec les entrées-sorties se fait octet par octet ! En général, les bus d'entrée-sortie sont assez petits, ils ont une taille de 8 ou 16 bits, même si le bus mémoire est plus grand. Cela permet de ne pas gaspiller trop de broches. Ajouter un bus d'entrée-sortie n'est donc pas très gourmand en broches et en fils. : Il est en théorie possible d'avoir une fréquence différente pour les deux bus, avec un bus mémoire ultra-rapide et un bus pour les entrées-sorties est un bus moins rapide. Mais il faut que le processeur soit prévu pour, et c'est très rare. Niveau performances, le processeur peut théoriquement accéder à la mémoire en attendant qu'une entrée/sortie réponde, mais il faut que le processeur soit prévu pour, et ce n'est pas de la tarte. Par contre, cela implique d'avoir des adresses séparées pour les registres d’interfaçage et la mémoire. En clair : pas d'entrée-sortie mappée en mémoire ! Un autre problème est que les entrées-sorties ne peuvent pas communiquer avec la mémoire directement, elles doivent passer par l'intermédiaire du processeur. En clair : pas de ''Direct Memory Access'' ! Les deux sont des défauts rédhibitoires pour les programmeurs système, notamment pour ceux qui codent les pilotes de périphériques. Pour résumer, les défauts sont assez problématiques : pas d'entrées-sorties mappées en mémoire, pas de ''Direct Memory Access'', économie de broches limitée. Les deux premiers sont des défauts majeurs, qui font que de tels bus ne sont pas utilisés dans les ordinateurs modernes. À la place, ils utilisent une troisième solution, distincte des bus systèmes et des bus d'entrée-sorties. ===Les bus avec répartiteur=== Il existe une méthode intermédiaire, qui garde deux bus séparés pour la mémoire et les entrées-sorties, mais élimine les problèmes de brochage sur le processeur. L'idée est d'intercaler, entre le processeur et les deux bus, un '''circuit répartiteur'''. Il récupère tous les accès et distribue ceux-ci soit sur le bus mémoire, soit sur le bus des périphériques. Le ou les répartiteurs s'appellent aussi le '''''chipset''''' de la carte mère. C'était ce qui était fait à l'époque des premiers Pentium. À l'époque, la puce de gestion du bus PCI faisait office de répartiteur. Elle mémorisait des plages mémoires entières, certaines étant attribuées à la RAM, les autres aux périphériques mappés en mémoire. Elles utilisaient ces plages pour faire la répartition. [[File:IO mappées en mémoire avec séparation des bus.png|centre|vignette|upright=2|IO mappées en mémoire avec séparation des bus]] Niveau adresses des registres d'interfacage, il est possible d'avoir soit des adresses unifiées avec les adresses mémoire, soit des adresses séparées. L'usage d'un répartiteur ne pose pas de problèmes particuliers pour implémenter le DMA. La seule contrainte est que le contrôleur DMA soit intégré dans le répartiteur. Les échanges entre IO et mémoire passent par le répartiteur, qui fait le pont entre bus mémoire et bus des IO. [[File:Implémentation du DMA avec un répartiteur.png|centre|vignette|upright=2|Implémentation du DMA avec un répartiteur]] ==Les microcontrôleurs et ''system on chip''== Parfois, on décide de regrouper la mémoire, les bus, le CPU et les ports d'entrée-sortie dans un seul circuit intégré, un seul boitier. L'ensemble forme alors ce qu'on appelle un '''''System on Chip''''' (système sur une puce), abrévié en SoC. Le nom est assez explicite : un SoC comprend un système informatique complet sur une seule puce de silicium, microprocesseurs, mémoires et périphériques inclus. Ils incorporent aussi des ''timers'', des compteurs, et d'autres circuits très utiles. [[File:ARMSoCBlockDiagram.svg|centre|vignette|upright=2|SoC basé sur un processeur ARM, avec des entrées-sorties typiques de celles d'un µ-contrôleur. Le support du bus CAN, d'Ethernet, du bus SPI, d'un circuit de PWM (génération de signaux spécifiques), de convertisseurs analogique-digital et inverse, sont typiques des µ-contrôleurs.]] Le terme SoC regroupe des circuits imprimés assez variés, aux usages foncièrement différents et à la conception distincte. Les plus simples d’entre eux sont des microcontrôleurs, qui sont utilisés pour des applications à basse performance. Les plus complexes sont utilisés pour des applications qui demandent plus de puissance, que nous appellerons SoC haute performance. La relation entre SoC et microcontrôleurs est assez compliquée à expliquer, la terminologie n'étant pas clairement établie. Il existe quelques cours/livres qui séparent les deux, d'autres qui pensent que les deux sont très liés. Dans ce cours, nous allons partir du principe que tous les systèmes qui regroupent processeur, mémoire et quelques périphériques/entrées-sorties sont des SoC. En suivant cette définition, les microcontrôleurs sont donc un cas particulier de SoC, . ===Les microcontrôleurs=== Les '''microcontrôleurs''' sont des composants utilisés dans l'embarqué ou d'informatique industrielle. Leur nom trahit leur rôle. Ils sont utilisés pour contrôler de l'électroménager, des chaines de fabrication dans une usine, des applications robotiques, les alarmes domestiques ou ebcore les voitures. De manière générale, on les trouve dans tous les systèmes dits embarqués et/ou temps réel. Ils ont besoin de s'interconnecter à un grand nombre de composants et intègrent pour cela un grand nombre d'entrée-sorties. Les microcontrôleurs sont généralement peu puissants et doivent consommer peu d'énergie/électricité. Fait amusant, on en trouve dans certains périphériques informatiques. Par exemple, les anciens disques durs intégraient un microcontrôleur qui contrôlait plusieurs moteurs : les moteurs pour faire tourner les plateaux magnétiques et les moteurs pour déplacer les têtes de lecture/écriture. Autre exemple : les claviers d'ordinateurs, qui intègrent un microcontrôleur connecté aux touches. Celui-ci détecte quand les touches sont appuyées et qui communique avec l'ordinateur. Nous détaillerons ces deux exemples dans les chapitres dédiés aux périphériques et aux disques durs, tout deviendra plus clair à ce moment là. La majorité des périphériques ou des composants internes à un ordinateur contiennent des microcontrôleurs. Un microcontrôleur tend à intégrer des entrées-sorties assez spécifiques, qu'on ne retrouve pas dans les SoC destinés au grand public. Un microcontrôleur est typiquement relié à un paquet de senseurs et son rôle est de commander des moteurs ou d'autres composants. Et les entrées-sorties intégrées sont adaptées à cette tâche. Par exemple, ils tendent à intégrer de nombreux convertisseurs numériques-analogiques pour gérer des senseurs. Ils intègrent aussi des circuits de génération de signaux PWM spécialisés pour commander des moteurs, le processeur peut gérer des calculs trigonométriques (utiles pour commander la rotation d'un moteur), etc. [[File:C8051F340-9 A B C D.png|centre|vignette|upright=2|Exemple d'entrées-sorties intégrées à un microcontroleur.]] En plus des entrées-sorties intégrées, les microcontrôleurs ont souvent des '''ports d'entrées-sorties''' banalisés, à savoir qu'on peut brancher n'importe quoi dessus. Il était possible de brancher un capteur de température, un moteur à commander, un port série, un port parallèle, un écran, un clavier, une souris, peu importe. Les ports font souvent un octet et ils sont généralement reliées directement ou indirectement au processeur. Le logiciel qui s'exécute sur le processeur décide quoi envoyer sur des broches et comment interprète ce qui est reçu dessus. Les ports banalisés de ce type sont parfois appelés des '''GPIO''', abréviation de ''General Purpose Input/Output'', mais nous utiliserons le terme de ''port I/O''. Un port regroupe plusieurs broches qui peuvent être utilisés à volonté. C'est le logiciel qui s'exécute sur le processeur qui décide de la fonction de broches. Un port IO peut fonctionner soit en tant qu'entrée, soit en tant que sortie. Il est possible de changer de sens en cours de fonctionnement, pour passer d'une entrée à une sortie ou inversement. [[File:Afficheurs7seg.png|centre|vignette|upright=2|Exemple d'utilisation d'un port I/O. le port est connecté à un afficheur LCD dit 7-segments. Les 8 entrées de cet afficheur sont connectées à un port I/O d'un octet.]] ===Les SoC haute performance=== Les SoC les plus performants sont actuellement utilisés dans les téléphones mobiles, tablettes, ''Netbook'', ''smartphones'', ou tout appareil informatique grand public qui ne doit pas prendre beaucoup de place. La petite taille de ces appareils fait qu'ils gagnent à regrouper toute leur électronique dans un circuit imprimé unique. Mais les contraintes font qu'ils doivent être assez puissants. Ils incorporent des processeurs assez puissants, surtout ceux des ''smartphones''. C'est absolument nécessaire pour faire tourner le système d'exploitation du téléphone et les applications installées dessus. Niveau entrées-sorties, ils incorporent souvent des interfaces WIFI et cellulaires (4G/5G), des ports USB, des ports audio, et même des cartes graphiques pour les plus puissants d'entre eux. Les SoC incorporent des cartes graphiques pour gérer tout ce qui a trait à l'écran LCD/OLED, mais aussi pour gérer la caméra, voire le visionnage de vidéo (avec des décodeurs/encodeurs matériel). Par exemple, les SoC Tegra de NVIDIA incorporent une carte graphique, avec des interfaces HDMI et VGA, avec des décodeurs vidéo matériel H.264 & VC-1 gérant le 720p. Pour résumer, les périphériques sont adaptés à leur utilisation et sont donc foncièrement différents de ceux des microcontrôleurs. [[File:SOMblk.png|centre|vignette|upright=3|Exemple de SoC.]] Un point important est que les processeurs d'un SoC haute performance sont... performants. Ils sont le plus souvent des processeurs de marque ARM, qui sont différents de ceux utilisés dans les PC fixe/portables grand public qui sont eux de type x86. Nous verrons dans quelques chapitres en quoi consistent ces différences, quand nous parlerons des jeux d'instruction du processeur. Autrefois réservé au monde des PCs, les processeurs multicœurs deviennent de plus en plus fréquents pour les SoC de haute performance. Il n'est pas rare qu'un SoC incorpore plusieurs cœurs. Il arrive même qu'ils soient foncièrement différents, avec plusieurs cœurs d'architecture différente. La frontière entre SoC haute performance et microcontrôleur est de plus en plus floue. De nombreux appareils du quotidien intègrent des SoC haute performance, d'autres des microcontrôleurs. Par exemple, les lecteurs CD/DVD/BR et certains trackers GPS intègrent un SoC ou des processeurs dont la performance est assez pêchue. À l'opposé, les systèmes domotiques intègrent souvent des microcontrôleurs simples. Malgré tout, les deux cas d'utilisation font que le SoC/microcontrôleur est connecté à un grand nombre d'entrées-sorties très divers, comme des capteurs, des écrans, des LEDs, etc. [[File:GPS tracker Hardware Architecture.png|centre|vignette|upright=2|Hardware d'un tracker GPS.]] ==Étude de l'architecture de quelques consoles de jeu== Après avoir vu la théorie, nous allons voir des exemples réels d'ordinateurs. Dans ce qui suit, nous allons voir des ordinateurs qui collent assez bien à l''''architecture de base''' vue plus haut, avec un CPU, une RAM et une ROM, quelques entrées-sorties. Tous les ordinateurs modernes, mais aussi dans les smartphones, les consoles de jeu et autres, utilisent une architecture grandement modifiée et améliorée, avec un grand nombre de périphériques, des disques durs/SSD, un grand nombre de mémoires différentes, etc. Il pourrait sembler pertinent d’étudier des microcontrôleurs ou des ''System On Chip'', en premier lieu. Mais nous éviterons soigneusement de tels systèmes pour le moment. La raison est qu'ils ont un grand nombre d'entrées-sorties, qui sont peu familières. Attendez-vous à avoir près d'une vingtaine ou centaine d'entrée-sorties différentes pour de tels systèmes. Le tout est très complexe, bien trop pour un premier exemple. À la place, nous allons voir précisément des exemples plus simples : les premiers PC, et des consoles de jeu 8 et 16 bits. Bien que ce soit des systèmes très simples, ils sont cependant plus complexes que l'architecture de base. Et leur avantages/désavantages sont un peu inverse l'un de l'autre. Si on devait résumer les différences, on aurait ceci : * Les PC ont plus d'entrées-sorties que les consoles, bien que nettement moins que pour les microcontrôleurs/SoC. * Les PC utilisent des disques durs, les consoles font avec soit des cartouches de jeu, soit des CD/DVD. * Les PC utilisent des cartes électroniques séparées pour le son et l'écran, les consoles utilisent des circuits soudés sur la carte mère, qui sont souvent des co-processeurs. * Les PC ont une mémoire ROM soudées sur la carte mère, les consoles 8 bits font sans. Les PC et micro-ordinateurs ont plus d'entrées-sorties que les consoles. Même si on mets de côté les périphériques, ils ont aussi beaucoup d'entrées-sorties soudées sur la carte mère. En comparaison, les consoles de jeu 8/16 bits se débrouillent avec : une cartouche de jeu et une manette en entrée, une sortie vidéo et une sortie son. Un autre point important est l'absence de disque dur ou de lecteur CD. La présence d'un disque dur ou d'un lecteur CD/DVD complexifie tout de suite l'architecture des PC. Il faut leur réserver un bus dédié ou les connecter à un bus système, ajouter des circuits sur la carte mère, etc. Et surtout, il faut expliquer comment l'ordinateur exécute des programmes, ce qui demande de parler de l'interaction avec le disque dur et la ROM du BIOS. Rien de tout cela sur les consoles de jeu 8 et 16 bits. Elles utilisent à la place une mémoire ROM, dans la cartouche de jeu, pour mémoriser le code du jeu. Pas besoin de parler des mémoires de stockage, on est beaucoup plus proche de l'architecture de base avec une ROM unique. Autre différence : les PC utilisent des cartes électroniques à brancher sur la carte mère pour alimenter l'écran et les hauts-parleurs/casques, alors que les consoles de jeu utilisent des co-processeurs dédiés pour le son et les graphismes. Nous avons déjà expliqué ce que sont les co-processeurs plus haut, aussi les co-processeurs des consoles nous paraitrons familiers. On n'a pas à s’embêter à expliquer ce que sont les cartes d'extension, les bus associés et tout ce qui va avec, cela peut être retardé pour la section sur l'architecture des PC. Par contre, n'allez pas croire que tout est rose avec les consoles 8/16 bits. Il y a quelques différences qui font qu'elles sont plus complexes qu'un PC sur certains points. La gestion de la cartouche de jeu est notamment un peu subtile à comprendre, bien que ce soit bien plus simple à comprendre qu'un système avec un disque dur. Les cartouches de jeu intègrent une mémoire ROM, pour mémoriser les données du jeu, voire son code. Et le processeur doit exécuter le code depuis cette mémoire ROM. La conséquence est que les consoles 8/16 bits utilisent une architecture Harvard, avec un bus relié à la cartouche pour lire les instructions. Mais si ce n'était que ça... Les cartouches mémorisent aussi les données pour les graphismes, ce qui fait que le co-processeur vidéo doit lui aussi lire la cartouche pour récupérer ces données... ===L'architecture de la TurboGraphX-16=== La console PC Engine, aussi appelée TurboGraphX, est une ancienne console 8 bits. Elle contient un processeur 65C02, 8 kibioctets de RAM, un port manettes, une carte son et une carte vidéo. La '''carte son''' est le composant qui s'occupe de commander les haut-parleurs et de gérer tout ce qui a rapport au son. La '''carte graphique''' est le composant qui est en charge de calculer les graphismes, tout ce qui s'affiche à l'écran. Sur cette console, les cartes son et graphique ne sont PAS des co-processeurs, ce sont des circuits électroniques dits fixes. C'est totalement différent de ce qu'on a sur les consoles modernes, aussi le préciser est important. Bien que la carte graphique ne soit pas un processeur, elle a 64 kibioctets de RAM rien que pour elle. La RAM en question est séparée de la RAM normale, c'est un circuit intégré séparé. Et c'est un cas très fréquent, qui reviendra par la suite. La majeure partie des cartes graphiques dispose de leur propre '''mémoire vidéo''', totalement réservée à la carte graphique. La RAM vidéo est connectée à la carte graphique via un bus séparé. Le processeur est souvent connecté à ce bus, afin de pouvoir écrire des données dedans, mais ce n'est pas le cas ici. [[File:Architecture de la PC Engine, aussi appelée TurboGrafx-16.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la PC Engine, aussi appelée TurboGrafx-16]] L'architecture de la console était particulièrement simple. Le processeur était le centre de l'architecture, tout était connecté dessus. Il y a un bus pour la cartouche de jeu, un autre pour la RAM, un autre pour les manettes, un autre pour carte son, et un dernier pour la carte graphique. Le fait d'avoir un bus par composant est assez rare et ce n'est le cas ici que parce des conditions particulières sont remplies. Déjà, il y a peu d'entrée-sorties. Ensuite, les bus font tous 8 bits, vu que le processeur est un CPU 8 bits. Avec 5 connexions de 8 bits, le tout utilise 40 broches, ce qui est beaucoup, mais totalement gérable. Par contre, les choses changerons pour les autres consoles. Au final, l'organisation des bus peut s'expliquer avec ce qu'on a vu dans la section sur les bus de communication. La console utilise une architecture Harvard, car la ROM et la RAM utilisent des bus différents. De plus, il y a des bus dédiés aux entrées-sorties, séparés des bus mémoire. Enfin, la carte graphique a droit à ses propres bus pour lire dans la cartouche et dans sa RAM vidéo dédiée. ===L'architecture de la console de jeu NES=== Maintenant, nous allons voir la console de Jeu Famicom, aussi appelée la NES en occident. Elle a une architecture centrée sur un processeur Ricoh 2A03, similaire au processeur 6502, un ancien processeur autrefois très utilisé et très populaire. Le processeur est associé à 2 KB de mémoire RAM. Sur certaines cartouches, on trouve une RAM utilisée pour les sauvegardes, qui est adressée par le processeur directement. Première variation par rapport à l'architecture de la console précédente : l'ajout de la RAM pour les sauvegardes dans les cartouches. Niveau carte graphique, une différence importante est que la carte graphique est connectée à la cartouche de jeu via un autre bus, afin de pouvoir lire les sprites et textures du jeu dans la cartouche. [[File:Architecture de la NES.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la NES]] La différence avec l'architecture précédente est que des bus ont été fusionnés. Comme dit plus haut, le système utilise une architecture Harvard, vu que la ROM est dans la cartouche, alors que la RAM est soudée à la carte mère. Par contre, la Famicon utilise un bus dédié aux entrées-sorties. Il est utilisé pour la carte son et la carte graphique, seules les manettes sont sur un bus à part. Ce qui fait qu'on devrait plutôt parler de bus de sorties, mais passons... L'essentiel est qu'on n'est plus tout à fait dans le cas de la console précédente, avec un bus par composant. ===L'architecture de la SNES=== L'architecture de la SNES est illustrée ci-dessous. Les changements pour le processeur et la RAM sont mineurs.La RAM a augmenté en taille et passe à 128 KB. Pareil pour la RAM de la carte vidéo, qui passe à 64 KB. Par contre, on remarque un changement complet au niveau des bus, de la carte graphique et de la carte son. [[File:Architecture de la SNES.png|centre|vignette|upright=2|Architecture de la SNES]] La console utilise un '''bus système unique''', sur lequel tout est connecté : ROM, RAM, entrées-sorties, etc. La seule exception est pour les manettes, qui sont encore connectées directement sur le processeur, via un bus séparé. La transition vers un bus système s'explique par le fait que la console est maintenant de 16 bits, ce qui fait que les bus doivent être plus larges. Le processeur adresse des mémoires RAM et ROM plus grandes, ce qui double la taille de leurs bus. De plus, les entrées-sorties aussi ont besoin d'un bus plus large. Le processeur n'ayant pas un nombre illimité de broches, la seule solution est de fusionner les bus en un seul bus système. Un autre changement est que la carte graphique est maintenant composée de deux circuits séparés. Encore une fois, il ne s'agit pas de coprocesseurs, mais de circuits non-programmables. Par contre, la carte son est remplacée par deux coprocesseurs audio ! De plus, les deux processeurs sont connectés à une mémoire RAM dédiée de 64 KB, comme pour la carte graphique. L'un est un processeur 8 bits (le DSP), l'autre est un processeur 16 bits. Un point très intéressant : certains jeux intégraient des coprocesseurs dans leurs cartouches de jeu ! Par exemple, les cartouches de Starfox et de Super Mario 2 contenait un coprocesseur Super FX, qui gérait des calculs de rendu 2D/3D. Le Cx4 faisait plus ou moins la même chose, il était spécialisé dans les calculs trigonométriques, et diverses opérations de rendu 2D/3D. En tout, il y a environ 16 coprocesseurs d'utiliser et on en trouve facilement la liste sur le net. La console était conçue pour, des pins sur les ports cartouches étaient prévues pour des fonctionnalités de cartouche annexes, dont ces coprocesseurs. Ces pins connectaient le coprocesseur au bus des entrées-sorties. Les coprocesseurs des cartouches de NES avaient souvent de la mémoire rien que pour eux, qui était intégrée dans la cartouche. ===L'architecture de la Megadrive et de la néo-géo=== Passons maintenant à la console de jeu Megadrive, une console 16 bits. Elle a une architecture similaire à celle de la néo-géo, une autre console bien plus puissante, sorti à peu près en même temps. Elles intègrent deux processeurs : un Motorola 68000 qui sert de processeur principal, un Z80 qui sert de processeur dédié à l'audio. Le Z80 et le Motorola 68000 étaient deux processeurs très populaires à l'époque. Le Z80 est une sorte de version améliorée de l'Intel 8088 utilisé sur les anciens PC et de nombreuses consoles utilisaient des Z80 comme processeur principal. Il était familier pour les programmeurs de l'époque, pour son cout réduit, sa bonne disponibilité, et bien d'autres avantages liés à sa production de masse. Le Z80 est utilisé comme co-processeur audio. Il commande un synthétiseur sonore, et est relié à sa propre mémoire, distincte de la mémoire principale. Le MC68000 est le processeur principal et a une relation maitre-esclave avec le Z80 : le MC68000 envoie des commandes au Z80, mais la communication ne va pas dans l'autre sens. Le Motorola 68000 était un processeur 16 bits, alors que le Z80 est un processeur 8 bits. Et cette différence fait que l'on ne peut pas connecter directement les deux sur le même bus, ou du moins pas facilement. La solution retenue est d'utiliser deux bus séparés : un bus de 16 bits connecté au 68000, un bus de 8 bits connecté au Z80. Le premier bus est un bus système sur lequel est connecté le 68000, 64 kibioctets de RAM, la cartouche de jeu, et la carte graphique. Le second bus est un bus de 8 bits, plus court, relié au Z80, à un synthétiseur sonore, et 8 kibioctets de RAM Les deux bus sont connectés à un '''''chipset''''', un circuit répartiteur, qui fait le pont entre les deux bus. Les manettes sont connectées sur le ''chipset''. Il contient un registre de 8 bits, dans lequel le MC68000 peut écrire dedans à sa guise, le registre étant adressable par le processeur. Lorsque le MC68000 écrit une valeur dedans, cela déclenche l’exécution automatique d'un programme pré-déterminé sur le Z80. : Pour ceux qui savent ce qu'est une interruption, les valeurs écrites dans ce registre sont des numéros d'interruption, qui indiquent quelle routine d'interruption exécuter. [[File:Architecture de la Megadrive et de la Néogeo.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la Megadrive et de la Néogeo]] Cet exemple nous montre que les bus systèmes sont certes très simples, mais aussi inflexibles. Ils fonctionnent bien quand les composants branchés dessus sont tous des composants 8 bits, ou sont tous de 16 bits, ou tous 32 bits. Mais dès qu'on mélange composants 8, 16, 32 ou 64 bits, les choses deviennent plus compliquées. Il est alors préférable d'utiliser des bus séparés, avec des répartiteurs pour faire le pont entre les différents bus. Et nous verrons que le problème s'est posé lui aussi sur les PC. ===L'architecture des anciennes consoles Playstation : beaucoup de co-processeurs=== Les consoles que nous venons d'aborder étaient des consoles 8 ou 16 bits. A partir des consoles 32 bits, leur architecture s'est rapprochée de celle des PC, avec un usage plus complexes de répartiteurs. La XBOX était très semblable à un PC : le processeur était un Pentium 3 modifié, la carte graphique était une Geforce 3 modifiée, les 64 mébioctets de RAM était la même mémoire DDR que celle des PC, le répartiteur secondaire était un ''chipset'' nForce de NVIDIA, etc. Mais les Playstation 1, 2 et 3 se distinguent de leur contemporains. Elles disposent de très nombreux co-processeurs, qui sont en plus très variés. La Playstation 1 a été une des premières console à utiliser les CD-ROM comme support de stockage, en remplacement des cartouches. La conséquence est que la console contient une mémoire ROM, soudée à la carte mère, de 512 kibioctets. Elle contient aussi 2 mébioctets de RAM, une carte graphique avec 1 mébioctet de mémoire vidéo, un processeur, et de quoi gérer les périphériques. Il y a un co-processeur audio spécialisé, avec 512 kibioctets de RAM, ce qui nous est familier. Par contre, les autres co-processeurs ne le sont pas. Déjà, le lecteur de CD-ROM est associé à des circuits sur la carte mère, il y a tout un sous-système dédié au lecteur de CD. Il y a un contrôleur qui sert d'interface avec le lecteur proprement dit, mais aussi deux co-processeurs audio et 32 kibioctets de RAM. Les co-processeurs audio servent à lire des CD sans trop utiliser le second co-processeur audio, ils lui servent de complément. Ensuite, le processeur incorpore plusieurs cœurs, avec un cœur principal et plusieurs co-processeurs. Le premier est un co-processeur système, qui est utilisé pour gérer la mémoire cache intégrée au processeur, pour des fonctionnalités appelées interruptions et exceptions, ainsi que pour configurer le processeur. Le second est un co-processeur arithmétique spécialisé dans les calculs en virgule flottante, très importants pour le rendu 3D. Enfin, il y a un décodeur vidéo, qui n'est pas un co-processeur, mais un circuit non-programmable, spécialisé dans le décodage vidéo. De nos jours, ce circuit aurait été intégré dans la carte graphique, mais il était intégré dans le processeur sur la Playstation 2. Pour le reste, le processeur est la figure centrale de la console. Il est connecté à 4 bus : un pour la RAM, un pour la carte graphique, un pour les manettes, un autre pour le reste. Le dernier bus est connecté au système audio et au système pour le lecteur CD. Ce serait un bus d'entrée-sortie, s'il n'était pas connecté à la mémoire ROM. Vous avez bien lu : la mémoire ROM est reliée au bus d'entrée-sortie. [[File:Architecture de la Playstation.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la Playstation]] La Playstation 2 est composé d'un processeur, couplé à 32 Mébioctets de RAM, et d'un paquet de co-processeurs. Plus de co-processeurs que la PS1. Le processeur principal n'est pas la même que celui de la PS1, mais il a une architecture similaire. Il intègre un décodeur vidéo sur le même circuit intégré, ainsi que deux co-processeur. Les co-processeurs ne sont cependant pas les mêmes. Le co-processeur système disparait et est remplacé par un second co-processeur arithmétique. Les deux co-processeurs arithmétiques sont spécialisés dans les nombres flottants, avec quelques différences entre les deux. Par exemple, le second co-processeur gérait des calculs trigonométriques, des exponentielles, des logarithmes, et d'autres fonctions complexes du genre ; mais pas le premier co-processeur. Ils sont reliés à 4 kibioctets de RAM pour le premier, 16 kibioctets de RAM pour le second ; qui sont intégrées dans le processeur et non-représentés dans le diagramme ci-dessous. La PS2 intègre aussi un co-processeur d'entrées-sorties. Pour information, il s'agit du processeur principal de la Playstation 1, qui est ici utilisé différemment, suivant que l'on place un jeu PS1 ou PS1 dans la console. Si on met un jeu PS1, il est utilisé pour émuler la Playstation 1, afin de faire tourner le jeu PS1 sur la PS2. Si on met un jeu PS2, il est utilisé comme co-processeur d'entrée-sortie et fait l'interface entre CPU et entrées-sorties. Il est relié à 2 mébioctets de RAM, soit exactement la même quantité de mémoire que la Playstation 1. Tous les périphériques sont connectés au co-processeur d'entrées-sortie. Pour cela, le co-processeur d'entrées-sortie est relié à deux bus dédiés aux périphériques. Le premier bus est relié aux manettes, aux ports USB et aux ports pour cartes mémoires. Le second bus est relié à la carte son, la carte réseau, le lecteur DVD, et un port PCMIA. Notons que la carte son intègre un co-processeur audio, qui n'est pas représenté dans le diagramme ci-dessous. [[File:Playstation 2 architecture.png|centre|vignette|upright=2.5|Playstation 2 architecture]] ==L'architecture des PC et son évolution== Après avoir vu les consoles, nous allons maintenant voir les anciens PC, des années 80 ou 90. Le tout premier PC était techniquement l''''IBM PC'''. Par la suite, de nombreux ordinateurs ont tenté de reproduire l'IBM PC originel, avec parfois quelques modifications mineures. De tels ordinateurs ''IBM PC compatibles'', ont été très nombreux, pour des raisons diverses. Le fait d'utiliser des composants banalisés, facilement disponibles, ainsi qu'une bonne documentation de l'IBM PC originel, a grandement aidé. Les IBM PC compatibles ont progressivement évolué pour donner les PC actuels. L'IBM PC compatible a donné naissance à de nombreux standards divers. ===L'IBM PC originel et l'IBM PC XT=== [[File:IBM PC XT 02.jpg|vignette|IBM PC XT.]] Nous allons commencer par voir l'IBM PC originel, et son successeur : l'IBM Personal Computer XT. Nous les appelerons tous deux l'IBM PC. L'IBM PC utilisait un processeur Intel 8088, qui était un processeur 8 bits. Ils utilisaient un bus système unique, appelé le '''bus XT'''. Le bus système allait à 4.77 MHz, soit la même fréquence que le processeur. C'était un bus de 8 bits, ce qui collait parfaitement avec les processeurs 8 bits commercialisés par Intel à l'époque. L'IBM PC comprenait une mémoire ROM avec de quoi faire fonctionner le PC. La ROM en question contenait un programme minimal, appelé le '''BIOS''', sans lequel le PC ne fonctionnait pas du tout. Il servait de base pour le système d'exploitation et MS-DOS ne fonctionnait pas sans elle. De nos jours, son rôle est plus limité : sans elle, le PC ne démarre pas. Mais nous détaillerons cela dans le prochain chapitre. En plus de la ROM pour le BIOS, l'IBM PC avait quatre mémoires ROM dédiée au langage de programmation BASIC. Lorsque le PC démarrait, il ne bootait pas un système d'exploitation, mais lançait l'interpréteur pour le langage BASIC. De nos jours, ce serait l'équivalent d'un ordinateur qui boote directement sur du Python, à savoir la console Python que vous avez peut-être déjà utilisé si vous avez testé Python. Ceux qui ont déjà touché à un ordinateur de l'époque savent ce que ca veut dire, mais c'est malheureusement très difficile à expliquer sans ce genre d'expérience. Toujours est-il que c'était une sorte de norme à l'époque : les ordinateurs bootaient généralement sur un interpréteur BASIC. [[File:XT Bus pins.svg|vignette|Connecteur du bus XT.]] Les PC étaient conçus pour qu'on branche des '''cartes d'extension''', à savoir des cartes électroniques qu'on branchait sur la carte mère, à l'intérieur du PC. Les cartes d'extension de l'époque étaient surtout des cartes son ou des cartes graphiques, mais aussi des cartes pour brancher des péripéhriques. par exemple, on pouvait ajouter deux cartes graphiques dans l'IBM PC originel : l'''IBM Monochrome Display Adapter'' et/ou la ''IBM Color Graphics Adapter''. De nos jours, les cartes son sont intégrées à la carte mère, mais les cartes graphiques sont restées des cartes d'extension. Les cartes d'extension étaient branchées sur un '''connecteur XT''', qui était directement relié au bus XT. Le connecteur XT est illustré ci-contre, mais ne vous en souciez pas trop pour le moment. La carte mère de l'IBM PC avait 5 connecteurs de ce type, qu'on pouvait peupler avec autant de cartes d'extension. L'IBM Personal Computer XT est passé à 8 connecteurs XT, soit trois de plus. Pour ce qui est des périphériques, l'IBM PC avait plusieurs connecteurs : un port série, un port parallèle, un port pour le clavier, et un port pour un lecteur cassette. Le clavier et le lecteur cassette étaient connectés directement sur la carte mère, qui contenait quelques circuits pour gérer le clavier. Par contre, les deux premiers n'étaient pas connectés à la carte mère. Le port série était en réalité une carte d'extension, branchée sur un connecteur XT. Et il en est de même pour le port parallèle. Pour ce qui est des supports de stockage, l'IBM PC originel n'avait pas de disque dur et n'avait que des lecteurs de disquette. De plus, le lecteur de disquette n'était pas connecté directement sur la carte mère, mais était connecté à une carte d'extension, branchée sur un connecteur XT. La carte d'extension avait deux connecteurs, un par lecteur de disquette, ce qui fait que les deux lecteurs de disquettes pouvaient être branchés sur une seule carte d'extension. L'IBM Personal Computer XT a ajouté un disque dur, sauf sur quelques sous-modèles spécifiques. Le PC avait aussi un petit haut-parleur capable de faire des bips. Pour résumer, l'IBM PC originel se reposait beaucoup sur les cartes d'extension, sa carte mère contenait peu de choses. Enfin, peu de choses... Il y avait un processeur Intel 8088, éventuellement un coprocesseur flottant 8087, de la RAM, de la ROM, et des circuits intégrés assez divers. En voici la liste, certains vous seront familiers, d'autres vous seront inconnus à ce stade du cours : * les circuits de décodage d'adresse ; * un contrôleur DMA intel 8273 ; * un contrôleur d'interruption 8259 ; * un contrôleur de bus Intel 8288 pour gérer le bus XT ; * un générateur d'horloge Intel 8284 et un diviseur de fréquence ; * un ''timer'' Intel 8253, le même que celui étudié dans le chapitre sur les ''timers'' ; * un contrôleur parallèle 8255. Les multiplexeurs, registres et portes logiques, sont des circuits de décodage d'adresse, qui permettent de combiner plusieurs RAM en une seule, idem avec la mémoire ROM. Si vous verrez qu'il y a 5 mémoires ROM : une ROM pour le BIOS, et quatre autres ROM pour le BASIC. Les 4 ROM du BASIC sont combinées en une seule mémoire ROM. Pour les RAM, il y en a 8 à 32, qui sont combinées en une seule RAM de 16 à 64 kibioctets. [[File:IBM 5150 Motherboard.svg|centre|vignette|upright=3|Carte mère de l'IBM 5150, un modèle de l'IBM PC.]] ===L'architecture d'un IBM PC compatible 16 bits=== Les PC suivants sont passés à des processeurs 16 bits, mais c'était toujours des processeurs x86 d'Intel, à savoir des Intel 286 et 386. La RAM a grossi, quelques entrées-sorties ont été ajoutées, mais l'architecture globale est plus moins resté le même. C'est surtout au niveau du bus et des périphériques que les changements majeurs ont eu lieu. [[File:ISA Bus pins.svg|vignette|Connecteur ISA.]] Les PC 16 bits utilisaient un bus système unique, sur lequel tout était connecté : le processeur, la RAM, la ROM, les cartes d'extension et tout le reste. Le bus en question s'appelait le '''bus AT''', mais il a rapidement été renommé en '''bus ISA''' (''Industry Standard Architecture''). Le bus ISA était prévu pour avoir une compatibilité avec le bus 8 bits de l'IBM PC originel. D'ailleurs, cela se ressent jusque dans le connecteur utilisé : le connecteur ISA est un connecteur XT qu'on a fusionné avec un second connecteur pour l'étendre de 8 à 16 bits. Les PC 16 bits avaient toujours un port série, un port parallèle, un clavier, un lecteur de disquette et des cartes d'extension. Des disques durs pouvaient être ajoutés, aussi. Mais pour ces périphériques, un changement majeur a eu lieu comparé à l'IBM PC originel. L'IBM PC originel utilisait des cartes d'extension pour tout, sauf le clavier. Mais maintenant, les périphériques ne sont plus connectés à une carte d'extension. À la place, les circuits de la carte d'extension sont déplacés sur la carte mère. Mais n'allez pas croire qu'ils étaient connectés directement au bus ISA, il y avait des intermédiaires. Le clavier était relié à un '''contrôleur de clavier''', qui faisait l'interface entre le connecteur du clavier et le bus ISA. Le contrôleur de clavier était appelé le ''Keyboard Controler'', abrévié en KB. Il recevait ce qui est tapé au clavier et traduisait cela en quelque chose de compréhensible par l'ordinateur. Les autres périphériques étaient connectés à un circuit intégré dédié : l''''Intel 82091AA'''. Il était connecté au lecteur de disquette, au port série et au port parallèle. Il servait d'intermédiaire entre ces périphériques et le bus ISA. Vous pouvez le voir comme une sorte de répartiteur, mais qui ne serait pas connecté sur le processeur et la RAM Enfin, il ne faut pas oublier les autres composants présents sur l'IBM PC originel. Le BIOS est toujours là, de même que les ''timers'' Intel 8253 PIT, le contrôleur d'interruption Intel 8259 et le contrôleur DMA Intel 8237. Les PC 16 bits ont aussi intégré une ''Real Time Clock'' (RTC). Pour rappel, c'est un composant qui permet au PC de mémoriser la date et l'heure courante, à la seconde près. Le tout est résumé dans le schéma ci-dessous. [[File:Architecture de l'IBM PC compatible.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de l'IBM PC compatible]] Un point important est que le bus ISA allait à la même fréquence que le processeur, vu que c'était un bus système. Les processeurs de l'époque étaient des CPU 286 d'Intel, ou le 386 d'Intel. Les Intel 286 allaient de 4 MHz minimum, à 25 MHz maximum. Le 386, quant à lui, allait de 12 à 40 MHz. Le bus ISA devait aller à cette fréquence, il était synchrone avec le processeur. Par la suite, les processeurs ont gagné en performance, ce qui fait que le bus ISA est devenu trop lent pour le processeur. Une idée a alors été de conserver le bus ISA, pour des raisons de compatibilité, mais de le reléguer comme bus secondaire. L'ordinateur contient alors deux bus : un bus système, et un bus ISA secondaire. Le lien entre les deux est réalisé par un '''pont ISA''', ''ISA Bridge'' en anglais. Le bus ISA fonctionnait alors sa fréquence usuelle, alors que le bus système était beaucoup plus rapide. Le bus système fonctionnait à une fréquence bien plus élevée, ce qui fait que le processeur pouvait communiquer à pleine vitesse, notamment avec la RAM. Le processeur n'était alors plus forcé à aller à la même fréquence que le bus ISA [[File:Architecture de l'IBM PC compatible avec bridge ISA.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de l'IBM PC compatible avec bridge ISA]] Les PC de l'époque intégraient donc plusieurs bus séparés. Vous avez bien lu : plusieurs bus ! Ici, il s'agit de ce que j'appelle des '''bus en cascade''', à savoir qu'un bus est connecté à un autre bus par un intermédiaire. Au passage, si j'aborde ces exemples, car c'est pareil sur les ordinateurs modernes. Le pont ISA a été remplacé par des circuits différents, mais qui ont un rôle assez similaire. Le ''chipset'' de votre carte mère n'est qu'un lointain descendant du pont ISA, qui s'interface avec des bus différents. ===L'arrivée des standards AT et IDE pour les disques durs=== Initialement, les disques durs étaient placés dans l'ordinateur et étaient connectés sur le bus ISA, via une carte d'extension ISA. En clair, il fallait connecter le disque dur sur une carte d'extension, et non sur la carte mère. Les cartes d'extension en question permettaient de connecter un ou plusieurs disques durs, parfois des lecteurs de disquette supplémentaires. Les cartes ISA de ce type faisaient juste l'interface entre le bus ISA et les disques durs, rien de plus. L'interface en question a été standardisée, ce qui a donné le standard ''AT Bus Attachment'', qui a été abrévié en ATA. Et ce n'était pas que pour les disques durs, de nombreux composants étaient dans ce cas. Une carte d'extension servait d'intermédiaire entre eux et la carte mère. Les cartes d'extension en question étaient appelées des ''Host bus adapter''. [[File:Acculogic sIDE-4 Controller ISA.jpg|centre|vignette|upright=2|Carte ISA d'interface disque dur, de marque Acculogic.]] Mais les choses ont rapidement évoluées, que ce soit du côté des cartes mères que du côté des disques durs. Le '''standard IDE''' a permis de brancher un disque dur directement sur la carte mère, sans passer par une carte d'interface ISA. Pour cela, la carte mère réservait un connecteur ISA pour le disque dur, renommé '''connecteur ATA'''. Pour que cela soit possible, il a fallu rajouter des circuits sur la carte mère. Tout ce qui était sur les cartes d'interface ISA s'est retrouvé sur la carte mère. [[File:Ajout des ports IDE sur la carte mère.png|centre|vignette|upright=2|Ajout des ports IDE sur la carte mère]] En réalité, les connecteurs ATA étaient des connecteurs ISA simplifiés. Un connecteur ISA avait en tout 98 broches, alors qu'un connecteur ATA n'en contient que 40. Les broches qui étaient inutiles pour les disques durs ont simplement été enlevées. Et qui dit connecteur spécialisé, dit câble spécialisé. Les disques durs étaient branchés sur le connecteur AT grâce à un câble ATA, sur lequel on pouvait connecter deux disques durs. [[File:ATA Plug.svg|centre|vignette|upright=2|Connecteur ATA.]] [[File:ATA cables.jpg|centre|vignette|upright=2|Cable ATA.]] Il était donc possible de connecter deux disques durs sur un seul connecteur ATA. Et cette possibilité est devenue d'autant plus utile par la suite. A partir de la version 2, ATA supportait aussi les lecteurs de disquettes, les lecteurs de CD/DVD, et bien d'autres supports de stockage. Il était alors possible de connecter un lecteur CD et un disque dur sur un seul connecteur. Les cartes mères avaient généralement deux connecteurs ATA, et n'avaient pas besoin de plus. C'était suffisant pour connecter un disque dur, un lecteur de disquette et un lecteur CD, configuration courante entre les années 90 et 2000. Un câble est donc connecté à deux supports de stockage. Pour distinguer les deux, le standard ATA ajoute une possibilité de configuration. Sur un câble, il doit y avoir un support de stockage "maitre" et un support "esclave". C'était la terminologie de l'époque, que je reproduis ici, même si elle est fortement trompeuse. N'allez pas croire que cela implique que l'un ait des avantages sur l'autre. Le support 'maitre" n'a pas droit à plus de bande passante, il n'a pas la priorité sur l'autre, rien du tout. Il s'agit juste d'un nombre qui permet de savoir avec qui le processeur communique, qui vaut 0 pour le premier support, 1 pour l'autre. Une sorte d'adresse de 1 bit, si l'on veut. [[File:ATA-Konfiguration02.png|centre|vignette|upright=2|Configuration ATA.]] Pour configurer un support de stockage en mode "maitre" ou "esclave", le support de stockage avait quelques pins dédiés. Il suffisait de placer un détrompeur en plastique sur les pins adéquats. Les pins se trouvaient à l'arrière du disque dur ou du lecteur de CD/DVD/Disquette/autre. [[File:HDD Master and Slave Description.jpg|centre|vignette|upright=2|Configuration ''Master/Slave''.]] ===L'architecture d'un PC avec un processeur Intel 486=== Maintenant, passons aux ordinateurs 32 bits, avec l'exemple d'un PC avec un processeur 486 d'Intel. A cette époque, le bus ISA était devenu trop limité et était en place d'être remplacé par le bus PCI, qui avait la même fonction. De nombreuses cartes d'extension utilisaient déjà ce standard et étaient branchées sur des connecteurs PCI dédiés, différents des connecteurs ISA. Intuitivement, on se dit que le bus PCI remplaçait le bus ISA, mais les choses étaient plus compliquées. Les disques durs gardaient leur connecteur ATA, et ne passaient pas par le bus PCI. Ils avaient un bus IDE séparé, qui était un bus ISA modifié. Là encore, les processeurs étaient devenus beaucoup plus rapides que le bus PCI. Les deux allaient à des fréquences assez différentes, ce qui fait que le bus PCI était séparé du bus système. Il y avait alors deux implémentations possibles. * La première utilise un répartiteur unique, relié au processeur, à la RAM, au bus PCI, et au bus IDE. * La seconde utilise un bus système séparé du bus PCI, avec un '''pont PCI''' pour faire l'interface entre les deux. Le '''''System Controler''''' était un circuit intégré, placé sur la carte mère, qui peut servir soit de pont PCI, soit de répartiteur. Le répartiteur PCI sert d'intermédiaire avec le bus PCI, mais aussi avec le bus IDE, utilisé pour les disques durs, aussi appelé le bus ''Parallel ATA''. Il peut aussi être connecté au processeur, à la mémoire RAM, ainsi qu'à la mémoire cache, mais cela ne sert que quand il est utilisé comme répartiteur. [[File:Architecture d'un PC utilisant un bus PCI, implémentation avec un répartiteur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture d'un PC utilisant un bus PCI, implémentation avec un répartiteur]] Pour des raisons de compatibilité, le bus ISA avait été conservé, aux côtés du bus PCI. Il y avait un pont ISA en plus du pont/répartiteur PCI. Une implémentation possible aurait été de connecter les deux ponts ISA et PCI à un bus système unique. Mais cette solution n'a pas été retenue. La raison est que le bus PCI et le bus ISA ont des performances très différentes. Le bus PCI est très rapide, le bus ISA beaucoup plus lent. La différence est d'un ordre de grandeur, environ. Dans ces conditions, il est possible de faire passer les communications ISA à travers le bus PCI. Pour cela, le pont ISA est directement connecté sur le pont PCI, comme illustré ci-dessous. Et il en est de même pour le bus dédié aux disques durs. En effet, les disques durs étaient autrefois reliés au bus ISA, mais cela a changé depuis. Ils disposent maintenant de leur propre bus dédié, le '''bus IDE''', qui est un bus ISA simplifié. Et ce bus ISA simplifié était connecté directement sur le pont PCI. [[File:Architecture de l'IBM PC compatible avec pont PCI.png|centre|vignette|upright=2|Architecture de l'IBM PC compatible avec pont PCI]] Dans ce qui va suivre, nous allons étudier un exemple qui utilise un bus système séparé, avec un pont PCI, sans répartiteur. Voilà pour les grandes lignes, mais le schéma ci-dessous montre que tout est plus complexe. Vous remarquerez des connexions optionnelles entre le pont PCI et la mémoire RAM et la mémoire cache. La raison est que le pont PCI peut aussi servir de répartiteur en remplacement du bus système. Concrètement, on peut alors retirer le bus système. La mémoire, le bus PCI, le bus ISA, le bus IDE, le processeur et la RAM sont alors connectés au répartiteur PCI, qui sert d'intermédiaire central entre tous ces composants. Mais ce n'est pas la solution qui a été retenue dans notre exemple. [[File:Intel486-Typ PCI System.png|centre|vignette|upright=2|PC IBM compatible avec un 486, un bus PCI et un bus ISA. Le ''host bus'' est le bus système.]] Le pont ISA sert ici d'intermédiaire entre le bus système et le bus ISA. De plus, il a été amélioré sur de nombreux points. Il inclut notamment des circuits qui étaient autrefois sur la carte mère, à savoir le contrôleur DMA 82C87 et le contrôleur d'interruption 82C59, ainsi que les ''timers'' Intel 82C54. Les composants restants sont eux reliés sur un quatrième bus : le bus X, l'ancêtre du bus ''Low Pin Count''. Le bus X était celui du BIOS, du contrôleur de clavier, de la ''Real Time Clock'', et du contrôleur de périphérique 82091AA d'Intel. [[File:ISA Bridge schematic.png|centre|vignette|upright=2|ISA Bridge.]] ===L'architecture des PC des années 90-2000=== Par la suite, les ponts PCI et ISA ont évolué avec l'évolution des bus de l'ordinateur. Le bus ISA a progressivement été remplacé par d'autres bus, comme le bus ''Low Pin Count'', le bus PCI a été remplacé par le PCI Express, d'autres bus ont été ajoutés, etc. Mais la séparation du ''chipset'' en deux a été conservée. [[File:Chipset schematic.svg|vignette|upright=1.0|Chipset séparé en northbridge et southbridge.]] Le pont PCI et le pont ISA ont été remplacés respectivement par le '''pont nord''' et le '''pont sud''', plus connus par leurs noms anglais de ''northbridge'' et de ''southbridge''. Le pont nord servait d'interface entre le processeur, la mémoire et la carte graphique et est connecté à chacun par un bus dédié. Il intégrait aussi le contrôleur mémoire. Le pont sud est le répartiteur pour les composants lents, à savoir l'USB, l'Ethernet, etc. Le bus qui relie le processeur au pont nord était appelé le '''''Front Side Bus''''', abrévié en FSB. [[File:IMac Chipset.png|centre|vignette|upright=2|Chipset séparé en northbridge et southbridge.]] Un point important est que le bus PCI est devenu un bus assez lent, ce qui fait qu'il a finit par être connecté au pont sud. Le pont PCI est donc devenu le pont sud, dans le courant des années 2000. Durant un moment, un équivalent du pont ISA a subsisté dans un circuit de '''''Super IO'''''. Concrètement, il s'occupait du lecteur de disquette, du port parallèle, du port série, et des ports PS/2 pour le clavier et la souris. Mais il ne gérait pas le bus ISA, mais son remplaçant, le bus ''Low Pin Count''. [[File:Motherboard diagram fr.svg|centre|vignette|upright=1.5|Carte mère avec circuit Super IO.]] ===L'architecture des PC depuis les années 2000=== Depuis la sortie du processeur AMD Athlon 64, le pont nord a été fusionné dans le processeur. La fusion ne s'est pas faite en une fois, des fonctionnalités ont progressivement été progressivement intégrées dans le processeur. Le pont sud est resté, mais il a alors été progressivement connecté directement au processeur. La raison derrière cette intégration est que les processeurs avaient de plus en plus de transistors à leur disposition. Ils en ont profité pour intégrer le pont nord. Et cela permettait de simplifier le câblage des cartes mères, sans pour autant rendre vraiment plus complexe la fabrication du processeur. Les industriels y trouvent leur compte. La première étape a été l'intégration du contrôleur mémoire a été intégré au processeur. Concrètement, le résultat était que la mémoire RAM n'était plus connectée au pont nord, mais était connectée directement au processeur ! Il y a donc eu un retour d'un bus mémoire, mais spécialisé pour la mémoire RAM. En théorie, une telle intégration permet diverses optimisations quant aux transferts avec la mémoire RAM. Les transferts ne passent pas par un répartiteur, ce qui réduit le temps d'accès à la mémoire RAM. Ajoutons de sombres histoires de prefetching, d'optimisation des commandes, et j'en passe. Toujours est-il que le pont nord ne servait alors d'intermédiaire que pour les ports PCI Express, et le pont sud. [[File:X58 Block Diagram.png|centre|vignette|upright=2|Chipset X58 d'Intel.]] Par la suite, la carte graphique fût aussi connectée directement sur le processeur. Le processeur incorpore pour cela des contrôleurs PCI-Express. Le pont nord a alors disparu complétement, son intégration dans le processeur était complète. Sur les cartes mères Intel récentes, le pont sdud subsiste, il est appelé le ''Platform Controler Hub'', ou PCH. L'organisation des bus sur la carte mère qui résulte de cette connexion du processeur à la carte graphique, est illustrée ci-dessous, avec l'exemple du PCH. [[File:Intel 5 Series architecture.png|centre|vignette|upright=2|Intel 5 Series architecture]] <noinclude> {{NavChapitre | book=Fonctionnement d'un ordinateur | prev=L'interface électrique entre circuits intégrés et bus | prevText=L'interface électrique entre circuits intégrés et bus | next=La hiérarchie mémoire | nextText=La hiérarchie mémoire }} </noinclude> qfxhw4s8hindnbdex3kd4v7dpmqdm1m 767483 767477 2026-06-05T07:52:02Z Wikza67210 123940 767483 wikitext text/x-wiki Dans les chapitres précédents, nous avons vu comment représenter de l'information, la traiter et la mémoriser avec des circuits. Mais un ordinateur n'est pas qu'un amoncellement de circuits et est organisé d'une manière bien précise. Il est structuré autour de trois circuits principaux : * un '''processeur''', qui manipule l'information et donne un résultat ; * une '''mémoire''' qui mémorise les données à manipuler ; * les '''entrées/sorties''', qui permettent à l'ordinateur de communiquer avec l'extérieur. [[File:Architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Architecture d'un système à mémoire.]] Pour faire simple, le processeur est un circuit qui s'occupe de faire des calculs. Rien d'étonnant à cela. Je rappelle que tout est codé par des nombres dans un ordinateur, ce qui fait que manipuler des nombres revient simplement à faire des calculs. Un ordinateur n'est donc qu'une grosse calculatrice améliorée, et le processeur est le composant qui fait les calculs. La mémoire s'occupe purement de la mémorisation des données, des nombres sur lesquelles faire des calculs. Pour être plus précis, il y a deux mémoires : une pour les données proprement dites, une autre pour le programme à exécuter. La première est la '''mémoire RAM''', la seconde est la '''mémoire ROM'''. Nous détaillerons ce que sont ces deux mémoires dans la suite du chapitre, mais sachez que nous avions déjà rencontré ces deux types de mémoires dans les chapitres sur les registres et les mémoires adressables. Les entrées-sorties permettent au processeur et à la mémoire de communiquer avec l'extérieur et d'échanger des informations avec des périphériques. Les '''périphériques''' regroupent, pour rappel, tout ce est branché sur un ordinateur, mais n'est pas à l'intérieur de celui-ci. Le processeur, les mémoires et les entrées-sorties communiquent ensemble via un '''réseau d'interconnexions'''. Le terme est assez barbare, mais rien de compliqué sur le principe. C'est juste un ensemble de fils électriques qui relie les différents éléments d'un ordinateur. Les interconnexions sont souvent appelées le bus de communication, mais le terme est un abus de langage, comme on le verra plus bas. Afin de simplifier les explications, on va supposer que le réseau d'interconnexion est le suivant. Tout est connecté au processeur. Il y a des interconnexions entre le processeur et la mémoire RAM, d'autres interconnexions entre processeur et mémoire ROM, et d'autres entre le processeur et les entrées-sorties. Nous verrons que d'autres réseaux d'interconnexions fusionnent certaines interconnexions, pour les partager entre la ROM et la RAM, par exemple. Mais pour le moment, gardez le schéma ci-dessous en tête. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] ==Les mémoires RAM et ROM== La mémoire est le composant qui mémorise des informations, des données. Dans la majorité des cas, la mémoire est composée de plusieurs '''cases mémoire''', chacune mémorisant plusieurs bits, le nombre de bits étant identique pour toutes les cases mémoire. Dans le cas le plus simple, une case mémoire mémorise un '''octet''', un groupe de 8 bits. Mais les mémoires modernes mémorisent plusieurs octets par case mémoire : elles ont des cases mémoires de 16, 32 ou 64 bits, soit respectivement 2/4/8 octets. De rares mémoires assez anciennes utilisaient des cases mémoires contenant 1, 2, 3, 4, 5, 6 7, 13, 17, 23, 36 ou 48 bits. Mais ce n'était pas des mémoires électroniques, aussi nous allons les passer sous silence. Tout ce qu'il faut savoir est que la quasi-totalité des mémoires électronique a un ou plusieurs octets par case mémoire. Pour simplifier, vous pouvez imaginer qu'une mémoire RAM est un regroupement de registre, chacun étant une case mémoire. C'est une description pas trop mauvaise pour décrire les mémoires RAM, qu'on abordera dans ce qui suit. {|class="wikitable" |+ Contenu d'une mémoire, case mémoire de 16 bits (deux octets) |- ! Case mémoire N°1 | 0001 0110 1111 1110 |- ! Case mémoire N°2 | 1111 1110 0110 1111 |- ! Case mémoire N°3 | 0001 0000 0110 0001 |- ! Case mémoire N°4 | 1000 0110 0001 0000 |- ! Case mémoire N°5 | 1100 1010 0110 0001 |- ! ... | ... |- ! Case mémoire N°1023 | 0001 0110 0001 0110 |- ! Case mémoire N°1024 | 0001 0110 0001 0110 |} Dans ce cours, il nous arrivera de partir du principe qu'il y a un octet par case mémoire, par souci de simplification. Mais ce ne sera pas systématique. De plus, il nous arrivera d'utiliser le terme adresse pour parler en réalité de la case mémoire associée, par métonymie. ===La capacité mémoire=== Bien évidemment, une mémoire ne peut stocker qu'une quantité finie de données. Et à ce petit jeu, certaines mémoires s'en sortent mieux que d'autres et peuvent stocker beaucoup plus de données que les autres. La '''capacité''' d'une mémoire correspond à la quantité d'informations que celle-ci peut mémoriser. Plus précisément, il s'agit du nombre maximal de bits qu'une mémoire peut contenir. Elle est le produit entre le nombre de cases mémoire, et la taille en bit d'une case mémoire. Toutes les mémoires actuelles utilisant des cases mémoire d'un ou plusieurs octets, ce qui nous arrange pour compter la capacité d'une mémoire. Au lieu de compter cette capacité en bits, on préfère mesurer la capacité d'une mémoire avec le nombre d'octets qu'elle contient. Mais les mémoires des PC font plusieurs millions ou milliards d'octets. Pour se faciliter la tâche, on utilise des préfixes pour désigner les différentes capacités mémoires. Vous connaissez sûrement ces préfixes : kibioctets, mébioctets et gibioctets, notés respectivement Kio, Mio et Gio. {|class="wikitable" |- !Préfixe!!Capacité mémoire en octets!!Puissance de deux |- ||Kio||1024||2¹⁰ octets |- ||Mio||1 048 576||2²⁰ octets |- ||Gio||1 073 741 824||2³⁰ octets |} On peut se demander pourquoi utiliser des puissances de 1024, et ne pas utiliser des puissances un peu plus communes ? Dans la majorité des situations, les électroniciens préfèrent manipuler des puissances de deux pour se faciliter la vie. Par convention, on utilise souvent des puissances de 1024, qui est la puissance de deux la plus proche de 1000. Or, dans le langage courant, kilo, méga et giga sont des multiples de 1000. Quand vous vous pesez sur votre balance et que celle-ci vous indique 58 kilogrammes, cela veut dire que vous pesez 58 000 grammes. De même, un kilomètre est égal à 1000 mètres, et non 1024 mètres. Autrefois, on utilisait les termes kilo, méga et giga à la place de nos kibi, mebi et gibi, par abus de langage. Mais peu de personnes sont au courant de l'existence de ces nouvelles unités, et celles-ci sont rarement utilisées. Et cette confusion permet aux fabricants de disques durs de nous « arnaquer » : Ceux-ci donnent la capacité des disques durs qu'ils vendent en kilo, méga ou giga octets : l’acheteur croit implicitement avoir une capacité exprimée en kibi, mébi ou gibi octets, et se retrouve avec un disque dur qui contient moins de mémoire que prévu. ===Lecture et écriture : mémoires ROM et RWM=== Pour simplifier grandement, on peut grossièrement classer les mémoires en deux types : les ''Read Only Memory'' et les ''Read Write Memory'', aussi appelées mémoires ROM et mémoires RWM. Pour les '''mémoires ROM''', on ne peut pas modifier leur contenu. On peut y récupérer une donnée ou une instruction : on dit qu'on y accède en lecture. Mais on ne peut pas modifier les données qu'elles contiennent. Quant aux '''mémoires RWM''', on peut y accéder en lecture (récupérer une donnée stockée en mémoire), mais aussi en écriture : on peut stocker une donnée dans la mémoire, ou modifier une donnée existante. Tout ordinateur contient au minimum une ROM et une RWM (souvent une mémoire RAM), les deux n'ont pas exactement le même rôle. Pour simplifier, la mémoire ROM mémorise le programme à exécuter, la mémoire RWM stocke des données. Il a existé des ordinateurs où la mémoire RWM était une mémoire magnétique, voire acoustique, mais ce n'est plus le cas de nos jours. Pour les ordinateurs modernes, la mémoire RWM est une mémoire électronique appelée la '''mémoire RAM'''. La mémoire RAM est utilisée pour stocker temporairement des données que le processeur doit manipuler. La mémoire RAM est donc une mémoire RWN qui a les caractéristiques suivantes : * La mémoire RAM est une mémoire électronique, fabriquée avec des semi-conducteurs. * La mémoire RAM s'efface complètement quand on coupe l'alimentation de l'ordinateur (on dit qu'elle est volatile). * La mémoire RAM possède un temps d'accès constant aux données (quelle que soit l'adresse). Et ce sont des caractéristiques que d'autres mémoires RWM n'ont pas : * Une mémoire RWM peut être magnétique (mémoires à tore de ferrite), acoustique, basées sur des CRTs (tubes Wlliams). * Une mémoire RWM peut ne pas être volatile et donc conserver les données écrites. L'exemple type étant les mémoires à tore de ferrite. Précisons cependant qu'il existe des prototypes de mémoires FERAM, MRAM et autres, qui sont des RAM non-volatiles. * Une mémoire RWN n'a pas forcément un temps d'accès constant aux données, ce n'est pas garanti pour les mémoires RWM. Par exemple, les anciens tambours magnétiques des anciens ''mainframes'' étaient des mémoires RWM non-volatiles, utilisées comme stockage temporaire. Outre le programme à exécuter, la mémoire ROM peut mémoriser des constantes, des données qui ne changent pas. Elles ne sont jamais modifiées et gardent la même valeur quoi qu'il se passe lors de l'exécution du programme. En conséquence, elles ne sont jamais accédées en écriture durant l'exécution du programme, ce qui fait que leur place est dans une mémoire ROM. La mémoire RWM est alors destinée aux données temporaires, qui changent ou sont modifiées lors de l'exécution du programme, et qui sont donc manipulées aussi bien en lecture et en écriture. La mémoire RWM mémorise alors les variables du programme à exécuter, qui sont des données que le programme va manipuler. Pour les systèmes les plus simples, la mémoire RWM ne sert à rien de plus. [[File:Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée]] Pour donner un exemple de données stockées en ROM, on peut prendre l'exemple des anciennes consoles de jeu 8 et 16 bits. Les jeux vidéos sur ces consoles étaient placés dans des cartouches de jeu, précisément dans une mémoire ROM à l'intérieur de la cartouche de jeu. La ROM mémorisait non seulement le code du jeu, le programme du jeu vidéo, mais aussi les niveaux et les ''sprites'' et autres données graphiques. Une conséquence est que les consoles 8/16 bits n'avaient pas besoin de beaucoup de RAM, comparé aux ordinateurs de l'époque, vu qu'une grande partie des données utiles étaient dans une ROM directement accessible par le processeur. À l'opposé, les micro-ordinateurs devaient copier les données d'un jeu depuis une disquette dans la mémoire RAM, ce qui demandait d'avoir plus de RAM. Le passage au support CD sur les consoles 32 bits a eu la même conséquence. Le processeur ne pouvant pas lire directement le CD à sa guise, il fallait copier les données du CD en RAM. D'où l'apparition de temps de chargement assez longs, inexistants sur support cartouche. ===L'adressage mémoire=== Sur une mémoire RAM ou ROM, on ne peut lire ou écrire qu'une case mémoire, qu'un registre à la fois : une lecture ou écriture ne peut lire ou modifier qu'une seule case mémoire. Techniquement, le processeur doit préciser à quel case mémoire il veut accéder à chaque lecture/écriture. Pour cela, chaque case mémoire se voit attribuer un nombre binaire unique, l''''adresse''', qui va permettre de le sélectionner et de l'identifier celle-ci parmi toutes les autres. En fait, on peut comparer une adresse à un numéro de téléphone (ou à une adresse d'appartement) : chacun de vos correspondants a un numéro de téléphone et vous savez que pour appeler telle personne, vous devez composer tel numéro. Les adresses mémoires en sont l'équivalent pour les cases mémoire. [[File:Adressage mémoire.png|centre|vignette|upright=2|Exemple : on demande à la mémoire de sélectionner la case mémoire d'adresse 1002 et on récupère son contenu (ici, 17).]] L'adresse mémoire est générée par le processeur. Le processeur peut parfaitement calculer des adresses, en extraire du programme qu'il exécute, et bien d'autres choses. Nous détaillerons d'ailleurs les mécanismes pour dans les chapitres portant sur les modes d'adressage du processeur. Mais pour le moment, nous avons juste besoin de savoir que c'est le processeur qui envoie des adresses aux mémoires RAM et ROM. Les adresses générées par le processeur sont alors envoyées à la RAM ou la ROM via une connexion dédiée, un ensemble de fils qui connecte le processeur à la mémoire : le '''bus d'adresse mémoire'''. L'adresse sélectionne une case mémoire, le processeur peut alors récupérer la donnée dedans pour une lecture, écrire une donnée pour l'écriture. Pour cela, un second ensemble de fil connecte le processeur à la RAM/ROM, mais cette fois-ci pour échanger des données. Il s'agit du '''bus de données mémoire'''. Les deux sont souvent regroupés sous le terme de '''bus mémoire'''. Un ordinateur contient toujours une RAM et une ROM, ce qui demande aux bus mémoire de s'adapter à la présence de deux mémoires. Il y a alors deux solutions, illustrées dans les deux schémas ci-dessous. Avec la première, il y a un seul bus mémoire partagé entre la RAM et la ROM, comme illustré ci-dessous. Une autre solution utilise deux bus séparés : un pour la RAM et un autre pour la ROM. Nous verrons les différences pratiques entre les deux à la fin du chapitre. Pour le moment, nous allons partir du principe qu'il y a un bus pour la mémoire ROM, et un autre bus pour la RAM. [[File:CPT-System-Architecture-gapfill1-ANS.svg|centre|vignette|upright=2|Architecture avec une ROM et une RAM.]] [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] ===L'alignement mémoire : introduction=== Plus haut, nous avions dit qu'il y a une adresse par case mémoire, chaque case mémoire contenant un ou plusieurs octets. Mais les processeurs modernes partent du principe que la mémoire a un octet par adresse, pas plus. Et ce même si la mémoire reliée au processeur utilise des cases mémoires de 2, 3, 4 octets ou plus. D'ailleurs, la majorité des mémoires RAM actuelle a des cases mémoires de 64 bits, soit 8 octets par case mémoire. Les raisons à cela sont multiple, mais nous les verrons en détail dans le chapitre sur l'alignement mémoire. Toujours est-il qu'il faut distinguer les '''adresses mémoire''' et les '''adresses d'octet''' gérées par le processeur. Le processeur génère des adresses d'octet, qui permettent de sélectionner un octet bien précis. L'adresse d'octet permet de sélectionner un octet parmi tous les autres. Mais la mémoire ne comprend pas directement cette adresse d'octet. Heureusement, l'octet en question est dans une case mémoire bien précise, qui a elle-même une adresse mémoire bien précise. L'adresse d'octet est alors convertie en une adresse mémoire, qui sélectionne la case mémoire adéquate, celle qui contient l'octet voulu. La case mémoire entière est lue, puis le processeur ne récupère que les données adéquates. Pour cela, des circuits d'alignement mémoire se chargent de faire la conversion entre adresses du processeur et adresse mémoire. Nous verrons cela dans le détail dans le chapitre sur l'alignement mémoire. Il existe des mémoires qui n'utilisent pas d'adresses mémoire, mais passons : ce sera pour la suite du cours. ==Le processeur== Dans les ordinateurs, l'unité de traitement porte le nom de '''processeur''', ou encore de '''''Central Processing Unit''''', abrévié en CPU. Le rôle principal du processeur est de faire des calculs. La plupart des processeurs actuels supportent au minimum l'addition, la soustraction et la multiplication. Quelques processeurs ne gèrent pas la division, qui est une opération très gourmande en circuit, peu utilisée, très lente. Il arrive que des processeurs très peu performants ne gèrent pas la multiplication, mais c'est assez rare. Un processeur ne fait pas que des calculs. Tout processeur est conçu pour effectuer un nombre limité d'opérations bien précises, comme des calculs, des échanges de données avec la mémoire, etc. Ces opérations sont appelées des '''instructions'''. Les plus intuitives sont les '''instructions arithmétiques''', qui font des calculs, comme l'addition, la soustraction, la multiplication, la division. Mais il y a aussi des '''instructions d'accès mémoire''', qui échangent des données entre la mémoire RAM et le processeur. Les autres instructions ne sont pas très intuitives, aussi passons-les sous silence pour le moment, tout deviendra plus clair dans les chapitres sur le processeur. ===Le processeur exécute un programme, une suite d'instructions=== Tout processeur est conçu pour exécuter une suite d'instructions dans l'ordre demandé, cette suite s'appelant un '''programme'''. Ce que fait le processeur est défini par la suite d'instructions qu'il exécute, par le programme qu'on lui demande de faire. Les instructions sont exécutées dans un ordre bien précis, les unes après les autres. L'ordre en question est décidé par le programmeur. La totalité des logiciels présents sur un ordinateur sont des programmes comme les autres. Le programme à exécuter est stockée dans la mémoire de l'ordinateur. C'est ainsi que l'ordinateur est rendu programmable : modifier le contenu de la mémoire permet de changer le programme exécuté. Mine de rien, cette idée de stocker le programme en mémoire est ce qui a fait que l’informatique est ce qu'elle est aujourd’hui. C'est la définition même d'ordinateur : appareil programmable qui stocke son programme dans une mémoire modifiable. Une instruction est codée comme les données : sous la forme de suites de bits. Telle suite de bit indique qu'il faut faire une addition, telle autre demande de faire une soustraction, etc. Pour simplifier, nous allons supposer qu'il y a une instruction par adresse mémoire. Sur la grosse majorité des ordinateurs, les instructions sont placées les unes à la suite des autres dans l'ordre où elles doivent être exécutées. Un programme informatique n'est donc qu'une vulgaire suite d'instructions stockée quelque part dans la mémoire de l'ordinateur. {|class="wikitable" |+ Exemple de programme informatique |- ! Adresse ! Instruction |- ! 0 | Copier le contenu de l'adresse 0F05 dans le registre numéro 5 |- ! 1 | Charger le contenu de l'adresse 0555 dans le registre numéro 4 |- ! 2 | Additionner ces deux nombres |- ! 3 | Charger le contenu de l'adresse 0555 |- ! 4 | Faire en XOR avec le résultat antérieur |- ! ... | ... |- ! 5464 | Instruction d'arrêt |} Pour exécuter une suite d'instructions dans le bon ordre, le processeur détermine à chaque cycle quelle est la prochaine instruction à exécuter. Pour cela, le processeur mémorise l'adresse de l'instruction en cours dans un registre : le '''Program Counter'''. Je rappelle que des instructions consécutives sont dans des adresses consécutives. Pour passer à la prochaine instruction, il suffit donc d'incrémenter le ''program counter''. : Si une instruction prend plusieurs octets, plusieurs adresses, il suffit de l'incrémenter du nombre d'octets/adresses. D'autres processeurs font autrement : chaque instruction précise l'adresse de la suivante, directement dans la suite de bit représentant l'instruction en mémoire. Ces processeurs n'ont pas besoin de calculer une adresse qui leur est fournie sur un plateau d'argent. Sur des processeurs aussi bizarres, pas besoin de stocker les instructions en mémoire dans l'ordre dans lesquelles elles sont censées être exécutées. Mais ces processeurs sont très très rares et peuvent être considérés comme des exceptions à la règle. Nous venons de voir qu'un processeur contient un registre appelé le ''program counter''. Mais il n'est pas le seul. Pour pouvoir fonctionner, tout processeur doit mémoriser un certain nombre d’informations nécessaires à son fonctionnement, qui sont mémorisées dans des '''registres de contrôle'''. La plupart ont des noms assez barbares (registre d'état, ''program counter'') et nous ne pouvons pas en parler à ce moment du cours. Nous les verrons en temps voulu, mais il est important de préciser qu'ils existent. ===L'intérieur d'un processeur=== Fort de ce que nous savons, nous pouvons expliquer ce qu'il y a à l'intérieur d'un processeur. Le premier point est qu'un processeur fait des calculs, ce qui implique qu'il contient des circuits de calcul. Ils sont regroupés dans une ou plusieurs '''unités de calcul'''. Nous avons déjà vu comment fabriquer une unité de calcul simple, dans un chapitre dédié, et c'est la même qui est présente dans un processeur. Du moins dans les grandes lignes, les circuits des processeurs modernes étant particulièrement optimisés. Il en est de même pour les autres circuits de calcul comme ceux pour les multiplications/division/autres. Si le processeur fait des calculs, qu'en est-il des opérandes ? Et où sont mémorisés les résultats des opérations ? Pour cela, le processeur incorpore des '''registres généraux'''. Les registres généraux servent à mémoriser les opérandes et résultats des instructions. Ils mémorisent des données, contrairement aux registres de contrôle mentionnés plus haut. Le nombre de registres généraux dépend grandement du processeur. Les tout premiers processeurs se débrouillaient avec un seul registre, mais les processeurs actuels utilisent plusieurs registres, pour mémoriser plusieurs opérandes/résultats. Mais la présence de registres est source de pas mal de petites complications. Par exemple, il faut échanger les données entre la RAM et les registres, il faut gérer l'adressage des registres, etc. Il s'agit là de détails que nous expliquerons dans les chapitres sur le processeur. Le processeur contient enfin un circuit pour interpréter les instructions, appelé l''''unité de contrôle'''. Elle lit les instructions depuis la mémoire, interprète la suite de bit associée, et commande le reste du processeur pour qu'il exécute l'instruction. Ses fonctions sont assez variées, mais nous allons simplifier en disant qu'elle configure l'unité de calcul et les registres pour faire le bon calcul. Son rôle est d'analyser la suite de bit qui constitue l'instruction, et d'en déduire quelle opération effectuer. Elle gère aussi l'accès à la mémoire RAM, et notamment ce qui est envoyé sur son bus d'adresse. : Dans ce qui suit, on suppose que le ''program counter'' fait partie de l'unité de contrôle. Pour résumer, un processeur contient une unité de calcul, des registres et une interface avec la mémoire RAM. Le tout est interconnecté, afin de pouvoir échanger des données. L’ensemble forme le '''chemin de données''', nom qui trahit le fait que c'est là que les données se déplacent et sont traitées. Il faut aussi ajouter l'unité de contrôle pour commander le tout. Elle lit les instructions en mémoire, puis commande le chemin de données pour que l'instruction soit exécutée correctement. [[File:Microarchitecture d'un processeur.png|centre|vignette|upright=2|Microarchitecture d'un processeur]] Un processeur parait donc assez simple expliqué comme ça, mais il y a de nombreuses subtilités. L'une d'entre elle est liée aux registres, et notamment à la manière dont on les utilise. Pour expliquer ces subtilités, nous allons voir comment les premiers processeurs fonctionnaient, avant de passer aux processeurs un peu plus modernes. Les tout premiers processeurs n'utilisaient qu'un seul registre, ce qui fait que l'utilisation des registres était très simple. Le passage à plusieurs registres a complexifié le tout. ===D'où viennent les adresses ?=== Il est maintenant temps de répondre à une question qui s'était posée dans la section sur l'adressage : d'où viennent les adresses envoyées à la mémoire ? Pour ce qui est des adresses des instructions, on connait déjà la réponse : c'est le ''program counter'' qui gère tout. Mais pour les données, il y a deux possibilités, qui correspondent à deux types de données : les données statiques et les données dynamiques. Les '''données statiques''' sont les plus simples : elles existent durant toute la durée de vie du programme. Tant que celui-ci s'exécute, il aura besoin de ces données. En conséquence, il leur réserve une place en mémoire, qui est toujours la même. La donnée se situe donc à une adresse bien précise, qui ne change jamais. Attention cependant : les données peuvent être modifiées, changer de valeur. Le programme écrit dans les donnée statiques, c'est même assez fréquent. Ce sont ne sont pas forcément des données constantes ! Pour les données statiques, elles sont toujours placées à la même adresse mémoire. Pour le dire autrement, l'adresse mémoire est une constante, qui ne change pas. L'adresse est connue avant d’exécuter le programme, le programme a été codé pour utiliser cette adresse pour telle donnée, on a réservé une adresse pour la donnée voulue. Et même si vous quittez le programme et vous le relancez plusieurs jours après, l'adresse mémoire sera la même avant et après. Et cela permet d'utiliser l''''adressage direct'''. L'idée est que les instructions précisent donc l'adresse à lire ou écrire. Pour cela, l'adresse est intégrée dans l’instruction elle-même. Pour rappel, l'instruction est codée par une suite de bit en mémoire RAM/ROM, dont certains précisent l'opération à faire, les autres servant à autre chose. L'idée est que certains bits précisent l'adresse mémoire de la donnée à lire. Les instructions sont donc du genre : * ''LOAD 56'' - lit l'adresse numéro 56 et copie son contenu dans un registre; * ''STORE R5 , adress 99'', copie le registre R5 dans l'adresse 99 ; * ''ADD R5 , adress 209'' : additionne le registre R5 avec le contenu de l'adresse 209. S'il existe des données statiques, c'est signe qu'il existe des '''données dynamiques'''. Ces dernières sont des données qui sont créées ou détruites selon les besoins. Pour comprendre d'où viennent ces données dynamiques, prenons le cas d'une personne qui écrit du texte sur un ordinateur. Le texte qu'il écrit est mémorisé dans la RAM de l’ordinateur, puis est sauvegardé sur le disque dur quand il sauvegarde son document. Au fur et à mesure qu'il écrit du texte, la RAM utilisée par ce texte augmente. Donc, ce texte est une donnée dynamique, dont la taille varie dans le temps. Pour gérer des données dynamiques, la plupart des systèmes d'exploitation incorporent des fonctionnalités d''''allocation mémoire'''. Derrière ce nom barbare, se cache quelque chose de simple : les programmes peuvent réclamer de la mémoire au système d'exploitation, pour y placer les données qu'ils souhaitent. Les langages de programmation bas niveau supportent des fonctions comme malloc(), qui permettent de demander un bloc de mémoire de N octets à l'OS, qui doit alors accommoder la demande. De même, un programme peut libérer de la mémoire qu'il n'utilise plus avec des fonctions comme free(). Avec l'allocation mémoire, les données n'ont pas de place fixe en mémoire. Leur adresse mémoire peut varier d'une exécution du programme à l'autre. Pire que ça : les données peuvent être déplacées dans la mémoire RAM, si besoin. En clair : l'adresse est déterminée lors de l'exécution du programme. L'adresse est alors soit calculée, soit lue depuis la mémoire RAM, soit déterminée autrement. Toujours est-il qu'elle se retrouve dans un registre général. Pour gérer ces adresse variables, les processeurs utilisent l''''adressage indirect'''. L'adressage indirect permet d'utiliser une adresse qui est dans un registre de données. L'adresse en question peut être envoyée à la mémoire RAM sans problème, le processeur peut automatiquement connecter le registre adéquat sur le bus d'adresse. Au tout début de l'informatique, les processeurs ne supportaient que l'adressage direct, pas plus. L'adressage indirect n'était tout simplement pas possible. Avec l'adressage direct, l'adresse à lire est extraite directement des instructions, par l'unité de contrôle. Le bus d'adresse de la RAM est alors relié directement à l'unité de contrôle, le bus de données est relié aux registres. [[File:Architecture Harvard avec adressage direct uniquement.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard avec adressage direct uniquement]] Mais dès les années 70, l'adressage indirect est apparu, rendant la programmation bien plus simple. Mais cela a demandé quelques adaptation au niveau du processeur. Avec l'adressage indirect, le bus d'adresse est connecté aux registres. Il a donc fallu rajouter un multiplexeur pour que le processeur décide de relier le bus d'adresse soit aux registres, soit à l'unité de contrôle. ===Un ordinateur peut avoir plusieurs processeurs=== La plupart des ordinateurs n'ont qu'un seul processeur, ce qui fait qu'on désigne avec le terme d''''ordinateurs mono-processeur'''. Mais il a existé (et existe encore) des '''ordinateurs multi-processeurs''', avec plusieurs processeurs sur la même carte mère. L'idée était de gagner en performance : deux processeurs permettent de faire deux fois plus de calcul qu'un seul, quatre permettent d'en faire quatre fois plus, etc. C'est très courant sur les supercalculateurs, des ordinateurs très puissants conçus pour du calcul industriel ou scientifique, mais aussi sur les serveurs ! Dans le cas le plus courant, ils utilisent plusieurs processeurs identiques : on utilise deux processeurs Core i3 de même modèle, ou quatre Pentium 3, etc. Pour utiliser plusieurs processeurs, les programmes doivent être adaptés. Pour cela, il y a plusieurs possibilités : * Une première possibilité, assez intuitive, est d’exécuter des programmes différents sur des processeurs différents. Par exemple, on exécute le navigateur web sur un processeur, le lecteur vidéo sur un autre, etc. * La seconde option est de créer des programmes spéciaux, qui utilisent plusieurs processeurs. Ils répartissent les calculs à faire sur les différents processeurs. Un exemple est la lecture d'une vidéo sur le web : un processeur peut télécharger la vidéo pendant le visionnage et bufferiser celle-ci, un autre processeur peut décoder la vidéo, un autre décoder l'audio. De tels programmes restent des suites d'instructions, mais ils sont plus complexes que les programmes normaux, aussi nous les passons sous silence. * La troisième option est d’exécuter le même programme sur les différents processeurs, mais chaque processeur traite son propre ensemble de données. Par exemple, pour un programme de rendu 3D, quatre processeurs peuvent s'occuper chacun d'une portion de l'image. [[File:Architecture de Von Neumann Princeton multi processeurs.svg|centre|vignette|upright=2|Architecture de Von Neumann Princeton multi processeurs]] De nos jours, les ordinateurs grand public les plus utilisés sont dans un cas intermédiaire, ils ne sont ni mono-, ni multi-processeur. Ils n'ont qu'un seul processeur, dans le sens où si on ouvre l'ordinateur et qu'on regarde la carte mère, il n'y a qu'un seul processeur. Mais ce processeur est en réalité assez similaire à un regroupement de plusieurs processeurs dans le même boitier. Il s'agit de '''processeurs multicœurs''', qui contiennent plusieurs cœurs, chaque cœur pouvant exécuter un programme tout seul. La différence entre cœur et processeur est assez difficile à saisir, mais pour simplifier : un cœur est l'ensemble des circuits nécessaires pour exécuter un programme. Chaque cœur dispose de toute la machinerie électronique pour exécuter un programme, à savoir des circuits aux noms barbares comme : un séquenceur d'instruction, des registres, une unité de calcul. Par contre, certains circuits d'un processeur ne sont présents qu'en un seul exemplaire dans un processeur multicœur, comme les circuits de communication avec la mémoire ou les circuits d’interfaçage avec la carte mère. Suivant le nombre de cœurs présents dans notre processeur, celui-ci sera appelé un processeur double-cœur (deux cœurs), quadruple-cœur (4 cœurs), octuple-cœur (8 cœurs), etc. Un processeur double-cœur est équivalent à avoir deux processeurs dans l'ordinateur, un processeur quadruple-cœur est équivalent à avoir quatre processeurs dans l'ordinateur, etc. Ces processeurs sont devenus la norme dans les ordinateurs grand public et les logiciels et systèmes d'exploitation se sont adaptés. ===Les coprocesseurs=== Quelques ordinateurs assez anciens disposaient de '''coprocesseurs''', des processeurs qui complémentaient un processeur principal. Les ordinateurs de ce type avaient un processeur principal, le '''CPU''', qui était secondé par un ou plusieurs coprocesseurs. Sauf exception, le CPU et le coprocesseur exécutent des programmes différents, ils travaillent en parallèle. Les coprocesseurs les plus connus sont les '''coprocesseurs pour le rendu 2D/3D'''. Ils ont eu leur heure de gloire sur les anciennes consoles de jeux vidéo, comme Super Nintendo, la Playstation et autres consoles de cette génération ou antérieure. Ils s'occupaient respectivement de calculer les graphismes des jeux vidéos. De nos jours, ils ont été remplacés par des cartes graphiques, ou des ''Graphic Processing Units'', qui ne sont pas considérées comme des coprocesseurs. Les '''coprocesseurs sonores''' sont une sorte d'ancêtre des cartes son, utilisés sur les anciennes consoles de jeux vidéo, comme La Nintendo 64, la Playstation et autres consoles antérieures. Ils s'occupaient respectivement de calculer tout ce qui a trait au son. Pour donner un exemple, on peut citer la console Neo-géo, qui disposait de deux processeurs travaillant en parallèle : un processeur principal, et un coprocesseur sonore. Le processeur principal était un Motorola 68000, alors que le coprocesseur sonore était un processeur Z80. L'accès aux périphériques est quelque chose sur lequel nous passerons plusieurs chapitres dans ce cours. Mais sachez que l'accès aux périphériques peut demander pas mal de puissance de calculs. Le CPU principal peut faire ce genre de calculs par lui-même, mais il n'est pas rare qu'un '''coprocesseur d'IO''' soit dédié à l'accès aux périphériques. Un exemple assez récent est celui de la console de jeu Nintendo 3DS. Elle disposait d'un processeur principal de type ARM9, d'un coprocesseur pour les divisions qu'on abordera plus bas, et d'un second processeur ARM7. L'ARM 7 était utilisé comme coprocesseur d'I/O, ainsi que pour l'émulation de la console GBA. [[File:Asmp 2.gif|centre|vignette|upright=2|Co-processeur pour l'accès aux entrées-sorties.]] Les '''coprocesseurs arithmétiques''' sont un peu à part des autres. Ils sont spécialisés dans les calculs en virgule flottante. Ils étaient utilisés à une époque où les CPU ne géraient que des calculs entiers (en binaire ou en BCD). Un exemple est le coprocesseur flottant x87, complémentaire des premiers processeurs Intel x86. Il y a eu la même chose sur les processeurs Motorola 68000, avec deux coprocesseurs flottants appelés les Motorola 68881 et les Motorola 68882. Un exemple récent de coprocesseur est celui utilisé sur la console de jeu Nintendo DS. La console utilisait deux processeurs, un ARM9 et un ARM7, qui ne pouvaient pas faire de division entière. Il s'agit pourtant d'opérations importantes dans le cas du rendu 3D, ce qui fait que les concepteurs de la console ont rajouté un coprocesseur spécialisé dans les divisions entières et les racines carrées. Le coprocesseur était adressable directement par le processeur, comme peuvent l'être la RAM ou les périphériques. ==Les entrées-sorties== Tous les circuits vus précédemment traitent des données codées en binaire. Ceci dit, les données ne sortent pas de n'importe où : l'ordinateur contient des composants électroniques qui traduisent des informations venant de l’extérieur en nombres. Ces composants sont ce qu'on appelle des '''entrées'''. Par exemple, le clavier est une entrée : l'électronique du clavier attribue un nombre entier (''scancode'') à une touche, nombre qui sera communiqué à l’ordinateur lors de l'appui d'une touche. Pareil pour la souris : quand vous bougez la souris, celle-ci envoie des informations sur la position ou le mouvement du curseur, informations qui sont codées sous la forme de nombres. La carte son évoquée il y a quelques chapitres est bien sûr une entrée : elle est capable d'enregistrer un son, et de le restituer sous la forme de nombres. S’il y a des entrées, on trouve aussi des '''sorties''', des composants électroniques qui transforment des nombres présents dans l'ordinateur en quelque chose d'utile. Ces sorties effectuent la traduction inverse de celle faite par les entrées : si les entrées convertissent une information en nombre, les sorties font l'inverse : là où les entrées encodent, les sorties décodent. Par exemple, un écran LCD est un circuit de sortie : il reçoit des informations, et les transforme en image affichée à l'écran. Même chose pour une imprimante : elle reçoit des documents texte encodés sous forme de nombres, et permet de les imprimer sur du papier. Et la carte son est aussi une sortie, vu qu'elle transforme les sons d'un fichier audio en tensions destinées à un haut-parleur : c'est à la fois une entrée, et une sortie. Les '''entrées-sorties''' incluent toutes les entrées et sorties, et même certains composants qui sont les deux à la fois. Il s'agit d'un terme générique, qui regroupe des composants forts différents. Dans ce qui va suivre, nous allons parfois parler de périphériques au lieu d'entrées-sorties, mais les deux termes ne sont pas équivalents. Dans le détail, les entrées-sorties regroupent : * Les '''périphériques''' sont les composants connectés sur l'unité centrale. Exemple : les claviers, souris, webcam, imprimantes, écrans, clés USB, disques durs externes, la Box internet, etc. * Les '''cartes d'extension''', qui se connectent sur la carte mère via un connecteur, comme les cartes son ou les cartes graphiques. * D'autres composants sont soudés à la carte mère mais sont techniquement des entrées-sorties : les cartes sons soudées sur les cartes mères actuelles, par exemple. ===L'interface avec le reste de l'ordinateur=== Les entrées-sorties sont très diverses, fonctionnent très différemment les unes des autres. Mais du point de vue du reste de l'ordinateur, les choses sont relativement standardisées. Du point de vue du processeur, les entrées-sorties sont juste des paquets de registres ! Tous les périphériques, toutes les entrées-sorties contiennent des '''registres d’interfaçage''', qui permettent de faire l'intermédiaire entre l'entrée/sortie et le reste de l'ordinateur. L'entrée/sortie est conçu pour réagir automatiquement quand on écrit dans ces registres. [[File:Registres d'interfaçage.png|centre|vignette|upright=2|Registres d'interfaçage.]] Les registres d’interfaçage sont assez variés. Les plus évidents sont les '''registres de données''', qui permettent l'échange de données entre le processeur et les périphériques. Pour échanger des données avec l'entrée/sortie, le processeur a juste à lire ou écrire dans ces registres de données. On trouve généralement un registre de lecture et un registre d'écriture, mais il se peut que les deux soient fusionnés en un seul registre d’interfaçage de données. Si le processeur veut envoyer une donnée à une entrée/sortie, il a juste à écrire dans ces registres. Inversement, s'il veut lire une donnée, il a juste à lire le registre adéquat. Mais le processeur ne fait pas que transmettre des données à l'entrée/sortie. Le processeur lui envoie aussi des « commandes », des valeurs numériques auxquelles l'entrée/sortie répond en effectuant un ensemble d'actions préprogrammées. En clair, ce sont l'équivalent des instructions du processeur, mais pour l'entrée/sortie. Par exemple, les commandes envoyées à une carte graphique peuvent être : affiche l'image présente à cette adresse mémoire, calcule le rendu 3D à partir des données présentes dans ta mémoire, etc. Pour recevoir les commandes, l'entrée/sortie contient des ''registres de commande'' qui mémorisent les commandes envoyées par le processeur. Quand le processeur veut envoyer une commande à l'entrée/sortie, il écrit la commande en question dans ce ou ces registres. Enfin, beaucoup d'entrée/sortie ont un ''registre d'état'', lisible par le processeur, qui contient des informations sur l'état de l'entrée/sortie. Ils servent notamment à indiquer au processeur que l'entrée/sortie est disponible, qu'il est en train d’exécuter une commande, qu'il est occupé, qu'il y a un problème, qu'il y a une erreur de configuration, etc. ===Les adresses des registres d’interfaçage=== Les registres des périphériques sont identifiés par des adresses mémoires. Et les adresses sont conçues de façon à ce que les adresses des différentes entrées/sorties ne se marchent pas sur les pieds. Chaque entrée/sortie, chaque registre, chaque contrôleur a sa propre adresse. D'ordinaire, certains bits de l'adresse indiquent quel est le destinataire. Certains indiquent quel est l'entrée/sortie voulue, les restants indiquant le registre de destination. Il existe deux organisations possibles pour les adresses des registres d’interfaçages. La première possibilité est de séparer les adresses pour les registres d’interfaçage et les adresses pour la mémoire. Le processeur doit avoir des instructions séparées pour gérer les périphériques et adresser la mémoire. Il a des instructions de lecture/écriture pour lire/écrire en mémoire, et d'autres pour lire/écrire les registres d’interfaçage. Sans cela, le processeur ne saurait pas si une adresse est destinée à un périphérique ou à la mémoire. [[File:Espaces d'adressages séparés entre mémoire et périphérique.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressages séparés entre mémoire et périphérique]] L'autre méthode mélange les adresses mémoire et des entrées-sorties. Si on prend par exemple un processeur de 16 bits, où les adresses font 16 bits, alors les 65536 adresses possibles seront découpées en deux portions : une partie ira adresser la RAM/ROM, l'autre les périphériques. On parle alors d''''entrées-sorties mappées en mémoire'''. L'avantage est que le processeur n'a pas besoin d'avoir des instructions séparées pour les deux. [[File:IO mappées en mémoire.png|centre|vignette|upright=2.0|IO mappées en mémoire]] Pour résumer, communiquer avec une entrée/sortie est similaire à ce qu'on a avec les mémoires. Il suffit de lire ou écrire dans des registres d’interfaçage, qui ont chacun une adresse mémoire. Le problème est que le système d'exploitation ne connaît pas toujours le fonctionnement d'une entrée/sortie : il faut installer un programme qui va s'exécuter quand on souhaite communiquer avec l'entrée/sortie, et qui s'occupera de tout ce qui est nécessaire pour le transfert des données, l'adressage du périphérique, etc. Ce petit programme est appelé un driver ou '''pilote de périphérique'''. La « programmation » périphérique est très simple : il suffit de savoir quoi mettre dans les registres, et c'est le pilote qui s'en charge. ==Les architectures Harvard et Von Neumann== Après avoir vu le processeur, les mémoires et les entrées-sorties, voyons voir comment le tout est interconnecté. Tous les ordinateurs ne sont pas organisés de la même manière, pour ce qui est de leurs bus. Mais pour comprendre pourquoi, nous devons regarder qui communique avec qui, dans un ordinateur. Pour rappel, les données sont placées en mémoire RAM, alors que les instructions sont placées en mémoire ROM. Le processeur lit des instructions dans la mémoire ROM, il lit et écrit dans la mémoire RAM, et accède aux registres d’interfaçage des entrées-sorties. Il y a donc besoins de trois interconnexions : CPU-ROM, CPU-RAM et CPU-IO. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre]] Il parait intéressant d'utiliser trois interconnexions, au minimum CPU-ROM, CPU-RAM et CPU-IO. Néanmoins, faire ainsi a de nombreux désavantages. Déjà, il faut pouvoir brancher tout ça sur le processeur. Et celui-ci n'a pas forcément assez de broches pour. Aussi, il est parfois préférable de mutualiser des bus, à savoir de connecter plusieurs composants sur un même bus. Par exemple, on peut mutualiser le bus pour la mémoire RAM et pour la mémoire ROM. Il faut dire que les deux bus sont des bus mémoire, avec un bus d'adresse, un bus de données, et surtout : des bus de commande similaires. Les mutualiser est alors très simple, et permet d'économiser pas mal de broches. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard]] Cette mutualisation nous amène naturellement à parler de la distinction entre les architectures Harvard d'un côté et les architectures Von Neumann de l'autre. Elle est très liée au fait d'utiliser soit un bus mémoire unique, soit des bus séparés pour la ROM et la RAM. Voyons cela en détail. ===Les architectures Harvard et Von Neumann : des bus séparés ou unifiés=== Avec l''''architecture Harvard''', la mémoire ROM et la mémoire RAM sont reliées au processeur par deux bus séparés. Il y a un bus RAM pour la mémoire RAM, un bus ROM pour la mémoire ROM. L'avantage de cette architecture est qu'elle permet de charger une instruction et une donnée simultanément : une instruction chargée sur le bus relié à la mémoire programme, et une donnée chargée sur le bus relié à la mémoire de données. Et cela simplifie fortement la conception du processeur. [[File:Harvard Architecture.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard, avec une ROM et une RAM séparées.]] Avec l''''architecture Von Neumann''', mémoire ROM et mémoire RAM sont reliées au processeur par un bus unique. Le bus unique qui relie processeur, RAM et ROM, s'appelle le '''bus mémoire'''. Un défaut de ces architecture est qu'elles ne peuvent pas charger une instruction et une donnée en même temps. Et cela pose quelques problèmes pour la conception du processeur. Par contre, nous verrons dans ce qui suit qu'utiliser un bus mémoire partagé est bien plus flexible et permet des choses que les architectures Harvard ne peuvent pas faire. [[File:Architecture Von Neumann, avec deux bus séparés.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann, avec deux bus séparés.]] ===Les architectures Harvard et Von Neumann : des espaces d'adressage séparés ou unifiés=== La distinction précédente se base sur les connexions entre RAM, ROM et processeur. Mais il existe une autre distinction, très liée, qui est souvent utilisée comme seconde définition des architectures Harvard/Von Neumann. Elle est liée aux adresses mémoire que le processeur peut gérer. Prenons un processeur 16 bits, par exemple, qui gère naturellement des adresses de 16 bits. Il peut gérer 2^16 adresses, soit 64 kibioctets de mémoire. L'ensemble de ces adresses est appelé un '''espace d'adressage'''. Mais comment cet espace d'adressage est utilisé pour adresser une RAM et une ROM ? Sur les architectures Harvard, le processeur voit deux mémoires séparées avec leur lot d'adresses distinctes. Une même adresse peut donc correspondre soit à la mémoire ROM, soit à la mémoire RAM, suivant le bus utilisé. L'espace d'adressage est donc doublé, dupliqué, avec un pour la ROM, un autre pour la RAM. Rien d'étonnant à cela : il y a deux bus d'adresses, chacun correspondant à un espace d'adressage. [[File:Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Harvard.]] Avec l'architecture Von Neumann, la RAM et la ROM doivent se partager les adresses mémoires disponibles. Il n'y a qu'un seul espace d'adressage qui est coupé en deux, avec une partie pour la ROM et une autre pour la RAM. Une adresse correspond soit à la mémoire RAM, soit à la mémoire ROM, mais pas aux deux. Typiquement, la mémoire ROM occupe une partie des adresses, la mémoire RAM utilise le reste. La répartition des adresses est réalisée par les circuits de décodage d'adresse mentionnés plus haut. [[File:Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Vision de la mémoire par un processeur sur une architecture Von Neumann.]] Les '''architectures Harvard modifiées''' sont des intermédiaires entre architectures Harvard et architectures Von Neumann, bien qu'elles penchent bien plus du côté des architectures Harvard. Précisons que la terminologie n'est pas claire, beaucoup d'auteurs mettent des définitions différentes derrière ces deux termes. Mais dans ce cours, nous utiliserons une définition très stricte de ce qu'est une architecture Harvard modifiée. Une architecture Harvard modifiée est une architecture Harvard, où le processeur peut lire des données constantes depuis la mémoire ROM. Nous avions vu plus haut que les mémoires ROM peuvent mémoriser, en plus d'un programme exécutable, des données constantes, qui ne varient pas. Les architectures Harvard pures ne permettent pas de lire des données de ce genre depuis la mémoire ROM, alors que les architectures Harvard modifiées le permettent. Une architecture Harvard modifiée dispose d'une instruction pour lire les données en mémoire RWM, et d'une instruction pour lire des données en mémoire ROM. Il y a donc deux versions de l'instruction LOAD, qui copient la donnée dans un registre général, mais dont la source de la donnée est différente. Une autre possibilité, plus rare, est que une instruction de copie, qui copie une constante depuis la mémoire ROM vers la mémoire RAM. Le cas le plus commun est l'utilisation de deux instructions LOAD séparées. [[File:Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée.png|centre|vignette|upright=2.5|Espaces d'adressage sur une archi harvard modifiée]] Ceci étant dit, revenons à la distinction entre architecture Harvard et Von Neumann. Il faut noter que la RAM et la ROM n'ont pas forcément la même taille. Et ce que ce soit sur une architecture Harvard que sur une architecture Von Neumann, mais c'est plus facile à expliquer sur une architecture Harvard. On peut par exemple imaginer une architecture Harvard qui utilise des adresses de 16 bits pour la ROM, et seulement 8 bits pour la RAM. Le résultat est qu'il peut adresser 64 kibioctets de ROM, mais seulement 256 octets de RAM. Les deux bus d'adresse sont alors de taille différente, l'un faisant 8 bits, l'autre 16. Quelques processeurs 8 bits étaient dans ce cas, comme on le verra dans le chapitre sur les CPU 8bits. Mais d'autres processeurs utilisent des valeurs différentes, avec par exemple des adresses de 16 bits pour la RAM, mais de 20 bits pour la ROM, ou inversement. Sur une architecture Von Neumann, tout dépend de comment les adresses sont réparties. La solution la plus simple découpe l'espace d'adressage en deux parties égales, avec la RAM qui est dans la moitié basse (qui part de l'adresse 0 jusqu'à l'adresse au milieu), alors que la ROM est dans la moitié haute (entre l'adresse du milieu et l'adresse maximale). Mais ce n'est pas la seule possibilité, la limite entre RAM et ROM peut être mise n'importe où. Prenons par exemple un processeur 32 bits, capable de gérer 4 milliards d'adresse. Il est parfaitement possible de réserver 128 mébioctets de poids fort à la mémoire ROM, et de laisser le reste à la mémoire RAM. ===Le décodage d'adresse sur les architectures Von Neumann=== Pour résumer, les architectures Harvard et Von Neumann se distinguent sur deux points : * L'accès à la RAM et à la ROM se font par des bus séparés sur l'architecture Harvard, sur le même bus avec l'architecture Von Neumann. * Les adresses pour la mémoire ROM et la mémoire RAM sont séparées sur les architectures Harvard, partagées sur l’architecture Von Neumann. Les architectures Von Neumann utilisent donc un seul bus pour connecter la RAM et la ROM au processeur. Mais cela ne parait pas intuitif : comment deux composants peuvent se connecter aux mêmes fils ? Parce que c'est ce qu'implique le fait de partager un bus. Si je prends une mémoire RAM et une mémoire ROM, toutes deux de 8 bits, elles seront connectées à un bus mémoire de 8 bits. Intuitivement, on se dit qu'il y aura des conflits, du genre : la RAM et la ROM vont accéder au bus en même temps, comment savoir si une adresse est destinée à la RAM ou la ROM, etc ? Tous ces problèmes sont résolus avec une solution très simple : à chaque instant, seule une mémoire est connectée au bus. L'idée est que les mémoires sont connectées ou déconnectées du bus selon les besoins. Si le processeur veut envoyer lire une donnée en mémoire RAM, il déconnecte la mémoire ROM du bus. Et inversement, s'il veut lire une instruction, il déconnecte la RAM et connecte la ROM. Pour cela, les mémoires RAM et ROM possèdent une entrée ''Chip Select'' ou ''Output Enable'', qui agit comme une sorte de bouton ON/OFF. Lorsqu'on met un 1 sur cette entrée, la mémoire se connectera au bus. Ses entrées et sorties fonctionneront normalement, elle pourra recevoir des adresses, envoyer ou recevoir des données, tout sera normal. Par contre, si on met un 0 sur cette entrée, la mémoire se "désactive", ses entrée-sorties ne répondent plus aux sollicitations extérieures. Pire que ça : elles sont électriquement déconnectées. Au total, tout cela demande de gérer deux bit ''Chip Select''/''Output Enable'' : un pour la RAM, un pour la ROM. Et ces deux bits sont configurés pour chaque accès mémoire, pour chaque lecture ou écriture. Pour cela, un circuit de '''décodage d'adresse''' prend en entrée l'adresse mémoire à lire/écrire, et active/désactive les mémoires RAM/ROM selon les besoins. Il prend l'adresse et configure les bits ''Chip Select''/''Output Enable''. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann.png|centre|vignette|upright=2|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann.]] L'implémentation la plus simple réserve la moitié des adresses pour la RAM, l'autre moitié pour la ROM. Typiquement, la ROM prend la moitié basse, la RAM la moitié haute. Dans ce cas, activer/désactiver la RAM et la ROM se fait avec seulement le bit de poids fort de l'adresse. Si le bit de poids fort est à 1, alors on accède à la RAM et la ROM doit être désactivée. Mais si ce bit est à 0, alors on accède à la moitié basse et il faut désactiver la RAM. Une remarque intéressante : le fait de séparer la mémoire en deux parts égales permet de simuler une architecture Harvard à partir d'une architecture Von Neumann. Par exemple, le tout premier processeur d'Intel, le 4004, était l'un de ceux là. La RAM et la ROM sont reliés au même bus, et il y a donc un unique espace d'adressage, qui est séparé en deux parties égales. Le truc est que le processeur traite les deux parties égales comme deux espaces d'adressage séparés. Le processeur se débrouille pour cacher le fait qu'il y a un espace d'adressage unique coupé en deux, ce qui fait que les programmeurs voient bien deux espaces d'adressages distincts. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann basique.png|centre|vignette|upright=2|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann basique.]] Pour résumer, quand une adresse est envoyée sur le bus, les deux mémoires vont la recevoir mais une seule va répondre et se connecter au bus. Le décodage d'adresse garantit que seule la mémoire adéquate réponde à un accès mémoire. Le décodage d'adresse est réalisé par la carte mère, par un composant dédié. Le mécanisme peut être utilisé pour combiner plusieurs RAM en une seule, idem avec les ROM. Pour comprendre l'idée, je vais prendre l'exemple de l'IBM PC, un des tout premier PC existant. Nous étudierons ce PC dans une section dédiée, à la fin du chapitre, aussi je vais passer rapidement dessus. Tout ce que je vais faire est vous présenter la carte mère du PC, et vous demander de faire est de compter les mémoires ROM et mémoires RAM sur la carte mère : [[File:IBM 5150 Motherboard.svg|centre|vignette|upright=3|Carte mère de l'IBM 5150, un modèle de l'IBM PC.]] Si vous remarquerez qu'il y a 5 mémoires ROM et 8 à 32 mémoires RAM. Le fait est que le processeur voit les différentes mémoires ROM comme une seule mémoire ROM. Idem avec les mémoires RAM : elle font chacune 2 kibioctets, et l'ensemble est vu par le processeur comme une seule RAM de 16 à 64 kibioctets. Et cela grâce aux circuits de décodage d'adresse, qui sont situés en haut à droite de la carte mère. Pour comprendre l'idée, prenons l'exemple d'un processeur 16 bits, capable de gérer 64 kibioctets de mémoire. L'espace d'adressage est découpé en quatre portions, de 16 kibioctets chacune. Une portion est réservée à une ROM de 16 kibioctet, les autres sont chacune réservée à une RAM de 16 kibioctet. Le décodage d'adresse sélectionne alors la mémoire adéquate en utilisant les deux bits de poids fort de l'adresse. * S'ils valent 00, alors c'est la mémoire ROM qui est activée, connectée au bus. * S'ils valent 01, alors c'est la première mémoire RAM qui est connectée au bus. * S'ils valent 10, alors c'est la seconde mémoire RAM qui est connectée au bus. * S'ils valent 11, alors c'est la troisième mémoire RAM qui est connectée au bus. [[File:Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann, utilisant plusieurs RAM et une ROM.png|centre|vignette|upright=3|Décodage d'adresse sur une architecture Von Neumann, utilisant plusieurs RAM et une ROM]] ===L'impact sur la conception du processeur=== Plus haut, j'ai parlé d'un des avantages des architectures Harvard : elles peuvent lire une instruction en même temps qu'elles accèdent à une donnée. La donnée est lue/écrite en RAM, alors que l'instruction est lue en ROM. Et cela permet de simplifier l'intérieur du processeur. Pas de beaucoup, mais c'est déjà ça de pris. Voyons maintenant comment cela impacte l'intérieur du processeur. Tout ce dont vous avez à vous rappeler est la séparation entre chemin de données et unité de contrôle, et que les registres généraux sont dans le premier, le ''program counter'' dans la seconde. Avec une architecture Harvard, les instructions et les données passent par des bus différent : bus ROM pour les instructions, bus RAM pour les données. L'intuition nous dit que le bus pour la mémoire ROM est connecté à l'unité de contrôle, alors que le bus pour la RAM est connecté au chemin de données. Et dans les grandes lignes, c'est vrai. La logique est imparable pour ce qui est des bus de données. Mais il y a une petite subtilité pour les bus d'adresse. Pour comprendre comment le processeur exploite ces deux bus, voyons ce qui transite dessus. Pour la mémoire ROM, elle reçoit l'adresse de l'instruction à lire, elle renvoie l'instruction adéquate. Pour cela, le ''program counter'' est envoyé sur le bus d'adresse, l'instruction sur le bus de données. Pour la mémoire RAM, elle échange des données avec les registres généraux, les registres pour les données. Les adresses utilisées pour la RAM viennent elles soit du chemin de données, soit de l'unité de contrôle, tout dépend du mode d'adressage. Mais le ''program counter'' n'est pas impliqué. [[File:Architecture Harvard - échanges de données.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard - échanges de données]] Les architectures Harvard modifiées doivent cependant rajouter une connexion entre le bus ROM et les registres généraux. C'est nécessaire pour charger une donnée constante depuis la mémoire ROM. Rappelons que la donnée constante est copiée dans un registre général, donc dans le chemin de données. [[File:Architecture Harvard modifiée - implémentation du processeur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Harvard modifiée - implémentation du processeur]] Avec les architectures Von Neumann, il y a un seul bus qui est relié à la fois au chemin de données et à l'unité de contrôle. Si le processeur lit une instruction, le bus doit être relié à l'unité de contrôle. Par contre, s'il accède à une donnée, il doit être relié au chemin de données (le bus d'adresse peut éventuellement être connecté au séquenceur, si celui-ci fournit l'adresse à lire). Il faut donc utiliser un paquet de multiplexeurs et de démultiplexeurs pour faire la connexion au bon endroit. [[File:Architecture Von Neumann - implémentation du processeur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann - implémentation du processeur]] Une instruction se fait en deux temps : on charge l'instruction depuis la mémoire ROM, puis on l'exécute. Avec une architecture Harvard, tout cela se fait en un seul cycle d'horloge, vu que charger la ROM et accéder aux données peut se faire en même temps. Pas avec les architectures Von Neumann, qui doivent libérer le bus mémoire après avoir chargé une instruction. Elles n'ont pas le choix : elles chargent l'instruction lors d'un premier cycle d'horloge, puis l'exécutent lors du second. Pour cela, ils incorporent un registre appelé le '''registre d'instruction''', qui mémorise l'instruction chargée. L'instruction est copiée dans ce registre lors du premier cycle, puis est utilisée lors du second cycle. Le registre permet de ne pas oublier l’instruction entre les deux cycles. Le registre d'instruction est obligatoire sur les architectures Von Neumann. En comparaison, il est facultatif sur les architectures Harvard. Elles peuvent en avoir un, pour des raisons techniques, mais ce n'est pas obligatoire. [[File:Registre d'instruction.png|centre|vignette|upright=2|Registre d'instruction.]] ===Les architectures Von Neumann sont plus flexibles=== Sur les architectures Harvard, le processeur sait faire la distinction entre programme et données. Les données sont stockées dans la mémoire RAM, le programme est stocké dans la mémoire ROM. Les deux sont séparés, accédés par le processeur sur des bus séparés, et c'est ce qui permet de faire la différence entre les deux. Il est impossible que le processeur exécute des données ou modifie le programme. Du moins, tant que la mémoire qui stocke le programme est bien une ROM. Par contre, sur les architectures Von Neumann, il est impossible de distinguer programme et données, sauf en ajoutant des techniques de protection mémoire avancées. La raison est qu'il est impossible de faire la différence entre donnée et instruction, vu que rien ne ressemble plus à une suite de bits qu'une autre suite de bits. Et c'est à l'origine d'un des avantages majeur de l'architecture Von Neumann : il est possible que des programmes soient copiés dans la mémoire RWM et exécutés dans celle-ci. Un cas d'utilisation familier est celui de votre ordinateur personnel. Le système d'exploitation et les autres logiciels sont copiés en mémoire RAM à chaque fois que vous les lancez. Mais cet exemple implique un disque dur, ce qui rend les choses plus compliquées que prévu. Un autre exemple serait la compilation de code à la volée, mais il ne sera pas très parlant. Un exemple plus adapté serait celui où la ROM mémorise un programme compressée dans la mémoire ROM, qui est décompressé pour être exécuté en mémoire RAM. Le programme de décompression est stocké en mémoire ROM et est exécuté au lancement de l’ordinateur. Cette méthode permet d'utiliser une mémoire ROM très petite et très lente, tout en ayant un programme rapide (si la mémoire RWM est rapide). Il est aussi possible de créer des programmes qui modifient leurs propres instructions : cela s'appelle du '''code auto-modifiant'''. Ce genre de choses servait autrefois sur des ordinateurs rudimentaires, au tout début de l'informatique. À l'époque, les adresses à lire/écrire devaient être écrites en dur dans le programme, dans les instructions exécutées. Pour gérer certaines fonctionnalités des langages de programmation qui ont besoin d'adresses modifiables, comme les tableaux, on devait corriger les adresses au besoin avec du code auto-modifiant. De nos jours, le code automodifiant est utilisée occasionnellement pour rendre un programme indétectable dans la mémoire (les virus informatiques utilisent beaucoup ce genre de procédés). L'impossibilité de séparer données et instructions est à l'origine de problèmes assez fâcheux. Il est parfaitement possible que le processeur charge et exécute des données, qu'il prend par erreur pour des instructions. C'est le cas quand des pirates informatiques arrivent à exploiter des bugs. Il arrive que des pirates informatiques vous fournissent des données corrompues, qui contiennent un virus ou un programme malveillant est caché dans les données. Les bugs en question permettent d'exécuter ces données, donc virus. Pour éviter cela, le système d'exploitation peut marquer certaines zones de la mémoire comme non-exécutable, c’est-à-dire que le système d'exploitation interdit d’exécution de quoi que ce soit qui est dans cette zone. Mais ce n'est pas parfait. Toujours est-il que tout cela est impossible sur les architectures Harvard. Et ce serait très limitant. Imaginez : pas possible de lancer un programme depuis le disque dur ou une clé USB, le programme doit impérativement être dans une mémoire ROM, pas de compilation à la volée, etc. Que des techniques très utilisées dans l'informatique moderne. Malgré ses défauts, les architectures Von Neumann ne sont pas les plus utilisées pour rien. Les architectures Harvard sont concrètement utilisées uniquement dans l'informatique embarquée, sur des microcontrôleurs très spécifiques. ==Le bus de communication avec les entrées-sorties== Le processeur, la mémoire et les entrées-sorties sont connectées par un ou plusieurs '''bus de communication'''. Ce bus n'est rien d'autre qu'un ensemble de fils électriques sur lesquels on envoie des zéros ou des uns. Pour communiquer avec la mémoire, il y a trois prérequis qu'un bus doit respecter : pouvoir sélectionner la case mémoire (ou l'entrée-sortie) dont on a besoin, préciser à la mémoire s'il s'agit d'une lecture ou d'une écriture, et enfin pouvoir transférer la donnée. Pour cela, on doit donc avoir trois bus spécialisés, bien distincts, qu'on nommera le bus de commande, le bus d'adresse, et le bus de donnée. * Le '''bus de données''', sur lequel s'échangent les données entre les composants. * Le '''bus de commande''' pour configurer la mémoire et les entrées-sorties. * Le '''bus d'adresse''', facultatif, permet de préciser quelle adresse mémoire il faut lire/écrire. Chaque composant possède des entrées séparées pour le bus d'adresse, le bus de commande et le bus de données. Par exemple, une mémoire RAM possédera des entrées sur lesquelles brancher le bus d'adresse, d'autres sur lesquelles brancher le bus de commande, et des broches d'entrée-sortie pour le bus de données. Précisons cependant que le bus de commande n'est pas exactement le même entre des mémoires RAM/ROM et des entrées-sorties. [[File:Bus general schematic.svg|centre|vignette|upright=2|Contenu d'un bus, généralités.]] ===Le réseau d'interconnexion : généralités=== Reprenons où nous nous étions arrêté. Avant de voir les architectures Harvard et Von Neumann, nous avions dit que le processeur, les mémoires et les entrées-sorties sont reliées entre eux par un réseau d'interconnexion. Nous venons de voir qu'il est possible de mutualiser certains bus, notamment celui de la mémoire RAM et celui de la mémoire ROM. Mais il est possible de faire la même chose pour les entrées-sorties. Là encore, il est possible de regrouper le bus mémoire avec les bus pour les entrées-sorties. Voyons ce que cela implique. {| |[[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec une architecture Harvard.]] |[[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre et une architecture Harvard.png|centre|vignette|upright=2|Interconnexions d'une architecture Von Neumann.]] |} Avant de poursuivre, nous devons préciser quelque chose d'important. Sur les ordinateurs modernes, les entrées-sorties peuvent accéder à la mémoire RAM. Les ordinateurs modernes intègrent des techniques de '''''Direct Memory Access''''' (DMA) qui permettent aux entrées-sorties de lire ou d'écrire en mémoire RAM. Les transferts DMA se font sans intervention du processeur. Ils permettent de copier un bloc de plusieurs octets, dans deux sens : de la mémoire RAM vers une entrée-sortie, ou inversement. Le DMA demande d'ajouter un circuit dédié sur la carte mère : le contrôleur DMA. Il effectue la copie d'un paquet d'octets de la RAM vers l'entrée-sortie ou dans l'autre sens. [[File:Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre, et direct memory access.png|centre|vignette|upright=2|Réseau d'interconnexion avec un processeur au centre, et direct memory access]] ===Les bus systèmes=== La première solution utilise un bus unique, celui-ci est appelé le '''bus système''', aussi appelé ''backplane bus''. Le bus système est connecté à la mémoire RAM, la mémoire ROM, au processeur, et aux entrées-sorties. Tous les composants présents dans l'ordinateur sont connectés à ce bus, sans exception. De tels bus avaient pour avantage la simplicité. Le processeur n'est connecté qu'à un seul bus, ce qui utilise peu de broches et économise des fils. La mutualisation des bus est totale, le câblage est plus simple, la fabrication aussi. [[File:Architecture minimale d'un ordinateur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture minimale d'un ordinateur.]] Un bus système contient un bus d'adresse, de données et de commande. Un bus système se marie bien avec des entrées-sorties mappées en mémoire. La conséquence est que le bus d'adresse ne sert pas que pour l'accès à la mémoire RAM/ROM, mais aussi pour l'accès aux entrées-sorties. Il y a moyen d'implémenter un système d'adresse séparés avec, mais c'est pas l'idéal. [[File:Architecture Von Neumann avec les bus.png|centre|vignette|upright=2|Architecture Von Neumann avec les bus.]] Un bus système n'a pas de limitations quant aux échanges de données. Le processeur peut communiquer directement avec les mémoires et les entrées-sorties, les entrées-sorties peuvent communiquer avec la mémoire RAM, etc. Notamment, un bus système peut implémenter le ''Direct Memory Access''. Il suffit juste de connecter un contrôleur DMA sur le bus système. Le contrôleur DMA est considéré comme une entrée-sortie, ses registres sont mappés en mémoire et sont donc accessibles directement par le processeur. [[File:Bus système avec controleur DMA.png|centre|vignette|upright=2|Bus système avec contrôleur DMA.]] Si on suit la définition à la lettre, un bus système est systématiquement une architecture Von Neumann, vu que la mémoire ROM et la mémoire RAM sont reliées sur le bus système. La conséquence est que les circuits de décodage d'adresse sont présents. Ils sont toujours sur la carte mère, et sont plus ou moins à côté du bus système. Cependant, le décodage d'adresse est parfois étendu pour tenir compte des entrées-sorties. Les entrées-sorties soudées sur la carte mère ont elles aussi des entrées ''Chip Select'' ou quelque chose de similaire. Le décodage d'adresse peut alors les activer ou les désactiver suivant l'adresse envoyée sur le bus d'adresse. C'est ce qui arrive quand le processeur écrit dans un registre d’interfaçage : il envoie l'adresse de ce registre sur le bus d'adresse, le circuit de décodage d'adresse active seulement l'entrée-sortie associée. Il faut noter que ce n'est pas systématique, il existe des techniques pour se passer de décodage d'adresse. Mais nous en reparlerons dans le chapitre sur les bus de communication. [[File:Chipselectfr.png|centre|vignette|upright=1.5|Exemple détaillé.]] Les bus systèmes sont certes très simples, mais ils ont aussi des désavantages. Par exemple, il faut éviter que le processeur et les entrées-sorties se marchent sur les pieds, ils ne peuvent pas utiliser le bus en même temps. De tels conflits d'accès au bus système sont fréquents et ils réduisent la performance, comme on le verra dans le chapitre sur les bus. De plus, un bus système a le fâcheux désavantage de relier des composants allant à des vitesses très différentes : il arrivait fréquemment qu'un composant rapide doive attendre qu'un composant lent libère le bus. Le processeur était le composant le plus touché par ces temps d'attente. Elle était utilisée sur les tout premiers ordinateurs, pour sa simplicité. Elle était parfaitement adaptée aux anciens composants, qui allaient tous à la même vitesse. De nos jours, les ordinateurs à haute performance ne l'utilisent plus trop, mais elle est encore utilisée sur certains systèmes embarqués, en informatique industrielle dans des systèmes très peu puissants. ===Les bus d'entrées-sorties=== Les bus systèmes ont de nombreux problèmes, ce qui fait que d'anciens ordinateurs faisaient autrement. À la place d'un bus système unique, ils utilisent un bus séparé pour les mémoires, et un autre séparé pour les entrées-sorties. Le bus spécialisé pour la mémoire est appelé le '''bus mémoire''', l'autre bus est appelé le '''bus d'entrées-sorties'''. Le bus mémoire est généralement relié à la fois à la mémoire RAM et à la mémoire ROM, les exceptions ne sont pas rares, cependant. [[File:Bus mémoire séparé du bus pour les IO.png|centre|vignette|upright=2|Bus mémoire séparé du bus pour les IO]] Les bus d'entrée-sorties peuvent être spécialisés et simplifiés. Par exemple, ils peuvent avoir un bus de commande différent de celui de la mémoire, qui utilise nettement moins de fils. Le bus d'adresse peut aussi être réduit, et utiliser des adresses plus courtes que celles du bus mémoire. Les bus de données peuvent aussi être de taille différentes. Il est ainsi possible d'avoir un bus mémoire capable de lire/écrire 64 bits à la fois, alors que la communication avec les entrées-sorties se fait octet par octet ! En général, les bus d'entrée-sortie sont assez petits, ils ont une taille de 8 ou 16 bits, même si le bus mémoire est plus grand. Cela permet de ne pas gaspiller trop de broches. Ajouter un bus d'entrée-sortie n'est donc pas très gourmand en broches et en fils. : Il est en théorie possible d'avoir une fréquence différente pour les deux bus, avec un bus mémoire ultra-rapide et un bus pour les entrées-sorties est un bus moins rapide. Mais il faut que le processeur soit prévu pour, et c'est très rare. Niveau performances, le processeur peut théoriquement accéder à la mémoire en attendant qu'une entrée/sortie réponde, mais il faut que le processeur soit prévu pour, et ce n'est pas de la tarte. Par contre, cela implique d'avoir des adresses séparées pour les registres d’interfaçage et la mémoire. En clair : pas d'entrée-sortie mappée en mémoire ! Un autre problème est que les entrées-sorties ne peuvent pas communiquer avec la mémoire directement, elles doivent passer par l'intermédiaire du processeur. En clair : pas de ''Direct Memory Access'' ! Les deux sont des défauts rédhibitoires pour les programmeurs système, notamment pour ceux qui codent les pilotes de périphériques. Pour résumer, les défauts sont assez problématiques : pas d'entrées-sorties mappées en mémoire, pas de ''Direct Memory Access'', économie de broches limitée. Les deux premiers sont des défauts majeurs, qui font que de tels bus ne sont pas utilisés dans les ordinateurs modernes. À la place, ils utilisent une troisième solution, distincte des bus systèmes et des bus d'entrée-sorties. ===Les bus avec répartiteur=== Il existe une méthode intermédiaire, qui garde deux bus séparés pour la mémoire et les entrées-sorties, mais élimine les problèmes de brochage sur le processeur. L'idée est d'intercaler, entre le processeur et les deux bus, un '''circuit répartiteur'''. Il récupère tous les accès et distribue ceux-ci soit sur le bus mémoire, soit sur le bus des périphériques. Le ou les répartiteurs s'appellent aussi le '''''chipset''''' de la carte mère. C'était ce qui était fait à l'époque des premiers Pentium. À l'époque, la puce de gestion du bus PCI faisait office de répartiteur. Elle mémorisait des plages mémoires entières, certaines étant attribuées à la RAM, les autres aux périphériques mappés en mémoire. Elles utilisaient ces plages pour faire la répartition. [[File:IO mappées en mémoire avec séparation des bus.png|centre|vignette|upright=2|IO mappées en mémoire avec séparation des bus]] Niveau adresses des registres d'interfacage, il est possible d'avoir soit des adresses unifiées avec les adresses mémoire, soit des adresses séparées. L'usage d'un répartiteur ne pose pas de problèmes particuliers pour implémenter le DMA. La seule contrainte est que le contrôleur DMA soit intégré dans le répartiteur. Les échanges entre IO et mémoire passent par le répartiteur, qui fait le pont entre bus mémoire et bus des IO. [[File:Implémentation du DMA avec un répartiteur.png|centre|vignette|upright=2|Implémentation du DMA avec un répartiteur]] ==Les microcontrôleurs et ''system on chip''== Parfois, on décide de regrouper la mémoire, les bus, le CPU et les ports d'entrée-sortie dans un seul circuit intégré, un seul boitier. L'ensemble forme alors ce qu'on appelle un '''''System on Chip''''' (système sur une puce), abrévié en SoC. Le nom est assez explicite : un SoC comprend un système informatique complet sur une seule puce de silicium, microprocesseurs, mémoires et périphériques inclus. Ils incorporent aussi des ''timers'', des compteurs, et d'autres circuits très utiles. [[File:ARMSoCBlockDiagram.svg|centre|vignette|upright=2|SoC basé sur un processeur ARM, avec des entrées-sorties typiques de celles d'un µ-contrôleur. Le support du bus CAN, d'Ethernet, du bus SPI, d'un circuit de PWM (génération de signaux spécifiques), de convertisseurs analogique-digital et inverse, sont typiques des µ-contrôleurs.]] Le terme SoC regroupe des circuits imprimés assez variés, aux usages foncièrement différents et à la conception distincte. Les plus simples d’entre eux sont des microcontrôleurs, qui sont utilisés pour des applications à basse performance. Les plus complexes sont utilisés pour des applications qui demandent plus de puissance, que nous appellerons SoC haute performance. La relation entre SoC et microcontrôleurs est assez compliquée à expliquer, la terminologie n'étant pas clairement établie. Il existe quelques cours/livres qui séparent les deux, d'autres qui pensent que les deux sont très liés. Dans ce cours, nous allons partir du principe que tous les systèmes qui regroupent processeur, mémoire et quelques périphériques/entrées-sorties sont des SoC. En suivant cette définition, les microcontrôleurs sont donc un cas particulier de SoC, . ===Les microcontrôleurs=== Les '''microcontrôleurs''' sont des composants utilisés dans l'embarqué ou d'informatique industrielle. Leur nom trahit leur rôle. Ils sont utilisés pour contrôler de l'électroménager, des chaines de fabrication dans une usine, des applications robotiques, les alarmes domestiques ou ebcore les voitures. De manière générale, on les trouve dans tous les systèmes dits embarqués et/ou temps réel. Ils ont besoin de s'interconnecter à un grand nombre de composants et intègrent pour cela un grand nombre d'entrée-sorties. Les microcontrôleurs sont généralement peu puissants et doivent consommer peu d'énergie/électricité. Fait amusant, on en trouve dans certains périphériques informatiques. Par exemple, les anciens disques durs intégraient un microcontrôleur qui contrôlait plusieurs moteurs : les moteurs pour faire tourner les plateaux magnétiques et les moteurs pour déplacer les têtes de lecture/écriture. Autre exemple : les claviers d'ordinateurs, qui intègrent un microcontrôleur connecté aux touches. Celui-ci détecte quand les touches sont appuyées et qui communique avec l'ordinateur. Nous détaillerons ces deux exemples dans les chapitres dédiés aux périphériques et aux disques durs, tout deviendra plus clair à ce moment là. La majorité des périphériques ou des composants internes à un ordinateur contiennent des microcontrôleurs. Un microcontrôleur tend à intégrer des entrées-sorties assez spécifiques, qu'on ne retrouve pas dans les SoC destinés au grand public. Un microcontrôleur est typiquement relié à un paquet de senseurs et son rôle est de commander des moteurs ou d'autres composants. Et les entrées-sorties intégrées sont adaptées à cette tâche. Par exemple, ils tendent à intégrer de nombreux convertisseurs numériques-analogiques pour gérer des senseurs. Ils intègrent aussi des circuits de génération de signaux PWM spécialisés pour commander des moteurs, le processeur peut gérer des calculs trigonométriques (utiles pour commander la rotation d'un moteur), etc. [[File:C8051F340-9 A B C D.png|centre|vignette|upright=2|Exemple d'entrées-sorties intégrées à un microcontroleur.]] En plus des entrées-sorties intégrées, les microcontrôleurs ont souvent des '''ports d'entrées-sorties''' banalisés, à savoir qu'on peut brancher n'importe quoi dessus. Il était possible de brancher un capteur de température, un moteur à commander, un port série, un port parallèle, un écran, un clavier, une souris, peu importe. Les ports font souvent un octet et ils sont généralement reliées directement ou indirectement au processeur. Le logiciel qui s'exécute sur le processeur décide quoi envoyer sur des broches et comment interprète ce qui est reçu dessus. Les ports banalisés de ce type sont parfois appelés des '''GPIO''', abréviation de ''General Purpose Input/Output'', mais nous utiliserons le terme de ''port I/O''. Un port regroupe plusieurs broches qui peuvent être utilisés à volonté. C'est le logiciel qui s'exécute sur le processeur qui décide de la fonction de broches. Un port IO peut fonctionner soit en tant qu'entrée, soit en tant que sortie. Il est possible de changer de sens en cours de fonctionnement, pour passer d'une entrée à une sortie ou inversement. [[File:Afficheurs7seg.png|centre|vignette|upright=2|Exemple d'utilisation d'un port I/O. le port est connecté à un afficheur LCD dit 7-segments. Les 8 entrées de cet afficheur sont connectées à un port I/O d'un octet.]] ===Les SoC haute performance=== Les SoC les plus performants sont actuellement utilisés dans les téléphones mobiles, tablettes, ''Netbook'', ''smartphones'', ou tout appareil informatique grand public qui ne doit pas prendre beaucoup de place. La petite taille de ces appareils fait qu'ils gagnent à regrouper toute leur électronique dans un circuit imprimé unique. Mais les contraintes font qu'ils doivent être assez puissants. Ils incorporent des processeurs assez puissants, surtout ceux des ''smartphones''. C'est absolument nécessaire pour faire tourner le système d'exploitation du téléphone et les applications installées dessus. Niveau entrées-sorties, ils incorporent souvent des interfaces WIFI et cellulaires (4G/5G), des ports USB, des ports audio, et même des cartes graphiques pour les plus puissants d'entre eux. Les SoC incorporent des cartes graphiques pour gérer tout ce qui a trait à l'écran LCD/OLED, mais aussi pour gérer la caméra, voire le visionnage de vidéo (avec des décodeurs/encodeurs matériel). Par exemple, les SoC Tegra de NVIDIA incorporent une carte graphique, avec des interfaces HDMI et VGA, avec des décodeurs vidéo matériel H.264 & VC-1 gérant le 720p. Pour résumer, les périphériques sont adaptés à leur utilisation et sont donc foncièrement différents de ceux des microcontrôleurs. [[File:SOMblk.png|centre|vignette|upright=3|Exemple de SoC.]] Un point important est que les processeurs d'un SoC haute performance sont... performants. Ils sont le plus souvent des processeurs de marque ARM, qui sont différents de ceux utilisés dans les PC fixe/portables grand public qui sont eux de type x86. Nous verrons dans quelques chapitres en quoi consistent ces différences, quand nous parlerons des jeux d'instruction du processeur. Autrefois réservé au monde des PCs, les processeurs multicœurs deviennent de plus en plus fréquents pour les SoC de haute performance. Il n'est pas rare qu'un SoC incorpore plusieurs cœurs. Il arrive même qu'ils soient foncièrement différents, avec plusieurs cœurs d'architecture différente. La frontière entre SoC haute performance et microcontrôleur est de plus en plus floue. De nombreux appareils du quotidien intègrent des SoC haute performance, d'autres des microcontrôleurs. Par exemple, les lecteurs CD/DVD/BR et certains trackers GPS intègrent un SoC ou des processeurs dont la performance est assez pêchue. À l'opposé, les systèmes domotiques intègrent souvent des microcontrôleurs simples. Malgré tout, les deux cas d'utilisation font que le SoC/microcontrôleur est connecté à un grand nombre d'entrées-sorties très divers, comme des capteurs, des écrans, des LEDs, etc. [[File:GPS tracker Hardware Architecture.png|centre|vignette|upright=2|Hardware d'un tracker GPS.]] ==Étude de l'architecture de quelques consoles de jeu== Après avoir vu la théorie, nous allons voir des exemples réels d'ordinateurs. Dans ce qui suit, nous allons voir des ordinateurs qui collent assez bien à l''''architecture de base''' vue plus haut, avec un CPU, une RAM et une ROM, quelques entrées-sorties. Tous les ordinateurs modernes, mais aussi dans les smartphones, les consoles de jeu et autres, utilisent une architecture grandement modifiée et améliorée, avec un grand nombre de périphériques, des disques durs/SSD, un grand nombre de mémoires différentes, etc. Il pourrait sembler pertinent d’étudier des microcontrôleurs ou des ''System On Chip'', en premier lieu. Mais nous éviterons soigneusement de tels systèmes pour le moment. La raison est qu'ils ont un grand nombre d'entrées-sorties, qui sont peu familières. Attendez-vous à avoir près d'une vingtaine ou centaine d'entrée-sorties différentes pour de tels systèmes. Le tout est très complexe, bien trop pour un premier exemple. À la place, nous allons voir précisément des exemples plus simples : les premiers PC, et des consoles de jeu 8 et 16 bits. Bien que ce soit des systèmes très simples, ils sont cependant plus complexes que l'architecture de base. Et leur avantages/désavantages sont un peu inverse l'un de l'autre. Si on devait résumer les différences, on aurait ceci : * Les PC ont plus d'entrées-sorties que les consoles, bien que nettement moins que pour les microcontrôleurs/SoC. * Les PC utilisent des disques durs, les consoles font avec soit des cartouches de jeu, soit des CD/DVD. * Les PC utilisent des cartes électroniques séparées pour le son et l'écran, les consoles utilisent des circuits soudés sur la carte mère, qui sont souvent des co-processeurs. * Les PC ont une mémoire ROM soudées sur la carte mère, les consoles 8 bits font sans. Les PC et micro-ordinateurs ont plus d'entrées-sorties que les consoles. Même si on mets de côté les périphériques, ils ont aussi beaucoup d'entrées-sorties soudées sur la carte mère. En comparaison, les consoles de jeu 8/16 bits se débrouillent avec : une cartouche de jeu et une manette en entrée, une sortie vidéo et une sortie son. Un autre point important est l'absence de disque dur ou de lecteur CD. La présence d'un disque dur ou d'un lecteur CD/DVD complexifie tout de suite l'architecture des PC. Il faut leur réserver un bus dédié ou les connecter à un bus système, ajouter des circuits sur la carte mère, etc. Et surtout, il faut expliquer comment l'ordinateur exécute des programmes, ce qui demande de parler de l'interaction avec le disque dur et la ROM du BIOS. Rien de tout cela sur les consoles de jeu 8 et 16 bits. Elles utilisent à la place une mémoire ROM, dans la cartouche de jeu, pour mémoriser le code du jeu. Pas besoin de parler des mémoires de stockage, on est beaucoup plus proche de l'architecture de base avec une ROM unique. Autre différence : les PC utilisent des cartes électroniques à brancher sur la carte mère pour alimenter l'écran et les hauts-parleurs/casques, alors que les consoles de jeu utilisent des co-processeurs dédiés pour le son et les graphismes. Nous avons déjà expliqué ce que sont les co-processeurs plus haut, aussi les co-processeurs des consoles nous paraitrons familiers. On n'a pas à s’embêter à expliquer ce que sont les cartes d'extension, les bus associés et tout ce qui va avec, cela peut être retardé pour la section sur l'architecture des PC. Par contre, n'allez pas croire que tout est rose avec les consoles 8/16 bits. Il y a quelques différences qui font qu'elles sont plus complexes qu'un PC sur certains points. La gestion de la cartouche de jeu est notamment un peu subtile à comprendre, bien que ce soit bien plus simple à comprendre qu'un système avec un disque dur. Les cartouches de jeu intègrent une mémoire ROM, pour mémoriser les données du jeu, voire son code. Et le processeur doit exécuter le code depuis cette mémoire ROM. La conséquence est que les consoles 8/16 bits utilisent une architecture Harvard, avec un bus relié à la cartouche pour lire les instructions. Mais si ce n'était que ça... Les cartouches mémorisent aussi les données pour les graphismes, ce qui fait que le co-processeur vidéo doit lui aussi lire la cartouche pour récupérer ces données... ===L'architecture de la TurboGraphX-16=== La console PC Engine, aussi appelée TurboGraphX, est une ancienne console 8 bits. Elle contient un processeur 65C02, 8 kibioctets de RAM, un port manettes, une carte son et une carte vidéo. La '''carte son''' est le composant qui s'occupe de commander les haut-parleurs et de gérer tout ce qui a rapport au son. La '''carte graphique''' est le composant qui est en charge de calculer les graphismes, tout ce qui s'affiche à l'écran. Sur cette console, les cartes son et graphique ne sont PAS des co-processeurs, ce sont des circuits électroniques dits fixes. C'est totalement différent de ce qu'on a sur les consoles modernes, aussi le préciser est important. Bien que la carte graphique ne soit pas un processeur, elle a 64 kibioctets de RAM rien que pour elle. La RAM en question est séparée de la RAM normale, c'est un circuit intégré séparé. Et c'est un cas très fréquent, qui reviendra par la suite. La majeure partie des cartes graphiques dispose de leur propre '''mémoire vidéo''', totalement réservée à la carte graphique. La RAM vidéo est connectée à la carte graphique via un bus séparé. Le processeur est souvent connecté à ce bus, afin de pouvoir écrire des données dedans, mais ce n'est pas le cas ici. [[File:Architecture de la PC Engine, aussi appelée TurboGrafx-16.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la PC Engine, aussi appelée TurboGrafx-16]] L'architecture de la console était particulièrement simple. Le processeur était le centre de l'architecture, tout était connecté dessus. Il y a un bus pour la cartouche de jeu, un autre pour la RAM, un autre pour les manettes, un autre pour carte son, et un dernier pour la carte graphique. Le fait d'avoir un bus par composant est assez rare et ce n'est le cas ici que parce des conditions particulières sont remplies. Déjà, il y a peu d'entrée-sorties. Ensuite, les bus font tous 8 bits, vu que le processeur est un CPU 8 bits. Avec 5 connexions de 8 bits, le tout utilise 40 broches, ce qui est beaucoup, mais totalement gérable. Par contre, les choses changerons pour les autres consoles. Au final, l'organisation des bus peut s'expliquer avec ce qu'on a vu dans la section sur les bus de communication. La console utilise une architecture Harvard, car la ROM et la RAM utilisent des bus différents. De plus, il y a des bus dédiés aux entrées-sorties, séparés des bus mémoire. Enfin, la carte graphique a droit à ses propres bus pour lire dans la cartouche et dans sa RAM vidéo dédiée. ===L'architecture de la console de jeu NES=== Maintenant, nous allons voir la console de Jeu Famicom, aussi appelée la NES en occident. Elle a une architecture centrée sur un processeur Ricoh 2A03, similaire au processeur 6502, un ancien processeur autrefois très utilisé et très populaire. Le processeur est associé à 2 KB de mémoire RAM. Sur certaines cartouches, on trouve une RAM utilisée pour les sauvegardes, qui est adressée par le processeur directement. Première variation par rapport à l'architecture de la console précédente : l'ajout de la RAM pour les sauvegardes dans les cartouches. Niveau carte graphique, une différence importante est que la carte graphique est connectée à la cartouche de jeu via un autre bus, afin de pouvoir lire les sprites et textures du jeu dans la cartouche. [[File:Architecture de la NES.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la NES]] La différence avec l'architecture précédente est que des bus ont été fusionnés. Comme dit plus haut, le système utilise une architecture Harvard, vu que la ROM est dans la cartouche, alors que la RAM est soudée à la carte mère. Par contre, la Famicon utilise un bus dédié aux entrées-sorties. Il est utilisé pour la carte son et la carte graphique, seules les manettes sont sur un bus à part. Ce qui fait qu'on devrait plutôt parler de bus de sorties, mais passons... L'essentiel est qu'on n'est plus tout à fait dans le cas de la console précédente, avec un bus par composant. ===L'architecture de la SNES=== L'architecture de la SNES est illustrée ci-dessous. Les changements pour le processeur et la RAM sont mineurs.La RAM a augmenté en taille et passe à 128 KB. Pareil pour la RAM de la carte vidéo, qui passe à 64 KB. Par contre, on remarque un changement complet au niveau des bus, de la carte graphique et de la carte son. [[File:Architecture de la SNES.png|centre|vignette|upright=2|Architecture de la SNES]] La console utilise un '''bus système unique''', sur lequel tout est connecté : ROM, RAM, entrées-sorties, etc. La seule exception est pour les manettes, qui sont encore connectées directement sur le processeur, via un bus séparé. La transition vers un bus système s'explique par le fait que la console est maintenant de 16 bits, ce qui fait que les bus doivent être plus larges. Le processeur adresse des mémoires RAM et ROM plus grandes, ce qui double la taille de leurs bus. De plus, les entrées-sorties aussi ont besoin d'un bus plus large. Le processeur n'ayant pas un nombre illimité de broches, la seule solution est de fusionner les bus en un seul bus système. Un autre changement est que la carte graphique est maintenant composée de deux circuits séparés. Encore une fois, il ne s'agit pas de coprocesseurs, mais de circuits non-programmables. Par contre, la carte son est remplacée par deux coprocesseurs audio ! De plus, les deux processeurs sont connectés à une mémoire RAM dédiée de 64 KB, comme pour la carte graphique. L'un est un processeur 8 bits (le DSP), l'autre est un processeur 16 bits. Un point très intéressant : certains jeux intégraient des coprocesseurs dans leurs cartouches de jeu ! Par exemple, les cartouches de Starfox et de Super Mario 2 contenait un coprocesseur Super FX, qui gérait des calculs de rendu 2D/3D. Le Cx4 faisait plus ou moins la même chose, il était spécialisé dans les calculs trigonométriques, et diverses opérations de rendu 2D/3D. En tout, il y a environ 16 coprocesseurs d'utiliser et on en trouve facilement la liste sur le net. La console était conçue pour, des pins sur les ports cartouches étaient prévues pour des fonctionnalités de cartouche annexes, dont ces coprocesseurs. Ces pins connectaient le coprocesseur au bus des entrées-sorties. Les coprocesseurs des cartouches de NES avaient souvent de la mémoire rien que pour eux, qui était intégrée dans la cartouche. ===L'architecture de la Megadrive et de la néo-géo=== Passons maintenant à la console de jeu Megadrive, une console 16 bits. Elle a une architecture similaire à celle de la néo-géo, une autre console bien plus puissante, sorti à peu près en même temps. Elles intègrent deux processeurs : un Motorola 68000 qui sert de processeur principal, un Z80 qui sert de processeur dédié à l'audio. Le Z80 et le Motorola 68000 étaient deux processeurs très populaires à l'époque. Le Z80 est une sorte de version améliorée de l'Intel 8088 utilisé sur les anciens PC et de nombreuses consoles utilisaient des Z80 comme processeur principal. Il était familier pour les programmeurs de l'époque, pour son cout réduit, sa bonne disponibilité, et bien d'autres avantages liés à sa production de masse. Le Z80 est utilisé comme co-processeur audio. Il commande un synthétiseur sonore, et est relié à sa propre mémoire, distincte de la mémoire principale. Le MC68000 est le processeur principal et a une relation maitre-esclave avec le Z80 : le MC68000 envoie des commandes au Z80, mais la communication ne va pas dans l'autre sens. Le Motorola 68000 était un processeur 16 bits, alors que le Z80 est un processeur 8 bits. Et cette différence fait que l'on ne peut pas connecter directement les deux sur le même bus, ou du moins pas facilement. La solution retenue est d'utiliser deux bus séparés : un bus de 16 bits connecté au 68000, un bus de 8 bits connecté au Z80. Le premier bus est un bus système sur lequel est connecté le 68000, 64 kibioctets de RAM, la cartouche de jeu, et la carte graphique. Le second bus est un bus de 8 bits, plus court, relié au Z80, à un synthétiseur sonore, et 8 kibioctets de RAM Les deux bus sont connectés à un '''''chipset''''', un circuit répartiteur, qui fait le pont entre les deux bus. Les manettes sont connectées sur le ''chipset''. Il contient un registre de 8 bits, dans lequel le MC68000 peut écrire dedans à sa guise, le registre étant adressable par le processeur. Lorsque le MC68000 écrit une valeur dedans, cela déclenche l’exécution automatique d'un programme pré-déterminé sur le Z80. : Pour ceux qui savent ce qu'est une interruption, les valeurs écrites dans ce registre sont des numéros d'interruption, qui indiquent quelle routine d'interruption exécuter. [[File:Architecture de la Megadrive et de la Néogeo.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la Megadrive et de la Néogeo]] Cet exemple nous montre que les bus systèmes sont certes très simples, mais aussi inflexibles. Ils fonctionnent bien quand les composants branchés dessus sont tous des composants 8 bits, ou sont tous de 16 bits, ou tous 32 bits. Mais dès qu'on mélange composants 8, 16, 32 ou 64 bits, les choses deviennent plus compliquées. Il est alors préférable d'utiliser des bus séparés, avec des répartiteurs pour faire le pont entre les différents bus. Et nous verrons que le problème s'est posé lui aussi sur les PC. ===L'architecture des anciennes consoles Playstation : beaucoup de co-processeurs=== Les consoles que nous venons d'aborder étaient des consoles 8 ou 16 bits. A partir des consoles 32 bits, leur architecture s'est rapprochée de celle des PC, avec un usage plus complexes de répartiteurs. La XBOX était très semblable à un PC : le processeur était un Pentium 3 modifié, la carte graphique était une Geforce 3 modifiée, les 64 mébioctets de RAM était la même mémoire DDR que celle des PC, le répartiteur secondaire était un ''chipset'' nForce de NVIDIA, etc. Mais les Playstation 1, 2 et 3 se distinguent de leur contemporains. Elles disposent de très nombreux co-processeurs, qui sont en plus très variés. La Playstation 1 a été une des premières console à utiliser les CD-ROM comme support de stockage, en remplacement des cartouches. La conséquence est que la console contient une mémoire ROM, soudée à la carte mère, de 512 kibioctets. Elle contient aussi 2 mébioctets de RAM, une carte graphique avec 1 mébioctet de mémoire vidéo, un processeur, et de quoi gérer les périphériques. Il y a un co-processeur audio spécialisé, avec 512 kibioctets de RAM, ce qui nous est familier. Par contre, les autres co-processeurs ne le sont pas. Déjà, le lecteur de CD-ROM est associé à des circuits sur la carte mère, il y a tout un sous-système dédié au lecteur de CD. Il y a un contrôleur qui sert d'interface avec le lecteur proprement dit, mais aussi deux co-processeurs audio et 32 kibioctets de RAM. Les co-processeurs audio servent à lire des CD sans trop utiliser le second co-processeur audio, ils lui servent de complément. Ensuite, le processeur incorpore plusieurs cœurs, avec un cœur principal et plusieurs co-processeurs. Le premier est un co-processeur système, qui est utilisé pour gérer la mémoire cache intégrée au processeur, pour des fonctionnalités appelées interruptions et exceptions, ainsi que pour configurer le processeur. Le second est un co-processeur arithmétique spécialisé dans les calculs en virgule flottante, très importants pour le rendu 3D. Enfin, il y a un décodeur vidéo, qui n'est pas un co-processeur, mais un circuit non-programmable, spécialisé dans le décodage vidéo. De nos jours, ce circuit aurait été intégré dans la carte graphique, mais il était intégré dans le processeur sur la Playstation 2. Pour le reste, le processeur est la figure centrale de la console. Il est connecté à 4 bus : un pour la RAM, un pour la carte graphique, un pour les manettes, un autre pour le reste. Le dernier bus est connecté au système audio et au système pour le lecteur CD. Ce serait un bus d'entrée-sortie, s'il n'était pas connecté à la mémoire ROM. Vous avez bien lu : la mémoire ROM est reliée au bus d'entrée-sortie. [[File:Architecture de la Playstation.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de la Playstation]] La Playstation 2 est composé d'un processeur, couplé à 32 Mébioctets de RAM, et d'un paquet de co-processeurs. Plus de co-processeurs que la PS1. Le processeur principal n'est pas la même que celui de la PS1, mais il a une architecture similaire. Il intègre un décodeur vidéo sur le même circuit intégré, ainsi que deux co-processeur. Les co-processeurs ne sont cependant pas les mêmes. Le co-processeur système disparait et est remplacé par un second co-processeur arithmétique. Les deux co-processeurs arithmétiques sont spécialisés dans les nombres flottants, avec quelques différences entre les deux. Par exemple, le second co-processeur gérait des calculs trigonométriques, des exponentielles, des logarithmes, et d'autres fonctions complexes du genre ; mais pas le premier co-processeur. Ils sont reliés à 4 kibioctets de RAM pour le premier, 16 kibioctets de RAM pour le second ; qui sont intégrées dans le processeur et non-représentés dans le diagramme ci-dessous. La PS2 intègre aussi un co-processeur d'entrées-sorties. Pour information, il s'agit du processeur principal de la Playstation 1, qui est ici utilisé différemment, suivant que l'on place un jeu PS1 ou PS1 dans la console. Si on met un jeu PS1, il est utilisé pour émuler la Playstation 1, afin de faire tourner le jeu PS1 sur la PS2. Si on met un jeu PS2, il est utilisé comme co-processeur d'entrée-sortie et fait l'interface entre CPU et entrées-sorties. Il est relié à 2 mébioctets de RAM, soit exactement la même quantité de mémoire que la Playstation 1. Tous les périphériques sont connectés au co-processeur d'entrées-sortie. Pour cela, le co-processeur d'entrées-sortie est relié à deux bus dédiés aux périphériques. Le premier bus est relié aux manettes, aux ports USB et aux ports pour cartes mémoires. Le second bus est relié à la carte son, la carte réseau, le lecteur DVD, et un port PCMIA. Notons que la carte son intègre un co-processeur audio, qui n'est pas représenté dans le diagramme ci-dessous. [[File:Playstation 2 architecture.png|centre|vignette|upright=2.5|Playstation 2 architecture]] ==L'architecture des PC et son évolution== Après avoir vu les consoles, nous allons maintenant voir les anciens PC, des années 80 ou 90. Le tout premier PC était techniquement l''''IBM PC'''. Par la suite, de nombreux ordinateurs ont tenté de reproduire l'IBM PC originel, avec parfois quelques modifications mineures. De tels ordinateurs ''IBM PC compatibles'', ont été très nombreux, pour des raisons diverses. Le fait d'utiliser des composants banalisés, facilement disponibles, ainsi qu'une bonne documentation de l'IBM PC originel, a grandement aidé. Les IBM PC compatibles ont progressivement évolué pour donner les PC actuels. L'IBM PC compatible a donné naissance à de nombreux standards divers. ===L'IBM PC originel et l'IBM PC XT=== [[File:IBM PC XT 02.jpg|vignette|IBM PC XT.]] Nous allons commencer par voir l'IBM PC originel, et son successeur : l'IBM Personal Computer XT. Nous les appelerons tous deux l'IBM PC. L'IBM PC utilisait un processeur Intel 8088, qui était un processeur 8 bits. Ils utilisaient un bus système unique, appelé le '''bus XT'''. Le bus système allait à 4.77 MHz, soit la même fréquence que le processeur. C'était un bus de 8 bits, ce qui collait parfaitement avec les processeurs 8 bits commercialisés par Intel à l'époque. L'IBM PC comprenait une mémoire ROM avec de quoi faire fonctionner le PC. La ROM en question contenait un programme minimal, appelé le '''BIOS''', sans lequel le PC ne fonctionnait pas du tout. Il servait de base pour le système d'exploitation et MS-DOS ne fonctionnait pas sans elle. De nos jours, son rôle est plus limité : sans elle, le PC ne démarre pas. Mais nous détaillerons cela dans le prochain chapitre. En plus de la ROM pour le BIOS, l'IBM PC avait quatre mémoires ROM dédiée au langage de programmation BASIC. Lorsque le PC démarrait, il ne bootait pas un système d'exploitation, mais lançait l'interpréteur pour le langage BASIC. De nos jours, ce serait l'équivalent d'un ordinateur qui boote directement sur du Python, à savoir la console Python que vous avez peut-être déjà utilisé si vous avez testé Python. Ceux qui ont déjà touché à un ordinateur de l'époque savent ce que ca veut dire, mais c'est malheureusement très difficile à expliquer sans ce genre d'expérience. Toujours est-il que c'était une sorte de norme à l'époque : les ordinateurs bootaient généralement sur un interpréteur BASIC. [[File:XT Bus pins.svg|vignette|Connecteur du bus XT.]] Les PC étaient conçus pour qu'on branche des '''cartes d'extension''', à savoir des cartes électroniques qu'on branchait sur la carte mère, à l'intérieur du PC. Les cartes d'extension de l'époque étaient surtout des cartes son ou des cartes graphiques, mais aussi des cartes pour brancher des péripéhriques. par exemple, on pouvait ajouter deux cartes graphiques dans l'IBM PC originel : l'''IBM Monochrome Display Adapter'' et/ou la ''IBM Color Graphics Adapter''. De nos jours, les cartes son sont intégrées à la carte mère, mais les cartes graphiques sont restées des cartes d'extension. Les cartes d'extension étaient branchées sur un '''connecteur XT''', qui était directement relié au bus XT. Le connecteur XT est illustré ci-contre, mais ne vous en souciez pas trop pour le moment. La carte mère de l'IBM PC avait 5 connecteurs de ce type, qu'on pouvait peupler avec autant de cartes d'extension. L'IBM Personal Computer XT est passé à 8 connecteurs XT, soit trois de plus. Pour ce qui est des périphériques, l'IBM PC avait plusieurs connecteurs : un port série, un port parallèle, un port pour le clavier, et un port pour un lecteur cassette. Le clavier et le lecteur cassette étaient connectés directement sur la carte mère, qui contenait quelques circuits pour gérer le clavier. Par contre, les deux premiers n'étaient pas connectés à la carte mère. Le port série était en réalité une carte d'extension, branchée sur un connecteur XT. Et il en est de même pour le port parallèle. Pour ce qui est des supports de stockage, l'IBM PC originel n'avait pas de disque dur et n'avait que des lecteurs de disquette. De plus, le lecteur de disquette n'était pas connecté directement sur la carte mère, mais était connecté à une carte d'extension, branchée sur un connecteur XT. La carte d'extension avait deux connecteurs, un par lecteur de disquette, ce qui fait que les deux lecteurs de disquettes pouvaient être branchés sur une seule carte d'extension. L'IBM Personal Computer XT a ajouté un disque dur, sauf sur quelques sous-modèles spécifiques. Le PC avait aussi un petit haut-parleur capable de faire des bips. Pour résumer, l'IBM PC originel se reposait beaucoup sur les cartes d'extension, sa carte mère contenait peu de choses. Enfin, peu de choses... Il y avait un processeur Intel 8088, éventuellement un coprocesseur flottant 8087, de la RAM, de la ROM, et des circuits intégrés assez divers. En voici la liste, certains vous seront familiers, d'autres vous seront inconnus à ce stade du cours : * les circuits de décodage d'adresse ; * un contrôleur DMA intel 8273 ; * un contrôleur d'interruption 8259 ; * un contrôleur de bus Intel 8288 pour gérer le bus XT ; * un générateur d'horloge Intel 8284 et un diviseur de fréquence ; * un ''timer'' Intel 8253, le même que celui étudié dans le chapitre sur les ''timers'' ; * un contrôleur parallèle 8255. Les multiplexeurs, registres et portes logiques, sont des circuits de décodage d'adresse, qui permettent de combiner plusieurs RAM en une seule, idem avec la mémoire ROM. Si vous verrez qu'il y a 5 mémoires ROM : une ROM pour le BIOS, et quatre autres ROM pour le BASIC. Les 4 ROM du BASIC sont combinées en une seule mémoire ROM. Pour les RAM, il y en a 8 à 32, qui sont combinées en une seule RAM de 16 à 64 kibioctets. [[File:IBM 5150 Motherboard.svg|centre|vignette|upright=3|Carte mère de l'IBM 5150, un modèle de l'IBM PC.]] ===L'architecture d'un IBM PC compatible 16 bits=== Les PC suivants sont passés à des processeurs 16 bits, mais c'était toujours des processeurs x86 d'Intel, à savoir des Intel 286 et 386. La RAM a grossi, quelques entrées-sorties ont été ajoutées, mais l'architecture globale est plus moins resté le même. C'est surtout au niveau du bus et des périphériques que les changements majeurs ont eu lieu. [[File:ISA Bus pins.svg|vignette|Connecteur ISA.]] Les PC 16 bits utilisaient un bus système unique, sur lequel tout était connecté : le processeur, la RAM, la ROM, les cartes d'extension et tout le reste. Le bus en question s'appelait le '''bus AT''', mais il a rapidement été renommé en '''bus ISA''' (''Industry Standard Architecture''). Le bus ISA était prévu pour avoir une compatibilité avec le bus 8 bits de l'IBM PC originel. D'ailleurs, cela se ressent jusque dans le connecteur utilisé : le connecteur ISA est un connecteur XT qu'on a fusionné avec un second connecteur pour l'étendre de 8 à 16 bits. Les PC 16 bits avaient toujours un port série, un port parallèle, un clavier, un lecteur de disquette et des cartes d'extension. Des disques durs pouvaient être ajoutés, aussi. Mais pour ces périphériques, un changement majeur a eu lieu comparé à l'IBM PC originel. L'IBM PC originel utilisait des cartes d'extension pour tout, sauf le clavier. Mais maintenant, les périphériques ne sont plus connectés à une carte d'extension. À la place, les circuits de la carte d'extension sont déplacés sur la carte mère. Mais n'allez pas croire qu'ils étaient connectés directement au bus ISA, il y avait des intermédiaires. Le clavier était relié à un '''contrôleur de clavier''', qui faisait l'interface entre le connecteur du clavier et le bus ISA. Le contrôleur de clavier était appelé le ''Keyboard Controler'', abrévié en KB. Il recevait ce qui est tapé au clavier et traduisait cela en quelque chose de compréhensible par l'ordinateur. Les autres périphériques étaient connectés à un circuit intégré dédié : l''''Intel 82091AA'''. Il était connecté au lecteur de disquette, au port série et au port parallèle. Il servait d'intermédiaire entre ces périphériques et le bus ISA. Vous pouvez le voir comme une sorte de répartiteur, mais qui ne serait pas connecté sur le processeur et la RAM Enfin, il ne faut pas oublier les autres composants présents sur l'IBM PC originel. Le BIOS est toujours là, de même que les ''timers'' Intel 8253 PIT, le contrôleur d'interruption Intel 8259 et le contrôleur DMA Intel 8237. Les PC 16 bits ont aussi intégré une ''Real Time Clock'' (RTC). Pour rappel, c'est un composant qui permet au PC de mémoriser la date et l'heure courante, à la seconde près. Le tout est résumé dans le schéma ci-dessous. [[File:Architecture de l'IBM PC compatible.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de l'IBM PC compatible]] Un point important est que le bus ISA allait à la même fréquence que le processeur, vu que c'était un bus système. Les processeurs de l'époque étaient des CPU 286 d'Intel, ou le 386 d'Intel. Les Intel 286 allaient de 4 MHz minimum, à 25 MHz maximum. Le 386, quant à lui, allait de 12 à 40 MHz. Le bus ISA devait aller à cette fréquence, il était synchrone avec le processeur. Par la suite, les processeurs ont gagné en performance, ce qui fait que le bus ISA est devenu trop lent pour le processeur. Une idée a alors été de conserver le bus ISA, pour des raisons de compatibilité, mais de le reléguer comme bus secondaire. L'ordinateur contient alors deux bus : un bus système, et un bus ISA secondaire. Le lien entre les deux est réalisé par un '''pont ISA''', ''ISA Bridge'' en anglais. Le bus ISA fonctionnait alors sa fréquence usuelle, alors que le bus système était beaucoup plus rapide. Le bus système fonctionnait à une fréquence bien plus élevée, ce qui fait que le processeur pouvait communiquer à pleine vitesse, notamment avec la RAM. Le processeur n'était alors plus forcé à aller à la même fréquence que le bus ISA [[File:Architecture de l'IBM PC compatible avec bridge ISA.png|centre|vignette|upright=2.5|Architecture de l'IBM PC compatible avec bridge ISA]] Les PC de l'époque intégraient donc plusieurs bus séparés. Vous avez bien lu : plusieurs bus ! Ici, il s'agit de ce que j'appelle des '''bus en cascade''', à savoir qu'un bus est connecté à un autre bus par un intermédiaire. Au passage, si j'aborde ces exemples, car c'est pareil sur les ordinateurs modernes. Le pont ISA a été remplacé par des circuits différents, mais qui ont un rôle assez similaire. Le ''chipset'' de votre carte mère n'est qu'un lointain descendant du pont ISA, qui s'interface avec des bus différents. ===L'arrivée des standards AT et IDE pour les disques durs=== Initialement, les disques durs étaient placés dans l'ordinateur et étaient connectés sur le bus ISA, via une carte d'extension ISA. En clair, il fallait connecter le disque dur sur une carte d'extension, et non sur la carte mère. Les cartes d'extension en question permettaient de connecter un ou plusieurs disques durs, parfois des lecteurs de disquette supplémentaires. Les cartes ISA de ce type faisaient juste l'interface entre le bus ISA et les disques durs, rien de plus. L'interface en question a été standardisée, ce qui a donné le standard ''AT Bus Attachment'', qui a été abrévié en ATA. Et ce n'était pas que pour les disques durs, de nombreux composants étaient dans ce cas. Une carte d'extension servait d'intermédiaire entre eux et la carte mère. Les cartes d'extension en question étaient appelées des ''Host bus adapter''. [[File:Acculogic sIDE-4 Controller ISA.jpg|centre|vignette|upright=2|Carte ISA d'interface disque dur, de marque Acculogic.]] Mais les choses ont rapidement évoluées, que ce soit du côté des cartes mères que du côté des disques durs. Le '''standard IDE''' a permis de brancher un disque dur directement sur la carte mère, sans passer par une carte d'interface ISA. Pour cela, la carte mère réservait un connecteur ISA pour le disque dur, renommé '''connecteur ATA'''. Pour que cela soit possible, il a fallu rajouter des circuits sur la carte mère. Tout ce qui était sur les cartes d'interface ISA s'est retrouvé sur la carte mère. [[File:Ajout des ports IDE sur la carte mère.png|centre|vignette|upright=2|Ajout des ports IDE sur la carte mère]] En réalité, les connecteurs ATA étaient des connecteurs ISA simplifiés. Un connecteur ISA avait en tout 98 broches, alors qu'un connecteur ATA n'en contient que 40. Les broches qui étaient inutiles pour les disques durs ont simplement été enlevées. Et qui dit connecteur spécialisé, dit câble spécialisé. Les disques durs étaient branchés sur le connecteur AT grâce à un câble ATA, sur lequel on pouvait connecter deux disques durs. [[File:ATA Plug.svg|centre|vignette|upright=2|Connecteur ATA.]] [[File:ATA cables.jpg|centre|vignette|upright=2|Cable ATA.]] Il était donc possible de connecter deux disques durs sur un seul connecteur ATA. Et cette possibilité est devenue d'autant plus utile par la suite. A partir de la version 2, ATA supportait aussi les lecteurs de disquettes, les lecteurs de CD/DVD, et bien d'autres supports de stockage. Il était alors possible de connecter un lecteur CD et un disque dur sur un seul connecteur. Les cartes mères avaient généralement deux connecteurs ATA, et n'avaient pas besoin de plus. C'était suffisant pour connecter un disque dur, un lecteur de disquette et un lecteur CD, configuration courante entre les années 90 et 2000. Un câble est donc connecté à deux supports de stockage. Pour distinguer les deux, le standard ATA ajoute une possibilité de configuration. Sur un câble, il doit y avoir un support de stockage "maitre" et un support "esclave". C'était la terminologie de l'époque, que je reproduis ici, même si elle est fortement trompeuse. N'allez pas croire que cela implique que l'un ait des avantages sur l'autre. Le support 'maitre" n'a pas droit à plus de bande passante, il n'a pas la priorité sur l'autre, rien du tout. Il s'agit juste d'un nombre qui permet de savoir avec qui le processeur communique, qui vaut 0 pour le premier support, 1 pour l'autre. Une sorte d'adresse de 1 bit, si l'on veut. [[File:ATA-Konfiguration02.png|centre|vignette|upright=2|Configuration ATA.]] Pour configurer un support de stockage en mode "maitre" ou "esclave", le support de stockage avait quelques pins dédiés. Il suffisait de placer un détrompeur en plastique sur les pins adéquats. Les pins se trouvaient à l'arrière du disque dur ou du lecteur de CD/DVD/Disquette/autre. [[File:HDD Master and Slave Description.jpg|centre|vignette|upright=2|Configuration ''Master/Slave''.]] ===L'architecture d'un PC avec un processeur Intel 486=== Maintenant, passons aux ordinateurs 32 bits, avec l'exemple d'un PC avec un processeur 486 d'Intel. A cette époque, le bus ISA était devenu trop limité et était en place d'être remplacé par le bus PCI, qui avait la même fonction. De nombreuses cartes d'extension utilisaient déjà ce standard et étaient branchées sur des connecteurs PCI dédiés, différents des connecteurs ISA. Intuitivement, on se dit que le bus PCI remplaçait le bus ISA, mais les choses étaient plus compliquées. Les disques durs gardaient leur connecteur ATA, et ne passaient pas par le bus PCI. Ils avaient un bus IDE séparé, qui était un bus ISA modifié. Là encore, les processeurs étaient devenus beaucoup plus rapides que le bus PCI. Les deux allaient à des fréquences assez différentes, ce qui fait que le bus PCI était séparé du bus système. Il y avait alors deux implémentations possibles. * La première utilise un répartiteur unique, relié au processeur, à la RAM, au bus PCI, et au bus IDE. * La seconde utilise un bus système séparé du bus PCI, avec un '''pont PCI''' pour faire l'interface entre les deux. Le '''''System Controler''''' était un circuit intégré, placé sur la carte mère, qui peut servir soit de pont PCI, soit de répartiteur. Le répartiteur PCI sert d'intermédiaire avec le bus PCI, mais aussi avec le bus IDE, utilisé pour les disques durs, aussi appelé le bus ''Parallel ATA''. Il peut aussi être connecté au processeur, à la mémoire RAM, ainsi qu'à la mémoire cache, mais cela ne sert que quand il est utilisé comme répartiteur. [[File:Architecture d'un PC utilisant un bus PCI, implémentation avec un répartiteur.png|centre|vignette|upright=2|Architecture d'un PC utilisant un bus PCI, implémentation avec un répartiteur]] Pour des raisons de compatibilité, le bus ISA avait été conservé, aux côtés du bus PCI. Il y avait un pont ISA en plus du pont/répartiteur PCI. Une implémentation possible aurait été de connecter les deux ponts ISA et PCI à un bus système unique. Mais cette solution n'a pas été retenue. La raison est que le bus PCI et le bus ISA ont des performances très différentes. Le bus PCI est très rapide, le bus ISA beaucoup plus lent. La différence est d'un ordre de grandeur, environ. Dans ces conditions, il est possible de faire passer les communications ISA à travers le bus PCI. Pour cela, le pont ISA est directement connecté sur le pont PCI, comme illustré ci-dessous. Et il en est de même pour le bus dédié aux disques durs. En effet, les disques durs étaient autrefois reliés au bus ISA, mais cela a changé depuis. Ils disposent maintenant de leur propre bus dédié, le '''bus IDE''', qui est un bus ISA simplifié. Et ce bus ISA simplifié était connecté directement sur le pont PCI. [[File:Architecture de l'IBM PC compatible avec pont PCI.png|centre|vignette|upright=2|Architecture de l'IBM PC compatible avec pont PCI]] Dans ce qui va suivre, nous allons étudier un exemple qui utilise un bus système séparé, avec un pont PCI, sans répartiteur. Voilà pour les grandes lignes, mais le schéma ci-dessous montre que tout est plus complexe. Vous remarquerez des connexions optionnelles entre le pont PCI et la mémoire RAM et la mémoire cache. La raison est que le pont PCI peut aussi servir de répartiteur en remplacement du bus système. Concrètement, on peut alors retirer le bus système. La mémoire, le bus PCI, le bus ISA, le bus IDE, le processeur et la RAM sont alors connectés au répartiteur PCI, qui sert d'intermédiaire central entre tous ces composants. Mais ce n'est pas la solution qui a été retenue dans notre exemple. [[File:Intel486-Typ PCI System.png|centre|vignette|upright=2|PC IBM compatible avec un 486, un bus PCI et un bus ISA. Le ''host bus'' est le bus système.]] Le pont ISA sert ici d'intermédiaire entre le bus système et le bus ISA. De plus, il a été amélioré sur de nombreux points. Il inclut notamment des circuits qui étaient autrefois sur la carte mère, à savoir le contrôleur DMA 82C87 et le contrôleur d'interruption 82C59, ainsi que les ''timers'' Intel 82C54. Les composants restants sont eux reliés sur un quatrième bus : le bus X, l'ancêtre du bus ''Low Pin Count''. Le bus X était celui du BIOS, du contrôleur de clavier, de la ''Real Time Clock'', et du contrôleur de périphérique 82091AA d'Intel. [[File:ISA Bridge schematic.png|centre|vignette|upright=2|ISA Bridge.]] ===L'architecture des PC des années 90-2000=== Par la suite, les ponts PCI et ISA ont évolué avec l'évolution des bus de l'ordinateur. Le bus ISA a progressivement été remplacé par d'autres bus, comme le bus ''Low Pin Count'', le bus PCI a été remplacé par le PCI Express, d'autres bus ont été ajoutés, etc. Mais la séparation du ''chipset'' en deux a été conservée. [[File:Chipset schematic.svg|vignette|upright=1.0|Chipset séparé en northbridge et southbridge.]] Le pont PCI et le pont ISA ont été remplacés respectivement par le '''pont nord''' et le '''pont sud''', plus connus par leurs noms anglais de ''northbridge'' et de ''southbridge''. Le pont nord servait d'interface entre le processeur, la mémoire et la carte graphique et est connecté à chacun par un bus dédié. Il intégrait aussi le contrôleur mémoire. Le pont sud est le répartiteur pour les composants lents, à savoir l'USB, l'Ethernet, etc. Le bus qui relie le processeur au pont nord était appelé le '''''Front Side Bus''''', abrévié en FSB. [[File:IMac Chipset.png|centre|vignette|upright=2|Chipset séparé en northbridge et southbridge.]] Un point important est que le bus PCI est devenu un bus assez lent, ce qui fait qu'il a finit par être connecté au pont sud. Le pont PCI est donc devenu le pont sud, dans le courant des années 2000. Durant un moment, un équivalent du pont ISA a subsisté dans un circuit de '''''Super IO'''''. Concrètement, il s'occupait du lecteur de disquette, du port parallèle, du port série, et des ports PS/2 pour le clavier et la souris. Mais il ne gérait pas le bus ISA, mais son remplaçant, le bus ''Low Pin Count''. [[File:Motherboard diagram fr.svg|centre|vignette|upright=1.5|Carte mère avec circuit Super IO.]] ===L'architecture des PC depuis les années 2000=== Depuis la sortie du processeur AMD Athlon 64, le pont nord a été fusionné dans le processeur. La fusion ne s'est pas faite en une fois, des fonctionnalités ont progressivement été progressivement intégrées dans le processeur. Le pont sud est resté, mais il a alors été progressivement connecté directement au processeur. La raison derrière cette intégration est que les processeurs avaient de plus en plus de transistors à leur disposition. Ils en ont profité pour intégrer le pont nord. Et cela permettait de simplifier le câblage des cartes mères, sans pour autant rendre vraiment plus complexe la fabrication du processeur. Les industriels y trouvent leur compte. La première étape a été l'intégration du contrôleur mémoire a été intégré au processeur. Concrètement, le résultat était que la mémoire RAM n'était plus connectée au pont nord, mais était connectée directement au processeur ! Il y a donc eu un retour d'un bus mémoire, mais spécialisé pour la mémoire RAM. En théorie, une telle intégration permet diverses optimisations quant aux transferts avec la mémoire RAM. Les transferts ne passent pas par un répartiteur, ce qui réduit le temps d'accès à la mémoire RAM. Ajoutons de sombres histoires de prefetching, d'optimisation des commandes, et j'en passe. Toujours est-il que le pont nord ne servait alors d'intermédiaire que pour les ports PCI Express, et le pont sud. [[File:X58 Block Diagram.png|centre|vignette|upright=2|Chipset X58 d'Intel.]] Par la suite, la carte graphique fût aussi connectée directement sur le processeur. Le processeur incorpore pour cela des contrôleurs PCI-Express. Le pont nord a alors disparu complétement, son intégration dans le processeur était complète. Sur les cartes mères Intel récentes, le pont sdud subsiste, il est appelé le ''Platform Controler Hub'', ou PCH. L'organisation des bus sur la carte mère qui résulte de cette connexion du processeur à la carte graphique, est illustrée ci-dessous, avec l'exemple du PCH. [[File:Intel 5 Series architecture.png|centre|vignette|upright=2|Intel 5 Series architecture]] <noinclude> {{NavChapitre | book=Fonctionnement d'un ordinateur | prev=L'interface électrique entre circuits intégrés et bus | prevText=L'interface électrique entre circuits intégrés et bus | next=La hiérarchie mémoire | nextText=La hiérarchie mémoire }} </noinclude> jzit0770idvehh50c8uov7i3x8lwef9 0 67168 767474 753460 2026-06-05T05:49:17Z PandaMystique 119061 /* Modification via Scriptorium */ 767474 wikitext text/x-wiki == Introduction : Qu'est-ce que l'Inconscient ? == {{ManuelPhilo}} Depuis Descartes, la philosophie occidentale a longtemps identifié la pensée à la conscience. Dans les ''Méditations métaphysiques'' (1641), Descartes affirme : « Je pense donc je suis », posant ainsi la conscience comme évidence première<ref>René Descartes, ''Méditations métaphysiques'', Paris, Garnier-Flammarion, 1979 , Seconde Méditation</ref>. Pour lui, « par le nom de pensée, j'entends tout ce qui se fait en nous de telle sorte que nous l'apercevons immédiatement par nous-mêmes »<ref>René Descartes, ''Principes de la philosophie'', AT IX, 28</ref>. Autrement dit, penser et avoir conscience de penser seraient une seule et même chose. Cette conception suppose que le sujet est transparent à lui-même, qu'il connaît immédiatement tout ce qui se passe dans son esprit. Mais cette équation entre pensée et conscience peut être remise en question. Peut-il exister des processus psychiques qui échappent à notre conscience ? Des désirs, des pensées, des souvenirs dont nous ne savons rien mais qui influencent pourtant nos comportements ? C'est précisément ce que désigne le concept d'inconscient. L'inconscient, au sens philosophique et psychanalytique, n'est pas simplement l'absence de conscience (comme lorsqu'on dort ou qu'on s'évanouit). C'est une réalité psychique positive, active, composée de représentations, de désirs et de souvenirs qui demeurent hors de portée de la conscience mais qui continuent d'exercer une influence sur nos pensées et nos actes. Freud, le fondateur de la psychanalyse, définit l'inconscient comme « le psychisme lui-même et son essentielle réalité »<ref>Sigmund Freud, ''L'interprétation du rêve'', Paris, PUF, 2010 , p. 663</ref>. Pour lui, la conscience ne serait que la pointe émergée de l'iceberg psychique. Cette notion pose des questions majeures : Sommes-nous maîtres de nous-mêmes ? Pouvons-nous vraiment nous connaître ? Sommes-nous responsables de nos actes si des forces inconscientes nous déterminent ? La notion d'inconscient bouleverse la conception classique du sujet et remet en cause l'idéal de transparence à soi hérité de Descartes. == Les principales conceptions philosophiques de l'Inconscient == === 1. Les précurseurs : Leibniz et les petites perceptions === Avant Freud, certains philosophes avaient déjà entrevu l'existence de processus psychiques inconscients. Leibniz (1646-1716), dans ses ''Nouveaux essais sur l'entendement humain'' (1765), développe la théorie des « petites perceptions ». Il observe que nous percevons une multitude de sensations infiniment petites dont nous n'avons pas conscience individuellement, mais qui composent ensemble nos perceptions conscientes<ref>Gottfried Wilhelm Leibniz, ''Nouveaux essais sur l'entendement humain'', Paris, Garnier-Flammarion, 1990 , Préface</ref>. L'exemple qu'il donne est celui du bruit de la mer. Nous entendons le fracas des vagues, mais nous ne distinguons pas le bruit de chaque goutte d'eau qui compose cette vague. Pourtant, c'est bien la somme de ces bruits imperceptibles qui produit le grondement que nous percevons. Leibniz distingue ainsi la « perception » (immédiate, spontanée, inconsciente) de l' « aperception » (la prise de conscience réflexive de ce que nous percevons)<ref>Leibniz, ''La Monadologie'', § 14, Paris, Le Livre de Poche, 1991 </ref>. Ces petites perceptions échappent à notre entendement, nous en sommes inconscients au sens strict. Elles se stockent dans ce que Leibniz appelle une « infraconscience », accessible à la réflexion mais jamais totalement déployée. Cette théorie montre que la conscience n'épuise pas toute notre vie psychique et que des processus mentaux peuvent nous affecter sans que nous en ayons connaissance. === 2. Nietzsche : l'inconscient des pulsions === Au XIXe siècle, Friedrich Nietzsche (1844-1900) développe une psychologie des pulsions qui anticipe à bien des égards la psychanalyse freudienne. Pour Nietzsche, la conscience n'est qu'un phénomène superficiel, tardif dans l'évolution humaine, né du besoin de communication entre les hommes. Dans ''Le Gai Savoir'' (1882), il affirme que « la conscience n'est qu'une conséquence d'une faiblesse de l'homme sur les autres espèces qui, par réflexe grégaire développe la conscience pour se mettre en lien avec les autres hommes et ainsi se protéger »<ref>Friedrich Nietzsche, ''Le Gai Savoir'', Paris, Gallimard, « Folio », 1982 , § 354</ref>. Pour Nietzsche, l'inconscient est premier, la conscience seconde. Notre psychisme est constitué d'une multiplicité de pulsions (Triebe) qui s'affrontent pour dominer notre être. Ces pulsions sont aveugles, sans conscience d'elles-mêmes, mais elles déterminent nos pensées et nos valeurs. La conscience, loin d'être le maître en nous, n'est que le porte-parole de ces forces inconscientes. Pire encore, en simplifiant et en traduisant ces pulsions pour les rendre communicables, la conscience appauvrit notre vie psychique. Nietzsche écrit dans ''Par-delà bien et mal'' (1886) que nous devons comprendre « de quelle manière les jugements moraux les plus audacieux reposent sur des décisions physiologiques inconscientes »<ref>Friedrich Nietzsche, ''Par-delà bien et mal'', Paris, Gallimard, « Folio », 1987 , § 3</ref>. Nos prétendus choix rationnels et moraux seraient en réalité dictés par nos pulsions, nos affects, notre corps – autant de dimensions qui demeurent largement inconscientes. === 3. Freud et la psychanalyse : l'inconscient comme système psychique === Sigmund Freud (1856-1939) transforme l'intuition philosophique de l'inconscient en un concept scientifique et thérapeutique. Pour lui, l'inconscient n'est plus un simple adjectif désignant ce qui n'est pas conscient, mais un substantif : une instance psychique à part entière, dotée de ses propres lois de fonctionnement. '''La première topique freudienne''' distingue trois systèmes : l'inconscient, le préconscient et le conscient. L'inconscient contient les représentations refoulées, c'est-à-dire les désirs et les souvenirs que la conscience ne peut accepter et qu'elle repousse activement hors d'elle-même. Le refoulement est un mécanisme de défense par lequel le « moi » protège la conscience de contenus psychiques jugés inacceptables ou trop douloureux<ref>Sigmund Freud, ''Métapsychologie'', Paris, Gallimard, « Folio », 1968 , « Le refoulement »</ref>. L'inconscient obéit à des lois spécifiques, que Freud appelle les « processus primaires » : ignorance de la contradiction, du temps, de la négation, remplacement de la réalité externe par la réalité psychique, mobilité des investissements (condensation et déplacement)<ref>Freud, ''L'interprétation du rêve'', op. cit., chapitre VII</ref>. À l'inverse, le conscient suit les « processus secondaires », guidés par le principe de réalité et la logique rationnelle. '''La seconde topique freudienne''', exposée dans ''Le Moi et le Ça'' (1923), remplace cette division par une nouvelle : le Ça (réservoir des pulsions, entièrement inconscient), le Moi (instance d'adaptation à la réalité, en partie consciente) et le Surmoi (instance morale et critique, largement inconsciente elle aussi)<ref>Sigmund Freud, ''Le Moi et le Ça'', Paris, PUF, « Quadrige », 2010 </ref>. Cette topique montre que l'inconscient ne se limite pas au Ça : le Moi et le Surmoi comportent aussi des zones inconscientes. Freud peut alors affirmer que « le Moi n'est pas maître dans sa propre maison »<ref>Sigmund Freud, ''Introduction à la psychanalyse'', Paris, Payot, « Petite Bibliothèque Payot », 2001 , 18e leçon</ref>. Les manifestations de l'inconscient sont multiples : les rêves (« voie royale vers l'inconscient »), les actes manqués (lapsus, oublis, gestes involontaires), les symptômes névrotiques (phobies, obsessions, conversions hystériques). Pour Freud, tout rêve est « la réalisation (déguisée) d'un désir (refoulé) »<ref>Freud, ''L'interprétation du rêve'', op. cit., p. 160</ref>. Le rêve comporte un contenu manifeste (ce dont on se souvient) et un contenu latent (les désirs inconscients qui se cachent derrière). Le « travail du rêve » transforme le contenu latent en contenu manifeste par différents mécanismes : condensation (fusion de plusieurs éléments), déplacement (transfert de l'importance psychique d'un élément à un autre), figuration (transformation des pensées en images)<ref>Ibid., chapitre VI</ref>. === 4. Lacan : l'inconscient structuré comme un langage === Jacques Lacan (1901-1981) reprend l'héritage freudien en le relisant à partir de la linguistique structurale. Sa formule célèbre, « l'inconscient est structuré comme un langage », signifie que les processus inconscients fonctionnent selon des mécanismes analogues à ceux du langage<ref>Jacques Lacan, ''Le Séminaire, Livre XI : Les quatre concepts fondamentaux de la psychanalyse'', Paris, Seuil, 1973 </ref>. Lacan distingue le « signifiant » (la forme matérielle du signe linguistique) du « signifié » (le sens). Pour lui, dans l'inconscient, c'est le signifiant qui prime. Les symptômes, les rêves, les lapsus fonctionnent comme des chaînes de signifiants qui renvoient les uns aux autres, produisant du sens sans que le sujet en ait le contrôle. Les mécanismes freudiens du déplacement et de la condensation correspondent respectivement à la métonymie et à la métaphore en linguistique<ref>Jacques Lacan, « L'instance de la lettre dans l'inconscient ou la raison depuis Freud », in ''Écrits'', Paris, Seuil, 1966</ref>. Cette conception lie étroitement l'inconscient au symbolique, au langage qui nous précède et nous structure. Pour Lacan, le sujet n'est pas maître de son discours : « là où ça parle, ça jouit, et ça ne sait rien »<ref>Lacan, ''Le Séminaire, Livre XX : Encore'', Paris, Seuil, 1975</ref>. L'inconscient parle à travers nous, dans nos mots, nos silences, nos ratés de langage. === 5. La critique de l'inconscient : Alain et Sartre === Tous les philosophes ne reconnaissent pas la validité du concept d'inconscient psychique. Certains y voient une construction illégitime, voire dangereuse. '''Alain''' (1868-1951) refuse l'idée d'un inconscient psychique. Pour lui, l'inconscient doit être réduit à la partie animale et instinctive de l'homme, à ce qui relève du corps et non de l'esprit. Toutes les pensées sont volontaires, affirme-t-il. Accepter l'inconscient freudien, ce serait nier la liberté et la responsabilité humaines. Dans ses ''Éléments de philosophie'' (1941), Alain écrit : « L'inconscient est une méprise sur le Moi, c'est une idolâtrie du corps »<ref>Alain, ''Éléments de philosophie'', Paris, Gallimard, « Folio », 1941, Livre II, chapitre XX</ref>. L'homme ne serait plus responsable de ses actes puisqu'il deviendrait esclave de l'inconscient qui le pousse à agir. '''Jean-Paul Sartre''' (1905-1980) développe dans ''L'Être et le Néant'' (1943) une critique plus radicale encore. Pour Sartre, l'hypothèse de l'inconscient est contradictoire. Si je refoule quelque chose, c'est que j'en ai conscience – sinon, comment pourrais-je décider de le refouler ? La notion freudienne de « censure », qui serait chargée de refouler les contenus inacceptables, implique nécessairement que cette censure sache ce qu'elle refoule. Mais alors, elle en est consciente, et il n'y a plus d'inconscient véritable<ref>Jean-Paul Sartre, ''L'Être et le Néant'', Paris, Gallimard, « Tel », 1943, Première partie, chapitre II</ref>. Pour Sartre, ce que Freud appelle « inconscient » n'est en réalité que de la « mauvaise foi » : un mensonge à soi-même, une manière de se cacher une vérité désagréable sans pour autant cesser d'en avoir conscience. La mauvaise foi est une structure de la conscience elle-même, et non l'effet d'un inconscient mythique. Sartre écrit : « L'inconscient n'est que la mauvaise foi personnifiée »<ref>Ibid., p. 88</ref>. Recourir à l'inconscient pour expliquer nos actes, c'est fuir notre liberté et notre responsabilité. == Les enjeux philosophiques de l'Inconscient == === 1. L'inconscient et la connaissance de soi === Le premier enjeu concerne notre capacité à nous connaître nous-mêmes. Depuis Socrate et son célèbre « Connais-toi toi-même », la philosophie fait de la connaissance de soi un idéal moral et intellectuel. Mais si l'inconscient existe, cet idéal devient problématique. Comment puis-je me connaître moi-même si une partie essentielle de mon psychisme m'échappe ? L'inconscient freudien implique que nous sommes « obscurs à nous-mêmes », pour reprendre l'expression d'Alain. La conscience de soi n'est pas connaissance mais méconnaissance de soi. Avec le concept d'inconscient, Freud fait éclater l'unité de la personne<ref>Freud, ''Introduction à la psychanalyse'', op. cit.</ref>. Nous coexistons avec un autre en nous, dans un rapport d'extériorité et d'étrangeté. Pourtant, la psychanalyse ne renonce pas à la connaissance de soi. Au contraire, elle en fait son objectif thérapeutique. La cure analytique vise à rendre conscient ce qui était inconscient, à transformer l'ignorance en savoir. Freud écrit : « Là où c'était (le Ça), Je dois advenir »<ref>Freud, ''Nouvelles conférences d'introduction à la psychanalyse'', Paris, Gallimard, 1984 , 31e conférence</ref>. La connaissance de soi demeure possible, mais elle exige un travail difficile, douloureux, jamais complètement achevé. === 2. L'inconscient, la liberté et la responsabilité === Le deuxième enjeu majeur concerne la liberté et la responsabilité. Si nos actes sont déterminés par des forces inconscientes, sommes-nous encore libres ? Pouvons-nous être tenus pour responsables de ce que nous faisons ? La responsabilité morale suppose traditionnellement deux conditions : la conscience (savoir ce qu'on fait) et la liberté (pouvoir agir autrement). Or l'inconscient semble saper ces deux fondements. D'une part, je ne sais pas toujours ce qui me pousse à agir. D'autre part, je ne suis pas libre de mes désirs inconscients : ils s'imposent à moi avec une force qui échappe à ma volonté. Faut-il en conclure que l'hypothèse de l'inconscient nous décharge de toute responsabilité ? Non, répond Freud. Dans une lettre à Jung du 29 février 1912, il écrit : « Irresponsable, comme chacun sait, n'est pas une définition de la psychologie des profondeurs ». La psychanalyse ne supprime pas la responsabilité, elle la déplace. Nous sommes responsables de notre inconscient, même si nous n'en avons pas conscience. C'est précisément le but de l'analyse que de nous rendre capables d'assumer cette responsabilité élargie. Spinoza, dans sa ''Lettre 58 à Schuller'' (1674), avait déjà montré que la liberté n'est pas l'absence de déterminisme, mais la compréhension de notre déterminisme. « Les hommes se croient libres parce qu'ils sont conscients de leurs actions et ignorants des causes qui les déterminent », écrit-il dans l'''Éthique''<ref>Baruch Spinoza, ''Éthique'', Paris, Seuil, « Points », 1988 , III, scolie de la proposition 2</ref>. La vraie liberté consiste à connaître les causes qui nous font agir pour mieux les maîtriser. De même, prendre conscience de notre inconscient, c'est accéder à une forme de liberté intérieure. === 3. L'inconscient et la conception du sujet === Enfin, l'inconscient bouleverse la conception philosophique du sujet. Le « je pense donc je suis » cartésien posait la conscience comme fondement du sujet. Le cogito était cette évidence première, indubitable, à partir de laquelle reconstruire tout le savoir. Mais avec l'inconscient, le sujet n'est plus transparent à lui-même, il n'est plus une évidence. Freud inflige à l'humanité ce qu'il appelle une « blessure narcissique ». Après Copernic (l'homme n'est pas au centre de l'univers) et Darwin (l'homme descend de l'animal), la psychanalyse montre que « le moi n'est pas maître dans sa propre maison »<ref>Freud, ''Introduction à la psychanalyse'', op. cit., 18e leçon</ref>. Le sujet n'est plus souverain, il est divisé, traversé par des forces qui le dépassent. Cette conception du sujet comme décentré, divisé, traversé par l'inconscient, aura une influence considérable sur la philosophie du XXe siècle, notamment sur Lacan, Foucault, Deleuze. Elle remet en question l'humanisme classique et son culte de la conscience autonome. == Exemples de sujets de dissertation == Pour vous entraîner à réfléchir sur l'inconscient, voici plusieurs sujets de dissertation classiques, accompagnés de pistes de réflexion : '''1. L'inconscient n'est-il qu'un moindre degré de conscience ?''' Ce sujet invite à distinguer deux conceptions de l'inconscient. Si l'inconscient n'est qu'un « moindre degré » de conscience (une conscience faible, obscurcie, confuse), alors il n'est qu'un déficit, une privation. C'est la position de Descartes ou de Leibniz (les petites perceptions). Mais Freud rompt avec cette conception : pour lui, l'inconscient est une réalité positive, dotée de ses propres lois, irréductible à une simple conscience affaiblie. L'inconscient n'est pas moins conscient, il est autrement que conscient. '''2. L'idée d'inconscient exclut-elle l'idée de liberté ?''' Ce sujet interroge la compatibilité entre déterminisme inconscient et liberté. Si nos actes sont déterminés par des pulsions inconscientes, comment pouvons-nous être libres ? Il faut distinguer ici la liberté comme libre-arbitre (pouvoir absolu de choisir sans être déterminé) et la liberté comme autonomie (capacité à agir selon sa propre nature). Spinoza et Freud rejettent le libre-arbitre, qu'ils considèrent comme une illusion, mais ils n'excluent pas toute forme de liberté. Connaître les causes qui nous déterminent, y compris inconscientes, c'est accéder à une forme de liberté. Par ailleurs, Sartre critique l'inconscient au nom de la liberté humaine : pour lui, invoquer l'inconscient, c'est fuir sa responsabilité. '''3. Peut-on se connaître soi-même si l'on admet l'existence de l'inconscient ?''' Ce sujet porte sur la possibilité de la connaissance de soi. L'inconscient semble faire obstacle : comment me connaître si une partie de moi m'échappe ? Mais on peut aussi soutenir que l'inconscient, loin d'être un obstacle insurmontable, est une invitation à approfondir la connaissance de soi. La psychanalyse propose précisément une méthode pour accéder à l'inconscient. La connaissance de soi n'est plus immédiate (comme chez Descartes), elle devient un travail, un processus difficile mais possible. '''4. Suis-je responsable de ce dont je n'ai pas conscience ?''' Ce sujet interroge le lien entre conscience et responsabilité. Traditionnellement, on n'est responsable que de ce dont on a conscience. Mais si l'inconscient détermine mes actes à mon insu, puis-je en être tenu pour responsable ? On peut répondre que oui : mes pulsions inconscientes font partie de moi, même si je ne les connais pas. La responsabilité ne se limite pas à la conscience. De plus, je peux devenir conscient de mon inconscient par l'analyse. Ma responsabilité inclut alors le devoir de me connaître moi-même. '''5. L'hypothèse de l'inconscient contredit-elle l'exigence morale de responsabilité ?''' Ce sujet oppose deux exigences : d'un côté, l'hypothèse scientifique de l'inconscient (qui implique un déterminisme psychique) ; de l'autre, l'exigence morale de responsabilité (qui suppose la liberté). Faut-il renoncer à l'une pour sauver l'autre ? Ou peut-on les concilier ? Kant distinguait l'homme comme phénomène (déterminé, y compris psychologiquement) et l'homme comme noumène (libre, responsable). On peut s'inspirer de cette distinction pour penser l'articulation entre inconscient et responsabilité. == Extraits d'œuvres philosophiques à étudier == Pour approfondir votre compréhension de l'inconscient, voici quelques textes fondamentaux à analyser attentivement : === Texte 1 : Leibniz, ''Nouveaux essais sur l'entendement humain'' (1765), Préface === « Il y a mille marques qui font juger qu'il y a à tout moment une infinité de perceptions en nous, mais sans aperception et sans réflexion, c'est-à-dire des changements dans l'âme même dont nous ne nous apercevons pas, parce que ces impressions sont ou trop petites et en trop grand nombre, ou trop unies, en sorte qu'elles n'ont rien d'assez distinguant à part, mais jointes à d'autres, elles ne laissent pas de faire leur effet et de se faire sentir au moins confusément dans l'assemblage. C'est ainsi que la coutume fait que nous ne prenons pas garde au mouvement d'un moulin ou à une chute d'eau, quand nous avons habité tout auprès depuis quelque temps. Ce n'est pas que ce mouvement ne frappe toujours nos organes, et qu'il ne se passe encore quelque chose dans l'âme qui y réponde à cause de l'harmonie de l'âme et du corps ; mais ces impressions qui sont dans l'âme et dans le corps, destituées des attraits de la nouveauté, ne sont pas assez fortes pour s'attirer notre attention et notre mémoire, qui ne s'attachent qu'à des objets plus occupants. »<ref>Leibniz, ''Nouveaux essais sur l'entendement humain'', Paris, Garnier-Flammarion, 1990 , Préface, p. 36-37</ref> '''Éléments d'explication :''' Leibniz montre ici que nous avons en permanence une « infinité de perceptions » dont nous ne sommes pas conscients. Ces perceptions sont trop petites, trop nombreuses ou trop uniformes pour que nous les remarquions individuellement. Pourtant, elles « font leur effet » et contribuent à nos états conscients. L'exemple du moulin illustre le phénomène de l'habituation : nous ne faisons plus attention à un bruit constant, mais il continue de nous affecter. Leibniz distingue ainsi la perception (qui peut être inconsciente) de l'aperception (la prise de conscience). Ce texte ouvre la voie à l'idée qu'il existe une vie psychique inconsciente. === Texte 2 : Freud, ''Métapsychologie'' (1915), « L'inconscient » === « Nous appelons conscient le processus dont l'existence nous est immédiatement donnée. Mais tous les processus psychiques ne sont pas conscients. Certains phénomènes, comme les actes manqués, les rêves, les symptômes névrotiques, supposent l'existence de processus psychiques puissants et actifs qui restent pourtant inconscients. L'hypothèse de l'inconscient est nécessaire et légitime. Elle est nécessaire parce que les données de la conscience présentent un très grand nombre de lacunes ; chez l'homme sain comme chez le malade se produisent souvent des actes psychiques qui, pour être expliqués, présupposent d'autres actes qui, eux, ne bénéficient pas du témoignage de la conscience. […] L'inconscient est le psychique lui-même et son essentielle réalité. Sa nature intime nous est aussi inconnue que la réalité du monde extérieur, et la conscience nous renseigne sur lui d'une manière aussi incomplète que nos organes des sens sur le monde extérieur. »<ref>Sigmund Freud, ''Métapsychologie'', Paris, Gallimard, « Folio », 1968 , p. 65-82</ref> '''Éléments d'explication :''' Freud justifie ici l'hypothèse de l'inconscient par un argument de nécessité : sans cette hypothèse, de nombreux phénomènes psychiques demeurent inexplicables. Les rêves, les lapsus, les symptômes ne peuvent être compris que si l'on admet l'existence de processus psychiques inconscients. Freud affirme ensuite que l'inconscient n'est pas un simple résidu ou un accident, mais « le psychique lui-même », c'est-à-dire la réalité fondamentale du psychisme. La conscience ne nous renseigne sur notre vie psychique que de manière lacunaire, comme nos sens ne nous donnent qu'une connaissance partielle du monde extérieur. === Texte 3 : Sartre, ''L'Être et le Néant'' (1943), « Mauvaise foi et inconscient » === « La psychanalyse substitue à la notion de mauvaise foi l'idée d'un mensonge sans menteur ; elle admet que l'homme est ce qu'il est à la façon d'une chose. […] En introduisant en nous la conscience de l'inconscient, Freud découpe le psychisme selon une ligne horizontale : les résistances, les inhibitions se logent au niveau conscient, tandis que les pulsions refoulées subsistent au niveau inconscient. Mais la censure, pour remplir son rôle, doit connaître ce qu'elle refoule. […] Comment expliquer qu'elle peut relâcher sa surveillance, qu'elle peut même être trompée par les déguisements de l'instinct ? Mais il ne suffit pas qu'elle discerne les tendances maudites, il faut encore qu'elle les saisisse comme à refouler, ce qui implique chez elle à tout le moins une représentation de sa propre activité. En un mot, comment la censure discernerait-elle les impulsions refoulables sans avoir conscience de les discerner ? […] Si en effet nous repoussons le langage et la mythologie chosiste de la psychanalyse, nous nous apercevons qu'il n'y a rien dans la conscience qui soit inconscient, si ce n'est la conscience elle-même. »<ref>Jean-Paul Sartre, ''L'Être et le Néant'', Paris, Gallimard, « Tel », 1943, p. 87-89</ref> '''Éléments d'explication :''' Sartre critique l'hypothèse freudienne de l'inconscient en montrant qu'elle est contradictoire. Pour qu'une censure puisse refouler certains contenus psychiques, elle doit nécessairement les connaître. Mais si elle les connaît, ils ne sont plus inconscients. Freud parle d'un « mensonge sans menteur », mais pour Sartre, cela n'a pas de sens : tout mensonge implique que le menteur sache qu'il ment. Ce que Freud appelle « inconscient » n'est en réalité que de la mauvaise foi, c'est-à-dire un mensonge à soi-même où la conscience se cache une vérité tout en la connaissant. Sartre défend une conception transparente de la conscience : nous savons toujours ce que nous sommes, même si nous refusons de nous l'avouer. === Texte 4 : Spinoza, ''Éthique'' (1677), Livre III, Proposition 2, scolie === « Les hommes se croient libres pour la seule cause qu'ils sont conscients de leurs actions et ignorants des causes qui les déterminent. Ce qui constitue donc l'idée de leur liberté, c'est qu'ils ne connaissent aucune cause à leurs actions. Qu'ils disent, en effet, que les actions humaines dépendent de la volonté, ce sont là des mots auxquels ne correspond aucune idée. Car tous ignorent ce qu'est la volonté et comment elle meut le corps ; quant à ceux qui se vantent de savoir et imaginent des demeures et des habitations pour l'âme, ils provoquent en général le rire ou le dégoût. »<ref>Baruch Spinoza, ''Éthique'', Paris, Seuil, « Points », 1988 , III, scolie de la proposition 2, p. 155-156</ref> '''Éléments d'explication :''' Spinoza montre que le sentiment de liberté repose sur une illusion : nous nous croyons libres parce que nous avons conscience de nos désirs et de nos actes, mais nous ignorons les causes qui nous déterminent à vouloir et à agir. Cette ignorance des causes produit l'illusion du libre-arbitre. Spinoza ne nie pas que nous ayons conscience de nos actions, mais il affirme que cette conscience est partielle, incomplète. Elle ne nous révèle pas les déterminismes (physiques, physiologiques, psychologiques) qui nous poussent à agir. Ce texte annonce la critique freudienne de la conscience : celle-ci n'est pas souveraine, elle est le lieu d'une méconnaissance fondamentale. === Texte 5 : Platon, ''La République'' (vers 380 av. J.-C.), Livre IX, 571c-572b === « — Mais de quels désirs parles-tu là ? dit-il. — De ceux, dis-je, qui s'éveillent à l'occasion du sommeil, quand tout le reste de l'âme, la partie raisonnable, douce et faite pour commander, sommeille, tandis que la partie bestiale et sauvage, gorgée de nourriture ou de vin, se démène et, après avoir chassé le sommeil, cherche à aller assouvir ses propres penchants. Tu sais que dans un tel état elle ose tous les actes, comme si elle était déliée et débarrassée de toute honte et de toute réflexion. En effet elle n'hésite pas à entreprendre — à ce qu'elle croit — de s'unir à la mère, et à n'importe quel autre des humains, des dieux ou des bêtes, à se souiller de n'importe quel meurtre, à ne s'abstenir d'aucune nourriture ; en un mot, elle ne recule devant aucune déraison, aucune impudence. […] — Mais je pense que ce que nous voulons reconnaître, c'est ceci : qu'il y a une espèce de désirs terrible, sauvage, et hors-la-loi en chacun, même chez le petit nombre d'entre nous qui donnent l'impression de se dominer tout à fait. Et que cela devient visible pendant les périodes de sommeil. »<ref>Platon, ''La République'', Paris, Garnier-Flammarion, 1966 [vers 380 av. J.-C.], Livre IX, 571c-572b, p. 362-363</ref> '''Éléments d'explication :''' Dans ce passage célèbre, Platon anticipe de manière étonnante certaines thèses freudiennes. Il décrit l'existence de désirs « terribles », « sauvages », « hors-la-loi » qui habitent en chacun de nous, même chez ceux qui semblent les plus maîtres d'eux-mêmes. Ces désirs ne se manifestent pas à l'état de veille, car ils sont réprimés par la partie rationnelle de l'âme. Mais pendant le sommeil, lorsque la raison dort, ils émergent dans les rêves et peuvent aller jusqu'à des transgressions extrêmes (inceste, meurtre, sacrilège). Platon distingue ici trois parties de l'âme : la partie rationnelle, la partie courageuse (thumos) et la partie désirante (epithumia). Cette dernière contient des pulsions qui échappent au contrôle de la raison. Freud, qui connaissait ce texte, y voyait une préfiguration de sa propre théorie du rêve comme réalisation déguisée de désirs refoulés. == Conclusion == La notion d'inconscient bouleverse notre conception du sujet humain. Loin d'être transparent à lui-même, maître de ses pensées et de ses actes, le sujet apparaît divisé, traversé par des forces qui lui échappent. L'inconscient remet en question les idéaux philosophiques de la conscience souveraine, de la connaissance de soi immédiate, du libre-arbitre absolu. Pourtant, loin d'être une doctrine du fatalisme ou de l'irresponsabilité, la psychanalyse propose un idéal de lucidité : « Là où c'était, Je dois advenir. » Prendre conscience de notre inconscient, c'est accéder à une forme de liberté et de responsabilité plus authentiques. C'est reconnaître que nous ne sommes pas tout-puissants, mais que nous pouvons néanmoins agir sur nous-mêmes, nous transformer, nous connaître mieux. L'inconscient n'est donc pas seulement un concept théorique : c'est un outil pratique de transformation de soi. Il nous invite à l'humilité (je ne me connais pas complètement) et au courage (je peux néanmoins chercher à me connaître). C'est tout l'enjeu de la philosophie comme de la psychanalyse : non pas seulement comprendre le monde, mais se comprendre soi-même pour mieux vivre. == Bibliographie indicative == * Alain, ''Éléments de philosophie'', Paris, Gallimard, « Folio », 1941 * Freud, Sigmund, ''L'interprétation du rêve'' (1900), Paris, PUF, 2010 * Freud, Sigmund, ''Métapsychologie'' (1915), Paris, Gallimard, « Folio », 1968 * Freud, Sigmund, ''Le Moi et le Ça'' (1923), Paris, PUF, « Quadrige », 2010 * Lacan, Jacques, ''Le Séminaire, Livre XI : Les quatre concepts fondamentaux de la psychanalyse'' (1964), Paris, Seuil, 1973 * Leibniz, Gottfried Wilhelm, ''Nouveaux essais sur l'entendement humain'' (1765), Paris, Garnier-Flammarion, 1990 * Nietzsche, Friedrich, ''Le Gai Savoir'' (1882), Paris, Gallimard, « Folio », 1982 * Platon, ''La République'', Paris, Garnier-Flammarion, 1966 * Sartre, Jean-Paul, ''L'Être et le Néant'' (1943), Paris, Gallimard, « Tel », 1976 * Spinoza, Baruch, ''Éthique'' (1677), Paris, Seuil, « Points », 1988 == Références == {{references}} [[Catégorie:Manuel de terminale de philosophie (livre)]] {{Autocat}} q7a3c4rpcunaw60054bsybv4b7prq7d 10 68842 767464 546303 2026-06-04T22:37:29Z DavidL 1746 Retrait des liens vers des outils qui n'existent plus 767464 wikitext text/x-wiki <includeonly>{{Méta bandeau | id = Categoryarticlecount-box | class = mw-toolbox | icône = outils | texte = {{#ifexpr:400>200| <div class="CategoryIndex liste-horizontale">'''Index :''' * [{{fullurl:{{NAMESPACE}}:{{PAGENAME}}}} Début] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from{{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}=0}} 0-9] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}A}} A] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}B}} B] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}C}} C] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}D}} D] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}E}} E] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}F}} F] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}G}} G] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}H}} H] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}I}} I] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}J}} J] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}K}} K] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}L}} L] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}M}} M] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}N}} N] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}O}} O] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}P}} P] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}Q}} Q] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}R}} R] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}S}} S] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}T}} T] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}U}} U] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}V}} V] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}W}} W] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}X}} X] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}Y}} Y] * [{{fullurl:{{FULLPAGENAME}}|from={{#if:{{{ns|}}}|{{{ns}}}:}}Z}} Z] </div> }} <div class="CategoryTools liste-horizontale">'''Outils :''' * [[Special:CategoryTree/{{PAGENAME}}|Arborescence]] * [//tools.wmflabs.org/quick-intersection/index.php?lang=fr&project=wikibooks&cats={{BASEPAGENAMEE}}&ns=*&depth=-1&max=30000&start=0&format=html Décompte] * [[Special:Search/incategory:"{{PAGENAME}}"|Recherche interne]] * [//petscan.wmflabs.org/?language=fr&project=wikibooks&depth=3&categories={{BASEPAGENAMEE}}&interface_language=fr PetScan] * [[Spécial:Suivi des liens/{{FULLPAGENAME}}|Suivi]] </div> }}</includeonly><noinclude>{{Documentation}}</noinclude> du832a5f3g9q7o0b8pkb56k57s7apkr 0 71849 767486 758639 2026-06-05T09:33:36Z JackPotte 5426 /* TextType */ 767486 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Principe == Le principe est d'ajouter des champs de [[Programmation PHP/Formulaire|formulaire en PHP]], qui seront automatiquement convertis en code HTML correspondant. En effet, en [[Le langage HTML/Formulaires|HTML on utilise habituellement la balise <code><nowiki><form></nowiki></code>]] pour afficher les champs à remplir par le visiteur. Puis sur validation on récupère leurs valeurs en PHP avec la superglobale <code>$_REQUEST</code> (ou ses composantes <code>$_GET</code> et <code>$_POST</code>). Or ce système ne fonctionne pas en <code>$_POST</code> dans Symfony : si on affiche un tel formulaire et qu'on le valide, <code>$_POST</code> est vide, et l'équivalent Symfony de <code>$_REQUEST</code>, <code>$request->request</code><ref>https://symfony.com/doc/current/components/http_foundation.html</ref> aussi. Les formulaires doivent donc nécessairement être préparés en PHP. == Installation == === Form === {{Terminal|clear=left| composer require symfony/form |}} Les formulaires présents sont ensuite listables avec : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form |}} Et vérifiables individuellement : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form "App\Service\Form\MyForm" |}} Avec le composant ''maker'', on peut créer un formulaire pour chaque entité Doctrine à modifier : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/maker-bundle bin/console make:form |}} === Validator === Pour ajouter des contrôles sur les champs, il existe un deuxième composant Symfony<ref>https://symfony.com/doc/current/forms.html#form-validation</ref> : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/validator |}} == Contrôleur == === Injection du formulaire dans un Twig === <pre> class HelloWorldType extends AbstractType { public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options): void { $builder ->add('name', TextType::class) ->add('save', SubmitType::class) ; } } class HelloWorldController extends AbstractController { #[Route('/helloWorld/{id}, requirements: ['id' => '\d*']')] public function indexAction(Request $request, ?HelloWorld $helloWorld = null): Response { $form = $this->createForm(HelloWorldType::class, $helloWorld); return $this->render('helloWorld.html.twig', [ 'form' => $form->createView(), ]); } } </pre> Le second paramètre de ''createForm()'' est facultatif est sert à préciser des valeurs initiales dans le formulaire qui seront injectées en [[../Twig/]], mais elles peuvent aussi l'être via le fichier du formulaire dans les paramètres de chaque champ. === Traitement post-validation === Dans la même méthode du contrôleur qui injecte le formulaire, il faut prévoir le traitement post-validation. Par exemple pour mettre à jour l'entité en base : <pre> if (empty($myEntity)) { $myEntity = new MyEntity(); } $form = $this->createForm(MyEntityType::class, $myEntity); $form->handleRequest($request); // Cette méthode remplit l'objet avec les valeurs postées dans $request pour les champs du formulaires mappés if ($form->isSubmitted() && $form->isValid()) { // Mise à jour d'un champ non mappé (ex : car absent de $myEntity) $email = $form->get('email')->getData(); $this->em->persist($email); $this->em->flush(); return $this->redirectToRoute('home'); } </pre> == Fichier du formulaire == Dans SF4, l'espace de nom <u>Symfony\Component\Form\Extension\Core\Type</u> propose 35 types de champ, tels que : * Text * TextArea * Email (avec validation en option de la présence d'arrobase ou de domaine) * Number * Date * Choice (menu déroulant) * Checkbox (cases à cocher et boutons radio) * Hidden (caché) * Submit (bouton de validation). === TextType === Exemple<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/form.html#empty-data</ref> : <pre> public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options) { $builder->add('email', TextType::class, [ 'required' => true, 'empty_data' => 'valeur par défaut si vide à la validation', 'data' => 'valeur par défaut préremplie à la création', 'constraints' => [new Assert\NotBlank()], 'attr' => ['class' => 'ma_classe_CSS'], ]); } </pre> Pour préremplir des valeurs dans les champs : <pre> $form->get('email')->setData($user->getEmail()); </pre> {{attention|L'attribut "required" peut être interprété par les navigateurs comme un "NotBlank", mais il faut tout de même le compléter avec la contrainte sans quoi un simple retrait du "required" de la page web par la console du navigateur pourrait contourner l'obligation.}} === NumberType === Cette classe génère une balise <code>input type="number"</code>, qui empêche donc les navigateurs d'écrire des lettres dedans en HTML5. D'autre part, il y a aussi les problématiques des nombres minimum et maximum, et des séparateurs décimaux et de milliers. Ex : <pre> $builder ->add('email', NumberType::class, [ 'html5' => true, 'constraints' => [new Assert\Positive()], 'attr' => [ 'onkeypress' => 'return (event.charCode > 47 && event.charCode < 58) || event.charCode == 44 || event.charCode == 45', ], ]); </pre> === PercentType === {{attention|Bien définir le "scale" de 2 sans quoi une perte de précision survient par rapport au NumberType. Ex : un 1,27 va devenir 0.01.}} === ChoiceType === Il faut injecter le tableau des choix du menu déroulant dans la clé "choices", avec en clé ce qui sera visible dans la liste et en valeur ce qui sera envoyé à la soumission<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/choice.html</ref>. Ex : <pre> $builder ->add('civility', ChoiceType::class, [ 'choices' => ['Choisir' => null, 'M.' => 'M.', 'Mme' => 'Mme'], ]) </pre> Dans le cas où une valeur par défaut est définie dans 'data', elle doit appartenir aux valeurs du tableau de "choices", sans quoi elle ne sera pas prise en compte. {{attention|1=Si Symfony envoie une string vide au lieu du null de la liste, on peut mettre 0 dans la liste et <code>'empty_data' => null,</code> dans le champ du formulaire.}} ==== Avec liste modifiable ==== Si une valeur absente de la liste des choix est envoyée à la soumission, on peut la faire accepter en l'ajoutant à la volée avec<ref>https://github.com/symfony/symfony/issues/42451</ref> : <pre> ->addEventListener(FormEvents::PRE_SUBMIT, function(FormEvent $event) { ... }) </pre> === EntityType === De plus, en installant [[../Doctrine/]], il est possible d'ajouter un type de champ "entité" directement relié avec un champ de base de données<ref>https://symfony.com/doc/master/reference/forms/types/entity.html</ref>. Ex : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, ['class' => Company::class]); </pre> {{attention|En SF4, il n'y avait pas encore les types ''CheckboxType'' ou ''RadioType'' : il fallait jouer sur deux paramètres de <code>EntityType</code> ainsi :|clear=left}} {| class="wikitable" ! Élément !! Expanded !! Multiple |- | Sélecteur || false || false |- | Sélecteur multiple || false || true |- | Boutons radio || true || false |- | Cases à cocher || true || true |} Exemple : <pre> $builder->add('gender', EntityType::class, ['expanded' => true, 'multiple' => false]); </pre> Pour lui donner une valeur par défaut, il faut lui injecter un objet : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, [ 'class' => Company::class, 'choice_label' => 'name', 'data' => $company, ]); </pre> === Sous-formulaire === Utiliser le nom du sous-formulaire comme type : <pre> $builder->add('company', MySubformType::class, [ 'label' => false, ]); </pre> == Validation == === Validation depuis les entités === Le validateur de formulaire d'entité peut utiliser les annotations des entités. Ex : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... #[Assert\Type('string')] #[Assert\NotBlank] #[Assert\Length( min: 1, max: 255, )] </pre> En PHP < 8 : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... /** * @Assert\Type("string") * @Assert\NotBlank * @Assert\Length( * min = 2, * max = 50 * ) */ </pre> Plusieurs types de données sont déjà définis, comme l'email ou l'URL<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#string-constraints</ref>. Ex : <pre> @Assert\Email() </pre> === Validation depuis les formulaires === Sinon il permet aussi des contrôles plus personnalisés dans les types (qui étendent Symfony\Component\Form\AbstractType). Ex : <pre> 'constraints' => [ new Assert\NotBlank(), new GreaterThanOrEqual(2), new Assert\Callback([ProductChecker::class, 'check']), ], </pre> === Validation avec un service === Pour valider une entité depuis le service validateur<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#using-the-validator-service</ref> : use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $validator->validate( $entity, $entityConstraint ); NB : le second paramètre est optionnel. {{attention|Bien que l'on voit des services correspondant aux contraintes du validateur, on ne peut pas les injecter comme les autres services mais uniquement les utiliser via le validateur général.}} Exemple pour valider un email : <pre> php bin/console debug:container |grep -i validator |grep -i email validator.email Symfony\Component\Validator\Constraints\EmailValidator </pre> <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints\Email; use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $this->validator->validate( 'mon_email@example.com', new Email() ); </pre> == Appel du formulaire Symfony dans la vue == Les fonctions Twig permettant d'ajouter les éléments du formulaire sont : * form_start * form_errors * form_row * form_widget * form_label Pour afficher tout le formulaire, dans l'ordre où les champs ont été définis en PHP : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_end(form) }} </pre> Pour n'afficher qu'un seul champ : <pre> {{ form_widget(form.choosen_credit_card) }} </pre> Les mêmes attributs qu'en PHP peuvent être définis en paramètre. Ex : <pre> {{ form_widget(form.name, {'attr': {'class': 'address', 'placeholder': 'Entrer une adresse'} }) }} {{ form_label(form.name, null, {'label_attr': {'class': 'address'}}) }} </pre> Exemple complet : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_errors(form) }} {{ form_label(form.name, 'Label du champ "name" écrasé ici') }} {{ form_row(form.name) }} {{ form_widget(form.message, {'attr': {'placeholder': 'Remplacez ce texte par votre message'} }) }} {{ form_rest(form) }} {{ form_row(form.submit, { 'label': 'Submit me' }) }} {{ form_end(form) }} </pre> == Références == {{Références}} 7ornt7j6j08utjb7elfhw6xmvfrrqdi 767487 767486 2026-06-05T09:35:15Z JackPotte 5426 767487 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Principe == Le principe est d'ajouter des champs de [[Programmation PHP/Formulaire|formulaire en PHP]], qui seront automatiquement convertis en code HTML correspondant. En effet, en [[Le langage HTML/Formulaires|HTML on utilise habituellement la balise <code><nowiki><form></nowiki></code>]] pour afficher les champs à remplir par le visiteur. Puis sur validation on récupère leurs valeurs en PHP avec la superglobale <code>$_REQUEST</code> (ou ses composantes <code>$_GET</code> et <code>$_POST</code>). Or ce système ne fonctionne pas en <code>$_POST</code> dans Symfony : si on affiche un tel formulaire et qu'on le valide, <code>$_POST</code> est vide, et l'équivalent Symfony de <code>$_REQUEST</code>, <code>$request->request</code><ref>https://symfony.com/doc/current/components/http_foundation.html</ref> aussi. Les formulaires doivent donc nécessairement être préparés en PHP. == Installation == === Form === {{Terminal|clear=left| composer require symfony/form |}} Les formulaires présents sont ensuite listables avec : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form |}} Et vérifiables individuellement : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form "App\Service\Form\MyForm" |}} Avec le composant ''maker'', on peut créer un formulaire pour chaque entité Doctrine à modifier : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/maker-bundle bin/console make:form |}} === Validator === Pour ajouter des contrôles sur les champs, il existe un deuxième composant Symfony<ref>https://symfony.com/doc/current/forms.html#form-validation</ref> : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/validator |}} == Contrôleur == === Injection du formulaire dans un Twig === <pre> class HelloWorldType extends AbstractType { public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options): void { $builder ->add('name', TextType::class) ->add('save', SubmitType::class) ; } } class HelloWorldController extends AbstractController { #[Route('/helloWorld/{id}, requirements: ['id' => '\d*']')] public function indexAction(Request $request, ?HelloWorld $helloWorld = null): Response { $form = $this->createForm(HelloWorldType::class, $helloWorld); return $this->render('helloWorld.html.twig', [ 'form' => $form->createView(), ]); } } </pre> Le second paramètre de ''createForm()'' est facultatif est sert à préciser des valeurs initiales dans le formulaire qui seront injectées en [[../Twig/]], mais elles peuvent aussi l'être via le fichier du formulaire dans les paramètres de chaque champ. === Traitement post-validation === Dans la même méthode du contrôleur qui injecte le formulaire, il faut prévoir le traitement post-validation. Par exemple pour mettre à jour l'entité en base : <pre> if (empty($myEntity)) { $myEntity = new MyEntity(); } $form = $this->createForm(MyEntityType::class, $myEntity); $form->handleRequest($request); // Cette méthode remplit l'objet avec les valeurs postées dans $request pour les champs du formulaires mappés if ($form->isSubmitted() && $form->isValid()) { // Mise à jour d'un champ non mappé (ex : car absent de $myEntity) $email = $form->get('email')->getData(); $this->em->persist($email); $this->em->flush(); return $this->redirectToRoute('home'); } </pre> == Fichier du formulaire == Dans SF4, l'espace de nom <u>Symfony\Component\Form\Extension\Core\Type</u> propose 35 types de champ, tels que : * Text * TextArea * Email (avec validation en option de la présence d'arrobase ou de domaine) * Number * Date * Choice (menu déroulant) * Checkbox (cases à cocher et boutons radio) * Hidden (caché) * Submit (bouton de validation). === TextType === Exemple<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/form.html#empty-data</ref> : <pre> public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options) { $builder->add('email', TextType::class, [ 'required' => true, 'empty_data' => 'valeur par défaut si vide à la validation', 'data' => 'valeur par défaut préremplie à la création', 'constraints' => [new Assert\NotBlank()], 'attr' => ['class' => 'ma_classe_CSS'], ]); } </pre> Pour préremplir des valeurs dans les champs : <pre> $form->get('email')->setData($user->getEmail()); </pre> {{attention|L'attribut "required" peut être interprété par les navigateurs comme un "NotBlank", mais il faut tout de même le compléter avec la contrainte sans quoi un simple retrait du "required" de la page web par la console du navigateur pourrait contourner l'obligation.}} === NumberType === Cette classe génère une balise <code>input type="number"</code>, qui empêche donc les navigateurs d'écrire des lettres dedans en HTML5. D'autre part, il y a aussi les problématiques des nombres minimum et maximum, et des séparateurs décimaux et de milliers. Ex : <pre> $builder ->add('email', NumberType::class, [ 'html5' => true, 'constraints' => [new Assert\Positive()], 'attr' => [ 'onkeypress' => 'return (event.charCode > 47 && event.charCode < 58) || event.charCode == 44 || event.charCode == 45', ], ]); </pre> === PercentType === {{attention|Bien définir le "scale" de 2 sans quoi une perte de précision survient par rapport au NumberType. Ex : un 1,27 va devenir 0.01.}} === ChoiceType === Il faut injecter le tableau des choix du menu déroulant dans la clé "choices", avec en clé ce qui sera visible dans la liste et en valeur ce qui sera envoyé à la soumission<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/choice.html</ref>. Ex : <pre> $builder ->add('civility', ChoiceType::class, [ 'choices' => ['Choisir' => null, 'M.' => 'M.', 'Mme' => 'Mme'], ]) </pre> Dans le cas où une valeur par défaut est définie dans 'data', elle doit appartenir aux valeurs du tableau de "choices", sans quoi elle ne sera pas prise en compte. {{attention|1=Si Symfony envoie une string vide au lieu du null de la liste, on peut mettre 0 dans la liste et <code>'empty_data' => null,</code> dans le champ du formulaire.}} ==== Avec liste modifiable ==== Si une valeur absente de la liste des choix est envoyée à la soumission, on peut la faire accepter en l'ajoutant à la volée avec<ref>https://github.com/symfony/symfony/issues/42451</ref> : <pre> ->addEventListener(FormEvents::PRE_SUBMIT, function(FormEvent $event) { ... }) </pre> === EntityType === De plus, en installant [[../Doctrine/]], il est possible d'ajouter un type de champ "entité" directement relié avec un champ de base de données<ref>https://symfony.com/doc/master/reference/forms/types/entity.html</ref>. Ex : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, ['class' => Company::class]); </pre> {{attention|En SF4, il n'y avait pas encore les types ''CheckboxType'' ou ''RadioType'' : il fallait jouer sur deux paramètres de <code>EntityType</code> ainsi :|clear=left}} {| class="wikitable" ! Élément !! Expanded !! Multiple |- | Sélecteur || false || false |- | Sélecteur multiple || false || true |- | Boutons radio || true || false |- | Cases à cocher || true || true |} Exemple : <pre> $builder->add('gender', EntityType::class, ['expanded' => true, 'multiple' => false]); </pre> Pour lui donner une valeur par défaut, il faut lui injecter un objet : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, [ 'class' => Company::class, 'choice_label' => 'name', 'data' => $company, ]); </pre> === Sous-formulaire === Utiliser le nom du sous-formulaire comme type : <pre> $builder->add('company', MySubformType::class, [ 'label' => false, ]); </pre> == Validation == === Validation depuis les entités === Le validateur de formulaire d'entité peut utiliser les annotations des entités. Ex : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... #[Assert\Type('string')] #[Assert\NotBlank] #[Assert\Length( min: 1, max: 255, )] </pre> En PHP < 8 : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... /** * @Assert\Type("string") * @Assert\NotBlank * @Assert\Length( * min = 2, * max = 50 * ) */ </pre> Plusieurs types de données sont déjà définis, comme l'email ou l'URL<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#string-constraints</ref>. Ex : <pre> @Assert\Email() </pre> === Validation depuis les formulaires === Sinon il permet aussi des contrôles plus personnalisés dans les types (qui étendent Symfony\Component\Form\AbstractType). Ex : <pre> 'constraints' => [ new Assert\NotBlank(), new GreaterThanOrEqual(2), new Assert\Callback([ProductChecker::class, 'check']), ], </pre> === Validation avec un service === Pour valider une entité depuis le service validateur<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#using-the-validator-service</ref> : use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $validator->validate( $entity, $entityConstraint ); NB : le second paramètre est optionnel. {{attention|Bien que l'on voit des services correspondant aux contraintes du validateur, on ne peut pas les injecter comme les autres services mais uniquement les utiliser via le validateur général.}} Exemple pour valider un email : <pre> php bin/console debug:container |grep -i validator |grep -i email validator.email Symfony\Component\Validator\Constraints\EmailValidator </pre> <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints\Email; use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $this->validator->validate( 'mon_email@example.com', new Email() ); </pre> == Appel du formulaire Symfony dans la vue == Les fonctions Twig permettant d'ajouter les éléments du formulaire sont : * form_start * form_errors * form_row * form_widget * form_label Pour afficher tout le formulaire, dans l'ordre où les champs ont été définis en PHP : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_end(form) }} </pre> Pour n'afficher qu'un seul champ : <pre> {{ form_widget(form.choosen_credit_card) }} </pre> Les mêmes attributs qu'en PHP peuvent être définis en paramètre. Ex : <pre> {{ form_widget(form.name, {'attr': {'class': 'address', 'placeholder': 'Entrer une adresse'} }) }} {{ form_label(form.name, null, {'label_attr': {'class': 'address'}}) }} </pre> Exemple complet : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_errors(form) }} {{ form_label(form.name, 'Label du champ "name" écrasé ici') }} {{ form_row(form.name) }} {{ form_widget(form.message, {'attr': {'placeholder': 'Remplacez ce texte par votre message'} }) }} {{ form_rest(form) }} {{ form_row(form.submit, { 'label': 'Submit me' }) }} {{ form_end(form) }} </pre> == Références == {{Références}} hno3enqo9rs0afgnzykgj0fuise87ke 767488 767487 2026-06-05T09:35:28Z JackPotte 5426 /* Validation depuis les formulaires */ 767488 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Principe == Le principe est d'ajouter des champs de [[Programmation PHP/Formulaire|formulaire en PHP]], qui seront automatiquement convertis en code HTML correspondant. En effet, en [[Le langage HTML/Formulaires|HTML on utilise habituellement la balise <code><nowiki><form></nowiki></code>]] pour afficher les champs à remplir par le visiteur. Puis sur validation on récupère leurs valeurs en PHP avec la superglobale <code>$_REQUEST</code> (ou ses composantes <code>$_GET</code> et <code>$_POST</code>). Or ce système ne fonctionne pas en <code>$_POST</code> dans Symfony : si on affiche un tel formulaire et qu'on le valide, <code>$_POST</code> est vide, et l'équivalent Symfony de <code>$_REQUEST</code>, <code>$request->request</code><ref>https://symfony.com/doc/current/components/http_foundation.html</ref> aussi. Les formulaires doivent donc nécessairement être préparés en PHP. == Installation == === Form === {{Terminal|clear=left| composer require symfony/form |}} Les formulaires présents sont ensuite listables avec : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form |}} Et vérifiables individuellement : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form "App\Service\Form\MyForm" |}} Avec le composant ''maker'', on peut créer un formulaire pour chaque entité Doctrine à modifier : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/maker-bundle bin/console make:form |}} === Validator === Pour ajouter des contrôles sur les champs, il existe un deuxième composant Symfony<ref>https://symfony.com/doc/current/forms.html#form-validation</ref> : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/validator |}} == Contrôleur == === Injection du formulaire dans un Twig === <pre> class HelloWorldType extends AbstractType { public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options): void { $builder ->add('name', TextType::class) ->add('save', SubmitType::class) ; } } class HelloWorldController extends AbstractController { #[Route('/helloWorld/{id}, requirements: ['id' => '\d*']')] public function indexAction(Request $request, ?HelloWorld $helloWorld = null): Response { $form = $this->createForm(HelloWorldType::class, $helloWorld); return $this->render('helloWorld.html.twig', [ 'form' => $form->createView(), ]); } } </pre> Le second paramètre de ''createForm()'' est facultatif est sert à préciser des valeurs initiales dans le formulaire qui seront injectées en [[../Twig/]], mais elles peuvent aussi l'être via le fichier du formulaire dans les paramètres de chaque champ. === Traitement post-validation === Dans la même méthode du contrôleur qui injecte le formulaire, il faut prévoir le traitement post-validation. Par exemple pour mettre à jour l'entité en base : <pre> if (empty($myEntity)) { $myEntity = new MyEntity(); } $form = $this->createForm(MyEntityType::class, $myEntity); $form->handleRequest($request); // Cette méthode remplit l'objet avec les valeurs postées dans $request pour les champs du formulaires mappés if ($form->isSubmitted() && $form->isValid()) { // Mise à jour d'un champ non mappé (ex : car absent de $myEntity) $email = $form->get('email')->getData(); $this->em->persist($email); $this->em->flush(); return $this->redirectToRoute('home'); } </pre> == Fichier du formulaire == Dans SF4, l'espace de nom <u>Symfony\Component\Form\Extension\Core\Type</u> propose 35 types de champ, tels que : * Text * TextArea * Email (avec validation en option de la présence d'arrobase ou de domaine) * Number * Date * Choice (menu déroulant) * Checkbox (cases à cocher et boutons radio) * Hidden (caché) * Submit (bouton de validation). === TextType === Exemple<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/form.html#empty-data</ref> : <pre> public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options) { $builder->add('email', TextType::class, [ 'required' => true, 'empty_data' => 'valeur par défaut si vide à la validation', 'data' => 'valeur par défaut préremplie à la création', 'constraints' => [new Assert\NotBlank()], 'attr' => ['class' => 'ma_classe_CSS'], ]); } </pre> Pour préremplir des valeurs dans les champs : <pre> $form->get('email')->setData($user->getEmail()); </pre> {{attention|L'attribut "required" peut être interprété par les navigateurs comme un "NotBlank", mais il faut tout de même le compléter avec la contrainte sans quoi un simple retrait du "required" de la page web par la console du navigateur pourrait contourner l'obligation.}} === NumberType === Cette classe génère une balise <code>input type="number"</code>, qui empêche donc les navigateurs d'écrire des lettres dedans en HTML5. D'autre part, il y a aussi les problématiques des nombres minimum et maximum, et des séparateurs décimaux et de milliers. Ex : <pre> $builder ->add('email', NumberType::class, [ 'html5' => true, 'constraints' => [new Assert\Positive()], 'attr' => [ 'onkeypress' => 'return (event.charCode > 47 && event.charCode < 58) || event.charCode == 44 || event.charCode == 45', ], ]); </pre> === PercentType === {{attention|Bien définir le "scale" de 2 sans quoi une perte de précision survient par rapport au NumberType. Ex : un 1,27 va devenir 0.01.}} === ChoiceType === Il faut injecter le tableau des choix du menu déroulant dans la clé "choices", avec en clé ce qui sera visible dans la liste et en valeur ce qui sera envoyé à la soumission<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/choice.html</ref>. Ex : <pre> $builder ->add('civility', ChoiceType::class, [ 'choices' => ['Choisir' => null, 'M.' => 'M.', 'Mme' => 'Mme'], ]) </pre> Dans le cas où une valeur par défaut est définie dans 'data', elle doit appartenir aux valeurs du tableau de "choices", sans quoi elle ne sera pas prise en compte. {{attention|1=Si Symfony envoie une string vide au lieu du null de la liste, on peut mettre 0 dans la liste et <code>'empty_data' => null,</code> dans le champ du formulaire.}} ==== Avec liste modifiable ==== Si une valeur absente de la liste des choix est envoyée à la soumission, on peut la faire accepter en l'ajoutant à la volée avec<ref>https://github.com/symfony/symfony/issues/42451</ref> : <pre> ->addEventListener(FormEvents::PRE_SUBMIT, function(FormEvent $event) { ... }) </pre> === EntityType === De plus, en installant [[../Doctrine/]], il est possible d'ajouter un type de champ "entité" directement relié avec un champ de base de données<ref>https://symfony.com/doc/master/reference/forms/types/entity.html</ref>. Ex : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, ['class' => Company::class]); </pre> {{attention|En SF4, il n'y avait pas encore les types ''CheckboxType'' ou ''RadioType'' : il fallait jouer sur deux paramètres de <code>EntityType</code> ainsi :|clear=left}} {| class="wikitable" ! Élément !! Expanded !! Multiple |- | Sélecteur || false || false |- | Sélecteur multiple || false || true |- | Boutons radio || true || false |- | Cases à cocher || true || true |} Exemple : <pre> $builder->add('gender', EntityType::class, ['expanded' => true, 'multiple' => false]); </pre> Pour lui donner une valeur par défaut, il faut lui injecter un objet : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, [ 'class' => Company::class, 'choice_label' => 'name', 'data' => $company, ]); </pre> === Sous-formulaire === Utiliser le nom du sous-formulaire comme type : <pre> $builder->add('company', MySubformType::class, [ 'label' => false, ]); </pre> == Validation == === Validation depuis les entités === Le validateur de formulaire d'entité peut utiliser les annotations des entités. Ex : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... #[Assert\Type('string')] #[Assert\NotBlank] #[Assert\Length( min: 1, max: 255, )] </pre> En PHP < 8 : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... /** * @Assert\Type("string") * @Assert\NotBlank * @Assert\Length( * min = 2, * max = 50 * ) */ </pre> Plusieurs types de données sont déjà définis, comme l'email ou l'URL<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#string-constraints</ref>. Ex : <pre> @Assert\Email() </pre> === Validation depuis les formulaires === Sinon il permet aussi des contrôles plus personnalisés dans les types (qui étendent Symfony\Component\Form\AbstractType). Ex : <pre> 'constraints' => [ new Assert\NotBlank(), new GreaterThanOrEqual(2), new Assert\Callback([ProductChecker::class, 'check']), ], </pre> === Validation avec un service === Pour valider une entité depuis le service validateur<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#using-the-validator-service</ref> : use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $validator->validate( $entity, $entityConstraint ); NB : le second paramètre est optionnel. {{attention|Bien que l'on voit des services correspondant aux contraintes du validateur, on ne peut pas les injecter comme les autres services mais uniquement les utiliser via le validateur général.}} Exemple pour valider un email : <pre> php bin/console debug:container |grep -i validator |grep -i email validator.email Symfony\Component\Validator\Constraints\EmailValidator </pre> <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints\Email; use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $this->validator->validate( 'mon_email@example.com', new Email() ); </pre> == Appel du formulaire Symfony dans la vue == Les fonctions Twig permettant d'ajouter les éléments du formulaire sont : * form_start * form_errors * form_row * form_widget * form_label Pour afficher tout le formulaire, dans l'ordre où les champs ont été définis en PHP : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_end(form) }} </pre> Pour n'afficher qu'un seul champ : <pre> {{ form_widget(form.choosen_credit_card) }} </pre> Les mêmes attributs qu'en PHP peuvent être définis en paramètre. Ex : <pre> {{ form_widget(form.name, {'attr': {'class': 'address', 'placeholder': 'Entrer une adresse'} }) }} {{ form_label(form.name, null, {'label_attr': {'class': 'address'}}) }} </pre> Exemple complet : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_errors(form) }} {{ form_label(form.name, 'Label du champ "name" écrasé ici') }} {{ form_row(form.name) }} {{ form_widget(form.message, {'attr': {'placeholder': 'Remplacez ce texte par votre message'} }) }} {{ form_rest(form) }} {{ form_row(form.submit, { 'label': 'Submit me' }) }} {{ form_end(form) }} </pre> == Références == {{Références}} p1e9uftnmlbckryq9po4c074gv0d8yk 767489 767488 2026-06-05T09:35:41Z JackPotte 5426 /* Validation avec un service */ 767489 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Principe == Le principe est d'ajouter des champs de [[Programmation PHP/Formulaire|formulaire en PHP]], qui seront automatiquement convertis en code HTML correspondant. En effet, en [[Le langage HTML/Formulaires|HTML on utilise habituellement la balise <code><nowiki><form></nowiki></code>]] pour afficher les champs à remplir par le visiteur. Puis sur validation on récupère leurs valeurs en PHP avec la superglobale <code>$_REQUEST</code> (ou ses composantes <code>$_GET</code> et <code>$_POST</code>). Or ce système ne fonctionne pas en <code>$_POST</code> dans Symfony : si on affiche un tel formulaire et qu'on le valide, <code>$_POST</code> est vide, et l'équivalent Symfony de <code>$_REQUEST</code>, <code>$request->request</code><ref>https://symfony.com/doc/current/components/http_foundation.html</ref> aussi. Les formulaires doivent donc nécessairement être préparés en PHP. == Installation == === Form === {{Terminal|clear=left| composer require symfony/form |}} Les formulaires présents sont ensuite listables avec : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form |}} Et vérifiables individuellement : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form "App\Service\Form\MyForm" |}} Avec le composant ''maker'', on peut créer un formulaire pour chaque entité Doctrine à modifier : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/maker-bundle bin/console make:form |}} === Validator === Pour ajouter des contrôles sur les champs, il existe un deuxième composant Symfony<ref>https://symfony.com/doc/current/forms.html#form-validation</ref> : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/validator |}} == Contrôleur == === Injection du formulaire dans un Twig === <pre> class HelloWorldType extends AbstractType { public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options): void { $builder ->add('name', TextType::class) ->add('save', SubmitType::class) ; } } class HelloWorldController extends AbstractController { #[Route('/helloWorld/{id}, requirements: ['id' => '\d*']')] public function indexAction(Request $request, ?HelloWorld $helloWorld = null): Response { $form = $this->createForm(HelloWorldType::class, $helloWorld); return $this->render('helloWorld.html.twig', [ 'form' => $form->createView(), ]); } } </pre> Le second paramètre de ''createForm()'' est facultatif est sert à préciser des valeurs initiales dans le formulaire qui seront injectées en [[../Twig/]], mais elles peuvent aussi l'être via le fichier du formulaire dans les paramètres de chaque champ. === Traitement post-validation === Dans la même méthode du contrôleur qui injecte le formulaire, il faut prévoir le traitement post-validation. Par exemple pour mettre à jour l'entité en base : <pre> if (empty($myEntity)) { $myEntity = new MyEntity(); } $form = $this->createForm(MyEntityType::class, $myEntity); $form->handleRequest($request); // Cette méthode remplit l'objet avec les valeurs postées dans $request pour les champs du formulaires mappés if ($form->isSubmitted() && $form->isValid()) { // Mise à jour d'un champ non mappé (ex : car absent de $myEntity) $email = $form->get('email')->getData(); $this->em->persist($email); $this->em->flush(); return $this->redirectToRoute('home'); } </pre> == Fichier du formulaire == Dans SF4, l'espace de nom <u>Symfony\Component\Form\Extension\Core\Type</u> propose 35 types de champ, tels que : * Text * TextArea * Email (avec validation en option de la présence d'arrobase ou de domaine) * Number * Date * Choice (menu déroulant) * Checkbox (cases à cocher et boutons radio) * Hidden (caché) * Submit (bouton de validation). === TextType === Exemple<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/form.html#empty-data</ref> : <pre> public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options) { $builder->add('email', TextType::class, [ 'required' => true, 'empty_data' => 'valeur par défaut si vide à la validation', 'data' => 'valeur par défaut préremplie à la création', 'constraints' => [new Assert\NotBlank()], 'attr' => ['class' => 'ma_classe_CSS'], ]); } </pre> Pour préremplir des valeurs dans les champs : <pre> $form->get('email')->setData($user->getEmail()); </pre> {{attention|L'attribut "required" peut être interprété par les navigateurs comme un "NotBlank", mais il faut tout de même le compléter avec la contrainte sans quoi un simple retrait du "required" de la page web par la console du navigateur pourrait contourner l'obligation.}} === NumberType === Cette classe génère une balise <code>input type="number"</code>, qui empêche donc les navigateurs d'écrire des lettres dedans en HTML5. D'autre part, il y a aussi les problématiques des nombres minimum et maximum, et des séparateurs décimaux et de milliers. Ex : <pre> $builder ->add('email', NumberType::class, [ 'html5' => true, 'constraints' => [new Assert\Positive()], 'attr' => [ 'onkeypress' => 'return (event.charCode > 47 && event.charCode < 58) || event.charCode == 44 || event.charCode == 45', ], ]); </pre> === PercentType === {{attention|Bien définir le "scale" de 2 sans quoi une perte de précision survient par rapport au NumberType. Ex : un 1,27 va devenir 0.01.}} === ChoiceType === Il faut injecter le tableau des choix du menu déroulant dans la clé "choices", avec en clé ce qui sera visible dans la liste et en valeur ce qui sera envoyé à la soumission<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/choice.html</ref>. Ex : <pre> $builder ->add('civility', ChoiceType::class, [ 'choices' => ['Choisir' => null, 'M.' => 'M.', 'Mme' => 'Mme'], ]) </pre> Dans le cas où une valeur par défaut est définie dans 'data', elle doit appartenir aux valeurs du tableau de "choices", sans quoi elle ne sera pas prise en compte. {{attention|1=Si Symfony envoie une string vide au lieu du null de la liste, on peut mettre 0 dans la liste et <code>'empty_data' => null,</code> dans le champ du formulaire.}} ==== Avec liste modifiable ==== Si une valeur absente de la liste des choix est envoyée à la soumission, on peut la faire accepter en l'ajoutant à la volée avec<ref>https://github.com/symfony/symfony/issues/42451</ref> : <pre> ->addEventListener(FormEvents::PRE_SUBMIT, function(FormEvent $event) { ... }) </pre> === EntityType === De plus, en installant [[../Doctrine/]], il est possible d'ajouter un type de champ "entité" directement relié avec un champ de base de données<ref>https://symfony.com/doc/master/reference/forms/types/entity.html</ref>. Ex : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, ['class' => Company::class]); </pre> {{attention|En SF4, il n'y avait pas encore les types ''CheckboxType'' ou ''RadioType'' : il fallait jouer sur deux paramètres de <code>EntityType</code> ainsi :|clear=left}} {| class="wikitable" ! Élément !! Expanded !! Multiple |- | Sélecteur || false || false |- | Sélecteur multiple || false || true |- | Boutons radio || true || false |- | Cases à cocher || true || true |} Exemple : <pre> $builder->add('gender', EntityType::class, ['expanded' => true, 'multiple' => false]); </pre> Pour lui donner une valeur par défaut, il faut lui injecter un objet : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, [ 'class' => Company::class, 'choice_label' => 'name', 'data' => $company, ]); </pre> === Sous-formulaire === Utiliser le nom du sous-formulaire comme type : <pre> $builder->add('company', MySubformType::class, [ 'label' => false, ]); </pre> == Validation == === Validation depuis les entités === Le validateur de formulaire d'entité peut utiliser les annotations des entités. Ex : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... #[Assert\Type('string')] #[Assert\NotBlank] #[Assert\Length( min: 1, max: 255, )] </pre> En PHP < 8 : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... /** * @Assert\Type("string") * @Assert\NotBlank * @Assert\Length( * min = 2, * max = 50 * ) */ </pre> Plusieurs types de données sont déjà définis, comme l'email ou l'URL<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#string-constraints</ref>. Ex : <pre> @Assert\Email() </pre> === Validation depuis les formulaires === Sinon il permet aussi des contrôles plus personnalisés dans les types (qui étendent Symfony\Component\Form\AbstractType). Ex : <pre> 'constraints' => [ new Assert\NotBlank(), new GreaterThanOrEqual(2), new Assert\Callback([ProductChecker::class, 'check']), ], </pre> === Validation avec un service === Pour valider une entité depuis le service validateur<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#using-the-validator-service</ref> : use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $validator->validate( $entity, $entityConstraint ); NB : le second paramètre est optionnel. {{attention|Bien que l'on voit des services correspondant aux contraintes du validateur, on ne peut pas les injecter comme les autres services mais uniquement les utiliser via le validateur général.}} Exemple pour valider un email : <pre> php bin/console debug:container |grep -i validator |grep -i email validator.email Symfony\Component\Validator\Constraints\EmailValidator </pre> <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints\Email; use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $this->validator->validate( 'mon_email@example.com', new Email(), ); </pre> == Appel du formulaire Symfony dans la vue == Les fonctions Twig permettant d'ajouter les éléments du formulaire sont : * form_start * form_errors * form_row * form_widget * form_label Pour afficher tout le formulaire, dans l'ordre où les champs ont été définis en PHP : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_end(form) }} </pre> Pour n'afficher qu'un seul champ : <pre> {{ form_widget(form.choosen_credit_card) }} </pre> Les mêmes attributs qu'en PHP peuvent être définis en paramètre. Ex : <pre> {{ form_widget(form.name, {'attr': {'class': 'address', 'placeholder': 'Entrer une adresse'} }) }} {{ form_label(form.name, null, {'label_attr': {'class': 'address'}}) }} </pre> Exemple complet : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_errors(form) }} {{ form_label(form.name, 'Label du champ "name" écrasé ici') }} {{ form_row(form.name) }} {{ form_widget(form.message, {'attr': {'placeholder': 'Remplacez ce texte par votre message'} }) }} {{ form_rest(form) }} {{ form_row(form.submit, { 'label': 'Submit me' }) }} {{ form_end(form) }} </pre> == Références == {{Références}} 1k0fi4fgzrchcitjqo838kkvcpojwbs 767490 767489 2026-06-05T09:36:02Z JackPotte 5426 /* Validation depuis les entités */ 767490 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Symfony}}</noinclude> == Principe == Le principe est d'ajouter des champs de [[Programmation PHP/Formulaire|formulaire en PHP]], qui seront automatiquement convertis en code HTML correspondant. En effet, en [[Le langage HTML/Formulaires|HTML on utilise habituellement la balise <code><nowiki><form></nowiki></code>]] pour afficher les champs à remplir par le visiteur. Puis sur validation on récupère leurs valeurs en PHP avec la superglobale <code>$_REQUEST</code> (ou ses composantes <code>$_GET</code> et <code>$_POST</code>). Or ce système ne fonctionne pas en <code>$_POST</code> dans Symfony : si on affiche un tel formulaire et qu'on le valide, <code>$_POST</code> est vide, et l'équivalent Symfony de <code>$_REQUEST</code>, <code>$request->request</code><ref>https://symfony.com/doc/current/components/http_foundation.html</ref> aussi. Les formulaires doivent donc nécessairement être préparés en PHP. == Installation == === Form === {{Terminal|clear=left| composer require symfony/form |}} Les formulaires présents sont ensuite listables avec : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form |}} Et vérifiables individuellement : {{Terminal|clear=left| bin/console debug:form "App\Service\Form\MyForm" |}} Avec le composant ''maker'', on peut créer un formulaire pour chaque entité Doctrine à modifier : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/maker-bundle bin/console make:form |}} === Validator === Pour ajouter des contrôles sur les champs, il existe un deuxième composant Symfony<ref>https://symfony.com/doc/current/forms.html#form-validation</ref> : {{Terminal|clear=left| composer require symfony/validator |}} == Contrôleur == === Injection du formulaire dans un Twig === <pre> class HelloWorldType extends AbstractType { public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options): void { $builder ->add('name', TextType::class) ->add('save', SubmitType::class) ; } } class HelloWorldController extends AbstractController { #[Route('/helloWorld/{id}, requirements: ['id' => '\d*']')] public function indexAction(Request $request, ?HelloWorld $helloWorld = null): Response { $form = $this->createForm(HelloWorldType::class, $helloWorld); return $this->render('helloWorld.html.twig', [ 'form' => $form->createView(), ]); } } </pre> Le second paramètre de ''createForm()'' est facultatif est sert à préciser des valeurs initiales dans le formulaire qui seront injectées en [[../Twig/]], mais elles peuvent aussi l'être via le fichier du formulaire dans les paramètres de chaque champ. === Traitement post-validation === Dans la même méthode du contrôleur qui injecte le formulaire, il faut prévoir le traitement post-validation. Par exemple pour mettre à jour l'entité en base : <pre> if (empty($myEntity)) { $myEntity = new MyEntity(); } $form = $this->createForm(MyEntityType::class, $myEntity); $form->handleRequest($request); // Cette méthode remplit l'objet avec les valeurs postées dans $request pour les champs du formulaires mappés if ($form->isSubmitted() && $form->isValid()) { // Mise à jour d'un champ non mappé (ex : car absent de $myEntity) $email = $form->get('email')->getData(); $this->em->persist($email); $this->em->flush(); return $this->redirectToRoute('home'); } </pre> == Fichier du formulaire == Dans SF4, l'espace de nom <u>Symfony\Component\Form\Extension\Core\Type</u> propose 35 types de champ, tels que : * Text * TextArea * Email (avec validation en option de la présence d'arrobase ou de domaine) * Number * Date * Choice (menu déroulant) * Checkbox (cases à cocher et boutons radio) * Hidden (caché) * Submit (bouton de validation). === TextType === Exemple<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/form.html#empty-data</ref> : <pre> public function buildForm(FormBuilderInterface $builder, array $options) { $builder->add('email', TextType::class, [ 'required' => true, 'empty_data' => 'valeur par défaut si vide à la validation', 'data' => 'valeur par défaut préremplie à la création', 'constraints' => [new Assert\NotBlank()], 'attr' => ['class' => 'ma_classe_CSS'], ]); } </pre> Pour préremplir des valeurs dans les champs : <pre> $form->get('email')->setData($user->getEmail()); </pre> {{attention|L'attribut "required" peut être interprété par les navigateurs comme un "NotBlank", mais il faut tout de même le compléter avec la contrainte sans quoi un simple retrait du "required" de la page web par la console du navigateur pourrait contourner l'obligation.}} === NumberType === Cette classe génère une balise <code>input type="number"</code>, qui empêche donc les navigateurs d'écrire des lettres dedans en HTML5. D'autre part, il y a aussi les problématiques des nombres minimum et maximum, et des séparateurs décimaux et de milliers. Ex : <pre> $builder ->add('email', NumberType::class, [ 'html5' => true, 'constraints' => [new Assert\Positive()], 'attr' => [ 'onkeypress' => 'return (event.charCode > 47 && event.charCode < 58) || event.charCode == 44 || event.charCode == 45', ], ]); </pre> === PercentType === {{attention|Bien définir le "scale" de 2 sans quoi une perte de précision survient par rapport au NumberType. Ex : un 1,27 va devenir 0.01.}} === ChoiceType === Il faut injecter le tableau des choix du menu déroulant dans la clé "choices", avec en clé ce qui sera visible dans la liste et en valeur ce qui sera envoyé à la soumission<ref>https://symfony.com/doc/current/reference/forms/types/choice.html</ref>. Ex : <pre> $builder ->add('civility', ChoiceType::class, [ 'choices' => ['Choisir' => null, 'M.' => 'M.', 'Mme' => 'Mme'], ]) </pre> Dans le cas où une valeur par défaut est définie dans 'data', elle doit appartenir aux valeurs du tableau de "choices", sans quoi elle ne sera pas prise en compte. {{attention|1=Si Symfony envoie une string vide au lieu du null de la liste, on peut mettre 0 dans la liste et <code>'empty_data' => null,</code> dans le champ du formulaire.}} ==== Avec liste modifiable ==== Si une valeur absente de la liste des choix est envoyée à la soumission, on peut la faire accepter en l'ajoutant à la volée avec<ref>https://github.com/symfony/symfony/issues/42451</ref> : <pre> ->addEventListener(FormEvents::PRE_SUBMIT, function(FormEvent $event) { ... }) </pre> === EntityType === De plus, en installant [[../Doctrine/]], il est possible d'ajouter un type de champ "entité" directement relié avec un champ de base de données<ref>https://symfony.com/doc/master/reference/forms/types/entity.html</ref>. Ex : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, ['class' => Company::class]); </pre> {{attention|En SF4, il n'y avait pas encore les types ''CheckboxType'' ou ''RadioType'' : il fallait jouer sur deux paramètres de <code>EntityType</code> ainsi :|clear=left}} {| class="wikitable" ! Élément !! Expanded !! Multiple |- | Sélecteur || false || false |- | Sélecteur multiple || false || true |- | Boutons radio || true || false |- | Cases à cocher || true || true |} Exemple : <pre> $builder->add('gender', EntityType::class, ['expanded' => true, 'multiple' => false]); </pre> Pour lui donner une valeur par défaut, il faut lui injecter un objet : <pre> $builder->add('company', EntityType::class, [ 'class' => Company::class, 'choice_label' => 'name', 'data' => $company, ]); </pre> === Sous-formulaire === Utiliser le nom du sous-formulaire comme type : <pre> $builder->add('company', MySubformType::class, [ 'label' => false, ]); </pre> == Validation == === Validation depuis les entités === Le validateur de formulaire d'entité peut utiliser les annotations des entités. Ex : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... #[Assert\Type('string')] #[Assert\NotBlank] #[Assert\Length( min: 1, max: 255, )] </pre> En PHP < 8 : <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints as Assert; ... /** * @Assert\Type("string") * @Assert\NotBlank * @Assert\Length( * min = 2, * max = 50 * ) */ </pre> Plusieurs types de données sont déjà définis, comme l'email ou l'URL<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#string-constraints</ref>. Ex : <pre> @Assert\Email() </pre> === Validation depuis les formulaires === Sinon il permet aussi des contrôles plus personnalisés dans les types (qui étendent Symfony\Component\Form\AbstractType). Ex : <pre> 'constraints' => [ new Assert\NotBlank(), new GreaterThanOrEqual(2), new Assert\Callback([ProductChecker::class, 'check']), ], </pre> === Validation avec un service === Pour valider une entité depuis le service validateur<ref>https://symfony.com/doc/current/validation.html#using-the-validator-service</ref> : use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $validator->validate( $entity, $entityConstraint ); NB : le second paramètre est optionnel. {{attention|Bien que l'on voit des services correspondant aux contraintes du validateur, on ne peut pas les injecter comme les autres services mais uniquement les utiliser via le validateur général.}} Exemple pour valider un email : <pre> php bin/console debug:container |grep -i validator |grep -i email validator.email Symfony\Component\Validator\Constraints\EmailValidator </pre> <pre> use Symfony\Component\Validator\Constraints\Email; use Symfony\Component\Validator\Validator\ValidatorInterface; ... $this->validator->validate( 'mon_email@example.com', new Email(), ); </pre> == Appel du formulaire Symfony dans la vue == Les fonctions Twig permettant d'ajouter les éléments du formulaire sont : * form_start * form_errors * form_row * form_widget * form_label Pour afficher tout le formulaire, dans l'ordre où les champs ont été définis en PHP : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_end(form) }} </pre> Pour n'afficher qu'un seul champ : <pre> {{ form_widget(form.choosen_credit_card) }} </pre> Les mêmes attributs qu'en PHP peuvent être définis en paramètre. Ex : <pre> {{ form_widget(form.name, {'attr': {'class': 'address', 'placeholder': 'Entrer une adresse'} }) }} {{ form_label(form.name, null, {'label_attr': {'class': 'address'}}) }} </pre> Exemple complet : <pre> {{ form_start(form) }} {{ form_errors(form) }} {{ form_label(form.name, 'Label du champ "name" écrasé ici') }} {{ form_row(form.name) }} {{ form_widget(form.message, {'attr': {'placeholder': 'Remplacez ce texte par votre message'} }) }} {{ form_rest(form) }} {{ form_row(form.submit, { 'label': 'Submit me' }) }} {{ form_end(form) }} </pre> == Références == {{Références}} 8x41ds7kq9aa86sklnjgjt4daoxqlnk 0 72864 767458 761215 2026-06-04T12:13:20Z Cdang 1202 /* Installation et mise à jour de modules */ appelable 767458 wikitext text/x-wiki Python est un langage interprété. Il peut s'utiliser en ligne de commande, l'invite étant représentée par trois chevrons <syntaxhighlight lang="python"> >>> 3+2 5 </syntaxhighlight> Le code source peut être mis dans un fichier texte portant l'extension de nom de fichier <code>.py</code>. Cela requiert donc un éditeur de texte. Les fichiers que nous allons créer commenceront tous de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> La première ligne, appelée ''[[wiktionary:fr:shebang|shebang]]'', n'est pas utile avec l'environnement que nous allons utiliser mais il est intéressant de la mettre pour assurer une compatibilité du code avec d'autres environnements. Les lignes commençant par <code lang="python">import</code> permettent d'importer des bibliothèques de fonctions ; nous en ajouterons au gré des besoins. Nous allons utiliser l'environnement de programmation Jupyter, un environnement libre, gratuit et multiplateforme. Jupyter utilise un navigateur Internet comme éditeur de texte et pour l'affichage des résultats. == Installer Jupyter == [[Fichier:Jupyter logo.svg|vignette|upright=0.5|Jupyter.]] Nous utilisons la distribution Anaconda : https://www.anaconda.com/ Suivez les instructions d'installation selon votre système. Choisissez « Python 3 ». {{note|Sous MacOS X, il peut être nécessaire de créer un alias vers le programme Jupyter-lab ; ce programme se trouve habituellement au chemin <code>/anaconda3/bin/jupyter-lab</code>.}} Bien entendu, vous pouvez aussi utiliser un éditeur de texte classique. Vous pouvez par exemple vous intéresser à l'éditeur Pulsar<ref>{{lien web |url=https://pulsar-edit.dev/ |titre=Pulsar Edit |site=Pulsar |consulté le=2025-09-02}}.</ref>, libre et multiplateforme. == Premiers pas == [[Fichier:Jupyter Python Save As Firefox.png|vignette|Fenêtre Python/Jupyter Lab dans Firefox : fonction <code>Save Notebook As…</code>]] Lancez le programme <code>Jupyter Lab</code>. Cela vous ouvre une fenêtre dans votre navigateur Internet. Dans cette fenêtre, choisissez <code>Notebook Python 3</code> : la page devient un éditeur de texte. Cette page est organisée en cellules ; une cellule est une zone de texte. Vous pouvez donc avoir plusieurs zones de texte, chacune contenant un élément du programme que vous développez. Dans un premier temps, nous allons travailler avec une seule cellule et l'utiliser comme une ligne de commande. Dans cette cellule, tapez <code>3 + 2</code> puis cliquez que le bouton d'évaluation <code>[▶]</code> : cela affiche logiquement le résultat « 5 » en dessous. Vous pouvez sauvegarder cet embryon de programme avec le menu <code>File &gt; Save Notebook As…</code> Cela crée un fichier portant l'extension de nom de fichier <code>.ipynb</code>. {{boîte déroulante/début|titre=Définir un répertoire de départ}} Jupyter Notebook se présente dans le navigateur Internet ''({{lang|en|web browser}})'', mais s'utilise comme un navigateur de fichiers (Windows Explorer, Finder, GNOME Commander, Konqueror…). Si l'on veut définir le répertoire de départ, il faut ouvrir Jupyter Notebook avec une commande dans l'Anaconda Prompt : # Ouvrir <code>Anaconda Prompt</code>. # Entrer la commande suivante : <code>jupyter notebook --notebook-dir=''chemin''</code>. Où <code>''chemin''</code> est le chemin d'accès au répertoire voulu. Par exemple, si l'on veut utiliser sous Microsoft Windows le répertoire <code>D:\Temp\</code>, on utilise la commande <code>jupyter notebook --notebook-dir=D:\Temp\</code>. {{boîte déroulante/fin}} == Commandes élémentaires == Nous avons de base les opérateurs mathématiques élémentaires : * <code>+</code> : addition ; * <code>-</code> : soustraction ; * <code>*</code> : multiplication ; * <code>/</code> : division ; * <code>//</code> : division euclidienne (entière) ; * <code>%</code> : reste de la division euclidienne ; * <code>**</code> : élévation à la puissance<ref>Note : l'accent circonflexe « <code>^</code> » ''({{lang|en|caret}})'', utilisé dans de nombreux langages pour l'élévation à la puissance, effectue ici un « ou exclusif » ''(XOR)'' bit à bit.</ref>. Exemples : cliquez dans la cellule et ajoutez à la suite <syntaxhighlight lang="python"> print("6/4 =", 6//4, "reste", 6%4) print(2**0.5) # racine carrée </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 6/4 = 1 reste 2 1.4142135623730951 La division euclidienne peut aussi se faire avec l'instruction <code>divmod()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = divmod(6, 4) print("6/4 =", a[0], "reste", a[1]) </syntaxhighlight> Nous voyons ici que la commande <code>print()</code> affiche des informations à l'écran. Les chaînes de caractères peuvent être encadrées de guillemets simple <code>'</code> ou doubles <code>"</code>. Le croisillon <code>#</code> permet de mettre des commentaires. L'opérateur <code>+</code> permet de concaténer deux chaînes de caractères. L'affectation d'une variable se fait avec le signe égal : <syntaxhighlight lang="python"> a = 5 print(2*a) </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 10 Trois points pour terminer avec les nombres : le type réel à virgule flottante dispose de la méthode <code>.as_integer_ratio()</code> qui transforme un nombre en fraction. <syntaxhighlight lang="python"> a = 1.5 print(a.as_integer_ratio()) # (3, 2) : fraction 3/2 </syntaxhighlight> Ensuite, on peut obtenir l'infini +∞ avec <code>float("inf")</code> ou <code>float("infinity")</code> : <syntaxhighlight lang="python"> 1/float("inf") # 0.0 </syntaxhighlight> On peut également avoir le [[w:fr:NaN|''{{lang|en|not a number}}'']] avec <code>float("nan")</code>. Enfin, l'imaginaire <math>\sqrt{-1}</math> se note <code>1j</code>. De manière générale, on peut écrire <code>2j</code>, <code>3.5j</code>… Le type complexe dispose de la méthode <code>conjugate()</code> qui calcule le conjugué. <syntaxhighlight lang="python"> print(1j**2) # (-1+0j) a = 2 + 3.5j print(a.conjugate()) # (2-3.5j) </syntaxhighlight> Les commandes de type <code>''x''=</code>, où ''x'' est un opérateur (<code>+</code>, <code>-</code>, <code>*</code> ou <code>/</code>, <code>//</code>, <code>%</code>, <code>**</code>), permet de modifier une variable ''({{lang|en|in-place operator}})'' : * <code>a += 0.5</code> est équivalent à <code>a = a + 0.5</code> ; * <code>a -= 0.5</code> est équivalent à <code>a = a - 0.5</code> ; * <code>a *= 0.5</code> est équivalent à <code>a = a * 0.5</code> ; * <code>a /= 0.5</code> est équivalent à <code>a = a / 0.5</code> ; * … == Premier tracé graphique == [[Fichier:Graphe fct carre Python Matplotlib Jupyter.png|vignette|Graphe de la fonction carré avec Python/Matplotlib.]] Pour effectuer des tracés graphiques, il faut charger la bibliothèque Matplotlib ; nous choisissons l'option <code>pyplot</code> qui permet d'avoir une syntaxe similaire à Matlab. Pour utiliser cette bibliothèque, il faut écrire <code>import matplotlib.pyplot</code> ; cela donne l'accès à de nouvelles fonctions telles que <code>matplotlib.pyplot.plot()</code>. Comme il est fastidieux d'écrire <code>matplotlib.pyplot</code> avant chaque commande de cette bibliothèque, nous pouvons utiliser une abréviation, par exemple <code>plt</code>, introduite par <code>as</code> lors de l'importation. Il nous faut aussi pouvoir travailler facilement avec une liste de nombre. Nous chargeons pour cela la bibliothèque NumPy et nous décidons de l'abréger <code>np</code>. <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt x = np.arange(0, 2, 0.1) y = x**2 plt.plot(x, y, label="y = x^2") plt.xlabel("x") plt.ylabel("y") plt.title("Graphes de fonctions") plt.legend() </syntaxhighlight> La fonction <code>np.arange()</code> permet de créer un vecteur (liste de valeurs) allant de 0 à 2 avec un pas de 0,1. La fonction <code>plt.plot()</code> trace la courbe. Les fonctions <code>plt.xlabel()</code>, <code>plt.ylabel()</code> et <code>plt.title()</code> permettent de mettre des titres aux axes et au graphique. La commande <code>plt.legend()</code> affiche la légende définie dans la commande <code>plt.plot()</code>. Concernant la légende : vous pouvez avoir un rendu de type LaTeX en utilisant les balises <code>$…$</code> dans le paramètre <code>label</code> de <code>plt.plot()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> plt.plot(x, y, label="$y = x^2$") </syntaxhighlight> Vous remarquerez que la valeur « 2 » n'est pas sur la figure : en effet, selon la logique du « tranchage » ''({{lang|en|slicing}})'', dans l'expression <code>np.arange(0, 2, 0.1)</code>, le nombre 2 est une extrémité exclue du vecteur. Pour l'intégrer, on peut mettre la première valeur qui ne figure pas, ici <code>2.1</code> mais cela pourrait poser des problèmes si l'on changeait le pas. Le module NumPy propose une fonction <code>nextafter()</code> qui indique le réel à virgule flottante le plus proche, on pourrait donc écrire <code>np.arange(0, np.nextafter(2, 3), 0.1)</code> (le nombre 3 servant juste à indiquer que l'on veut un nombre supérieur à 2). Mais le plus simple consiste à utiliser la fonction <code>np.linspace()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> x = np.linspace(0, 2, 20) # 20 valeurs entre 0 et 2 inclus </syntaxhighlight> == Les chaînes de caractères == Une chaîne de caractères est simplement mise entre des guillemets simples <code>'…'</code> ''ou'' des guillemets doubles <code>"…"</code>. Si le texte contient une apostrophe, on utilise des guillemets doubles ; dans <code>"d'Artagnan"</code>, le « <code>'</code> » est interprété comme un caractère et non comme un délimiteur de chaîne. Et à l'inverse, si on veut utiliser des guillemets doubles dans la chaîne, on la délimite par des guillemets simples : <code>'"En garde !" dit-il'</code>. On peut aussi utiliser la barre de fraction inversée comme « caractère d'échappement » : <code>'"En garde !" s\'exclama d\'Aragnan'</code>. Pour éviter d'utiliser les échappements <code>\'</code> ou <code>\"</code>, si l'encodage du fichier est en Unicode (typiquement utf-8), il est également possible d'utiliser les caractères typographiques : ’ – « – » – “ – ”. Mais ces caractères ne sont pas disponibles facilement à partir du clavier seul. Dans une variable, les caractères sont numérotés de 0 à ''n'' – 1 (si ''n'' est le nombre de caractères de la chaîne) : <syntaxhighlight lang="python"> a = "Python" a[2] # t </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire plusieurs caractères, on utilise deux-points, sous la forme <code>début:fin</code> mais il faut bien comprendre que les numéros correspondent en fait aux interstices entre les caractères. Ainsi, <code>0:1</code> va extraire uniquement le premier caractère (celui compris entre les interstices 0 et 1), <code>0:2</code> va extraire les deux premiers caractères… L'indice <code>-1</code> correspond à l'interstice entre le dernier et l'avant-dernier caractère. Pour résumer : <syntaxhighlight lang="text"> +---+---+---+---+---+---+ | P | y | t | h | o | n | +---+---+---+---+---+---+ 0 1 2 3 4 5 6 -6 -5 -4 -3 -2 -1 </syntaxhighlight> Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> a = "Python" print(a[0:3]) # Pyt print(a[3:-1]) # ho </syntaxhighlight> La chaîne intégrale s'obtient avec <code>a[0:]</code> ou <code>a[:]</code>. La chaîne sauf le dernier caractère s'obtient avec <code>a[:-1]</code> ; la chaîne du troisième au dernier caractère s'obtient avec <code>a[2:]</code>. Le dernier caractère s'obtient avec <code>a[-1:]</code> ou bien <code>a[len(a)]</code>. Cette méthode qui consiste à définir des interstices est appelée « découpage en tranches, tranchage », en anglais ''{{lang|en|slicing}}''. Concernant les caractères non-alphanumériques, on peut utiliser les codes hexadécimaux des caractères Unicode avec l'échappement <code>\u</code> : le caractère U+''xxxx'' s'obtient avec <code>"\u''xxxx''</code>". Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Bonjour \u263A") # Bonjour ☺ </syntaxhighlight> On peut aussi utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]) # α </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&amp;''xxx'';</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["''xxx'';"]</code>, donc en enlevant la perluète. == Listes et n-uplets == [[Fichier:Slicing index Python.svg|thumb|Découpage en tranche ''(slicing)'' : indexation des éléments à extraire d'une chaîne, d'une liste ou d'un n-uplet en Python.]] Une liste est une suite d'éléments numérotés. On peut mélanger des nombres et des chaînes de caractère. Pour déclarer une liste, il suffit d'écrire les éléments entre crochets et séparés des virgules. Pour extraire un élément ou un groupe d'éléments, on utilise également le tranchage. <syntaxhighlight lang="python"> a = ["a", "b", "c", 1, 2, 3] print(a[2:4]) # ['c', 1] </syntaxhighlight> On peut aussi remplacer une partie de la liste, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = ["a", "b", "c", 1, 2, 3] a[3] = "foo" print(a) # ['a', 'b', 'c', 'foo', 2, 3] </syntaxhighlight> Pour ajouter un élément, on peut utiliser la concaténation <syntaxhighlight lang="python"> a = a + 4 print(a) # ['a', 'b', 'c', 'foo', 2, 3, 4] </syntaxhighlight> ou bien la « méthode » <code>append()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a.append(4) </syntaxhighlight> Une méthode est une fonction attachée à un type d'objet ; ici, la fonction <code>append()</code> est attachée aux listes. Pour effacer l'élément ''i'', on utilise <syntaxhighlight lang="python"> del a[i-1] </syntaxhighlight> Si on veut obtenir la valeur de l'élément avant de le supprimer : <syntaxhighlight lang="python"> valeur = a.pop([i-1]) </syntaxhighlight> Et pour effacer le premier élément dont la valeur est ''x'' : <syntaxhighlight lang="python"> a.remove(x) </syntaxhighlight> Un n-uplet, en anglais ''{{lang|en|tuple}}'', est similaire à une liste mais on ne peut pas la modifier (ajouter ou changer un élément). L'avantage est qu'elle prend moins de place en mémoire. Elle est définie simplement en séparant les éléments par des virgules. Pour plus de clarté, on peut la mettre entre parenthèses. <syntaxhighlight lang="python"> b = "a", "b", "c", 1, 2, 3 # ou bien b = ("a", "b", "c", 1, 2, 3) </syntaxhighlight> Pour faire un n-uplet d'un seul élément, il faut mettre une virgule après l'élément. Pour des raisons de lisibilité, il est conseillé d'utiliser alors des parenthèses. <syntaxhighlight lang="python"> c = ("un seul élément",) </syntaxhighlight> Notez que la commande <code>print</code> s'applique à un n-uplet, la présence de parenthèses est donc optionnelle. <syntaxhighlight lang="python"> print "a =", 4 print("a =", 4) </syntaxhighlight> == Les booléens == Les deux valeurs booléennes sont <code>True</code> et <code>False</code>. Ce sont notamment les résultats des comparaisons avec <code>==</code> (égalité), <code>!=</code> (différence), <code>&lt;</code>, <code>&gt;</code>, <code>&lt;=</code> et <code>&gt;=</code>. On peut leur appliquer les opérateurs logiques <code>not</code>, <code>and</code> et <code>or</code>. <syntaxhighlight lang="python"> a = False b = 4 <= 5 print(a and b) # False </syntaxhighlight> L'opérateur <code>&</code> est équivalent à <code>and</code> ; le tube <code>|</code> est équivalent à <code>or</code>. Comme pour les opérations arithmétiques, on peut modifier une variable avec <code>&=</code> et <code>|=</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(True & False) # False print(True - False) # True a = True a &= False # équivalent à a = a & False print(a) # False </syntaxhighlight> == Les ensembles et les dictionnaires == Un ensemble est une liste mais dont l'ordre n'a pas d'importance. Pour cela, il suffit de mettre les éléments entre accolades <code>{…}</code>. On peut aussi utiliser l'instruction <code>set()</code>. <syntaxhighlight lang="python"> set([1, 2, 3]) # {1, 2, 3} </syntaxhighlight> Les opérations possibles sont : * <code>a in E</code> : teste si un élément ''a'' fait partie de l'ensemble E (booléen) ; * <code>E|F</code> : union des ensembles E et F ; * <code>E&F</code> : intersection des ensembles E et F ; * <code>E-F</code> : éléments de E qui ne sont pas dans F ; * <code>E^F</code> : éléments qui sont dans E ou dans F mais ''pas'' dans les deux. Un dictionnaire est un ensemble de paires « (mot-clef ; valeur) ». Il s'obtient aussi avec des accolades : <code>{ "mot-clefs1" : valeur1, "mot-clefs2" : valeurs2, …}</code>. On peut aussi utiliser la commande <code>dict()</code>. <syntaxhighlight lang="python"> dico = dict(a=1, b=2, c=3) # {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} print(dico["b"]) # 2 </syntaxhighlight> Notez que des accolades vides <code>{}</code> créent le dictionnaire vide. == Les espaces de noms == De nombreux modules additionnels sont développés pour le langage Python. Lorsque l'on charge un module, pour appeler les fonctions ou classe qu'il apporte, il faut rajouter le nom du module devant le nom de la fonction. Ainsi, si plusieurs modules définissent des fonctions de même nom, il n'y a pas d'ambiguïté. Par exemple, si l'on veut utiliser la fonction <code>mean()</code> apporté par le module <code>numpy</code>, il faut taper <code>numpy.mean()</code>. Le préfixe du nom de fonction ou de classe est appelé l'espace de nom. Il est possible d'abréger l'espace de nom. Ainsi, ci-dessus, nous avons abrégé <code>numpy</code> en <code>np</code> et ainsi, pour appeler la fonction, il suffit d'écrire <code>np.mean()</code> == Installation et mise à jour de modules == Il est possible que certains modules soient absents de votre installation. Pour les installer, on utilise la commande <code lang="python">pip</code> ''({{lang|en|Python installer program}})'', avec la syntaxe suivante : <syntaxhighlight lang="python"> pip install nomDuModule </syntaxhighlight> Si l'on veut mettre à jour un module avec un version plus récente, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> pip install --upgrade nomDuModule </syntaxhighlight> == Appelable ''({{lang|en|callable}})'' == Dans Python, un « appelable » ''({{lang|en|callable}})'' est un objet qui dispose d'une méthode <code>__cal__</code>. De manière moins jargonnante, c'est une fonction, un objet que l'on peut appeler avec une paire de parenthèses. Par exemple, l'instruciton <code>divmod()</code> est un appelable. == Notes et références == {{références}} ---- [[../|Python pour le calcul scientifique]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Premiers programmes|Premiers programmes]] {{DEFAULTSORT:Decouverte de Python et de Jupyter}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] ng70tj0g0ht3tfr9pda1mz30hakmqop 0 72883 767457 767456 2026-06-04T12:09:41Z Cdang 1202 /* Avec PyQt */ signal/slot 767457 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définitipon en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] 9nyenux6fd9acs6d7d9sek7x38349ed 767460 767457 2026-06-04T13:04:10Z Cdang 1202 /* Exporter un programme Python */ Reco 767460 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définitipon en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] hp2irn8gniu1fvog4c6fyb00k2ejvb5 767478 767460 2026-06-05T07:35:34Z Cdang 1202 /* Méthodes des chaînes */ find() : -1 si la sous-chaîne est absente 767478 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne, ou bien <code>-1</code> si la sous-chaîne est absente ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définitipon en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] kq9cnhdu1gt1ff82lxctedex33oeeww 767479 767478 2026-06-05T07:39:35Z Cdang 1202 /* Chaînes de caractères */ +ressource 767479 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/string.html | titre = <code>string</code> — Common string operations | site = Python Documentation | consulté le = 2026-06-05 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne, ou bien <code>-1</code> si la sous-chaîne est absente ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définitipon en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] 3vhpfvq23bz1vmfcg01yiyxcuskiumt 767491 767479 2026-06-05T10:58:46Z Cdang 1202 /* Exploiter le contenu d'un fichier texte */ \s+ 767491 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/string.html | titre = <code>string</code> — Common string operations | site = Python Documentation | consulté le = 2026-06-05 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne, ou bien <code>-1</code> si la sous-chaîne est absente ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définitipon en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Concernant les séparateurs particuliers : * si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> ; * si le séparateur est un nombre arbitraire d'espaces, on utilise <code lang="python">\s+</code>. Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] l7ka193da4um7fi35ewmwz0hgq1xtfl 767492 767491 2026-06-05T11:34:20Z Cdang 1202 /* Exploiter le contenu d'un fichier texte */ corr. 767492 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/string.html | titre = <code>string</code> — Common string operations | site = Python Documentation | consulté le = 2026-06-05 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne, ou bien <code>-1</code> si la sous-chaîne est absente ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définition en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Concernant les séparateurs particuliers : * si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> ; * si le séparateur est un nombre arbitraire d'espaces et/ou de tabulation, on ne définit aucun séparateur : <code lang="python">contenu = [item.split() for item in contenu]</code>. Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] b2tbhix6bn54u30abw32kg4fj6kq8bb 767493 767492 2026-06-05T11:49:40Z Cdang 1202 /* Utilisation de Pandas */ 767493 wikitext text/x-wiki Rappel : les programmes commencent par : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/python3 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt </syntaxhighlight> == Entrées et sorties == Pour permettre à l'utilisateur ou à l'utilisatrice d'entrer une valeur, nous utilisons la fonction <code lang="python">input()</code> comme évoqué précédemment (chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]''), avec la syntaxe <code lang="python">''variable'' = input(''texte'')</code>. Notez que la valeur renvoyée par <code lang="python">input()</code> est une chaîne de caractères. Si vous voulez autre chose, typiquement un nombre, il faut convertir cette chaîne. Par exemple, nous demandons ici d'entrer une longueur sous la forme d'une valeur numérique : <syntaxhighlight lang="python"> longueurDefaut = 10.0 texteDemandeLongueur = f"Veuillez entrer la longueur en millimètres (valeur par défaut {longueurDefaut} mm) : " longueur = input(texteDemandeLongueur) if longueur=="": longueur=longueurDefaut else: longueur=float(longueur) print(longueur) </syntaxhighlight> Pour afficher un texte, on utilise la fonction <code lang="python">print()</code>, également présentée dans le chapitre ''[[../Premiers programmes|Premiers programmes]]'', avec la syntaxe <code lang="python">print(''texte'')</code>. Le texte à afficher peut être de n'importe quel type (entier, réel en virgule flottante, booléen, chaîne de caractères…) mais si l'on veut « mélanger » les types, il faut tout convertir en chaînes de caractères, avec la fonction <code lang="python">str()</code>, et concaténer les chaînes avec <code lang="python">+</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print("La longueur vaut : "+str(longueur)+" mm.") </syntaxhighlight> Nous pouvons aussi utiliser une « chaîne “f” » ''({{lang|en|f-string}})'' : on met un le <code lang="python">f</code> devant le guillemet ouvrant et dans la chaîne, on met un champ sous la forme <code lang="python">{''nomDeVariable''}</code>. L'exemple ci-dessus devient alors : <syntaxhighlight lang="python"> print(f"La longueur vaut : {longueur} mm.") </syntaxhighlight> Les chaînes « f » sont détaillées dans la section ''[[#Chaînes de caractères|Chaînes de caractères]]'' ci-dessous. Si l'on veut introduire un retour à la ligne dans la chaîne, on utilise les caractères <code lang="python">\n</code> (contre-oblique suivie de la lettre N minuscule). Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print("Ceci est un texte\navec un retour à la ligne.") </syntaxhighlight> == Types de variables == === Généralités === Python définit « tout seul » le type de la variable : « <code>3</code> » sera un entier ''({{lang|en|integer}})'', « <code>3.0</code> » sera un réel à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', « <code>"3"</code> » sera une chaîne de caractères ''({{lang|en|string}})''. On peut connaître le type d'une variable avec la fonction <code>type()</code>. On peut tester certaines valeurs, avec le module <code>NumPy</code> : * <code>np.isnan(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont des NaN ''({{lang|en|not a number}})'' ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice de booléens, l'élément [''i'', ''j''] est <code>True</code> si <code>x[i, j]</code> est un NaN ; * <code>np.isinf(x)</code> indique si les valeurs de ''x'' sont ±∞ ; si ''x'' est une matrice, le résultat est une matrice booléenne de même dimension. On peut forcer un type : * <code>int(x)</code> : transforme la valeur ''x'' en nombre entier ; * <code>long(x)</code> : " en entier long (précision illimitée) ; * <code>float(x)</code> : " en nombre réel à virgule flottante ; * <code>str(x)</code> : " en chaîne de caractères ; * <code>complex(Re, Im)</code> : crée le nombre complexe ''Re'' + ''Im''·j, j désignant la racine carrée de –1 ; * <code>list()</code> : crée une liste ; * <code>tuple()</code> : crée un n-uplet. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> type(3) # <class 'int'> type(float(3)) # <class 'float'> complex(1, 1) == 1 + 1j # True list("blabla") # ['b', 'l', 'a', 'b', 'l', 'a'] </syntaxhighlight> Python distingue plusieurs genres de types : * Un itérable est un objet dont on peut extraire les éléments un par un ; ce sont les objets pour lesquels on peut écrire <code> for i in ''iterable'':</code>. Il s'agit essentiellement des listes, n-uplets, chaînes de caractères, ensembles, dictionnaires et fichiers. * Un modifiable ''({{lang|en|mutable}})'' est un objet que l'on peut modifier ; par exemple une liste est modifiable — on peut changer la valeur d'un élément, en ajouter ou en enlever un — mais les n-uplets non, pas plus qu'une chaîne de caractères ou un nombre. * Un identifiable (''{{lang|en|hashable}}'', le ''{{lang|en|hashage}}'' étant une signature caractéristique d'un objet) : objet possédant un identifiant unique. Un objet identifiable est toujours non-modifiable ''({{lang|en|unmutable}})''. === Types numériques === ==== Entiers ==== Nous pouvons définir les entiers au format octal ou hexadécimal : il faut débuter le nombre par respectivement <code>0o</code> (le chiffre zéro et la lettre o) et <code>0x</code> (le chiffre zéro et la lettre x). À l'inverse, la fonction <code>hex()</code> renvoie une chaîne correspondant à l'écriture d'un entier au format hexadécimal, et <code>oct()</code> renvoie la chaîne correspondant à l'éciture en octal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> print(0o10, ";", 0x10) # 8 ; 16 print(hex(20)) # 0x14 </syntaxhighlight> ==== Réels ==== Les réels disposent de fonctions spécifiques appelées « méthodes ». Une méthode est une fonction spécifique à un type d'objets. Étant conçue ''ad hoc'', elle est souvent plus économe en ressource et en temps qu'une fonction générique. Pour appliquer la méthode <code>meth()</code> à la variable <code>x</code>, on écrit : <code>x.meth()</code>. Nous avons déjà présenté la méthode <code>''float''.as_integer_ration()</code> qui donne la fraction réduite égale à la valeur du nombre. Les réels disposent de plusieurs autres méthodes : * <code>''float''.trunc()</code> : tronque le nombre réel ; * <code>''float''.floor()</code>, <code>''float''.ceil()</code> : renvoie l'entier le plus proche, respectivement inférieur ou supérieur ; * <code>''float''.hex()</code> : renvoie une chaîne de caractères correspondant à l'écriture du nombre en hexadécimal. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 20. print(a.hex()) # 0x1.4000000000000p+4 print(10..hex()) # 0x1.4000000000000p+3 </syntaxhighlight> Dans le deuxième exemple, nous appliquons la méthode <code>''float''.hex()</code> directement au nombre <code>10.</code> ; le point est obligatoire car sinon, c'est un entier, pour lequel la méthode n'est pas définie. Notez que la ''méthode'' <code>''float''.hex()</code> est différentes de la ''fonction'' <code>hex()</code> : la première concerne les réels, la seconde les entiers. ==== Complexes ==== Nous avons déjà mentionné la méthode <code>''complex''.conjugate()</code> qui donne le conjugué du nombre. Un nombre complexe dispose de deux attributs : * <code>''complex''.real</code> : sa partie réelle ; * <code> ''complex''.imag</code> : sa partie imaginaire. Par exemple : <syntaxhighlight lang = "python"> a = 5+2j print(a.conjugate(), ";", a.real, ";", a.imag) # (5-2j) ; 5.0 ; 2.0 </syntaxhighlight> === Chaînes de caractères === ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/inputoutput.html | titre = 7. Input and Output | site = Python Documentation | consulté le = 2019-04-06 }} : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/string.html | titre = <code>string</code> — Common string operations | site = Python Documentation | consulté le = 2026-06-05 }} ==== Généralités ==== Il existe en fait trois manières de définir une chaîne de caractères : * avec des guillemets simples ou doubles comme vu précédemment : <code>"…"</code> ou bien <code>'…'</code> ; * avec trois guillemets doubles : <code>"""…"""</code> : cela permet d'avoir une chaîne de caractères s'étendant sur plusieurs lignes, les retours de ligne étant pris en compte ; c'est utilisé en particulier pour la description des fonctions (''{{lang|en|docstrings}}'', voir ci-après) ; * avec des guillemets précédés d'un « r », <code>r"…"</code> ou <code>r'…'</code> : cela permet d'interpréter les barres de fraction inverses « \ » comme un caractère « normal » et non comme un caractère d'échappement (voir ci-après) ; cela est utile lorsque l'on utilise les possibilités LaTeX dans le tracé de graphiques (voir plus loin) ; * avec des guillemets précédés d'un « f », <code>f"…"</code> ou <code>f'…'</code> : cela permet d'utiliser des variables formatées (voir ci-après). Une chaîne de caractères n'est pas modifiable. Si l'on veut remplacer un caractère, l'insérer ou le supprimer, il faut transformer la chaîne en liste, avec la commande <code>list()</code>, puis rassembler la liste en la joignant ''({{lang|en|join}})'' à une chaîne vide : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "blabla" chaineList = list(chaine) chaineList[2] = "c" chaine = "".join(chaineList) print(chaine) # blcbla </syntaxhighlight> Dans une chaîne simple <code>"…"</code> ou <code>'…'</code>, on peut introduire un retour à la ligne avec <code>\n</code>. ==== Substitution de variables ==== Lorsque l'on veut utiliser des variables, on fait précéder les guillemets d'un « f » et l'on écrit les noms de vrariables entre accolades. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> monde = "world" chaine = f"Hello {monde}!" print(chaine) # Hello world! </syntaxhighlight> On peut indiquer la taille de la chaîne générée à partir de la variable sous la forme <code>{nomVariable:taille}</code>, la taille étant un entier. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chiffre1 = 1 nom1 = "un" chiffre2 = 2 nom2 = "deux" chaine = f"{nom1:5} : {chiffre1:5d}\n{nom2:5} : {chiffre2:5d}" print(chaine) # un : 1 # deux : 2 </syntaxhighlight> Vous remarquez que l'on ajoute un « d » pour les entiers décimaux, et que les nombres sont alignés à droite. Si le nombre est un nombre réal à virgule flottante ''({{lang|en|float}})'', on peut indiquer le nombre de décimales sous la forme <code>.''n''f</code> : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = f"{np.pi:.5f}" print(chaine) # 3.15169 </syntaxhighlight> Avec la syntaxe <code>''m''.''n''f</code>, on indique également que la totalité du nombre doit occuper ''m'' caractères. Pour convertir un nombre en caractère Unicode correspondant, on utilise la lettre c : <syntaxhighlight lang="python"> nompi = 0x03c0 # Caractère Unicode π : U+03C0 chaine = f"{nompi:c} = {np.pi:.5f}" print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> La classe ''str'' dispose également de la méthode <code>.format()</code>. On indique un n-uplet de chaînes (ou de nombres) à la méthode et l'on met des accolades dans la chaîne principale ; les accolades sont remplacées dans l'ordre des chaînes de la méthode. On peut changer l'ordre en indiquant quelle valeur utiliser dans quelle accolade. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chaine1 = "On compte {} puis {}".format(1, 2) chaine2 = "On compte {0} puis {1}. Mais à rebours, on compte {1} puis {0}.".format("un", "deux") print(chaine1, "\n", chaine2) # On compte 1 puis 2 # On compte un puis deux. Mais à rebours, on compte deux puis un. </syntaxhighlight> L'utilisation du caractère pourcent « % » permet d'utiliser la mise en forme <code>sprintf()</code> du langage C : <syntaxhighlight lang="python"> chaine = "π = %.5f" % np.pi print(chaine) # π = 3.14159 </syntaxhighlight> ; Exemple <nowiki>:</nowikI> barre de progression : Voici une fonction affichant une barre de progression, pour la ''i''-ème étape d'un processus ayant ''n'' étapes (pour la notion de fonction, voir la section ci-après ''[[#Fonction|Fonction]]''). : NB : nous avons utilisé les codes Unicode pour l'exemple, mais on peut évidemment copier le caractère, par exemple depuis une table Unicode ou une page Web<ref>Pour le point médian : ''{{W|Table des caractères Unicode/U0080}}'' ou ''{{W|Point médian}}''. Pour le pavé : ''{{W|Table des caractères Unicode/U2580}}''.</ref>, et le coller dans le code, comme nous l'avons fait dans le commentaire. <syntaxhighlight lang="Python"> def barre_progression(i, n, largeur=40): """ Affiche une barre de progression Entrées : — i : étape en cours, entier ; — n : nombre d'étapes à réaliser, entier ; — largeur : nombre de caractères total de la barre, entier. Sortie : affichage de la barre de progression. """ taux = i/n fait = int(largeur * taux) barre = f"{0x2588:c}" * fait + f"{0x00b7:c}" * (largeur - fait) # U+2588 : pavé "█" ; U+00B7 : point médian "·" print(f"Progression | {barre} | {100*taux:3.1f} %") barre_progression(25, 100) # Progression | ██████████······························ | 25.0 % </syntaxhighlight> ==== Méthodes des chaînes ==== Le type ''str'' dispose d'un certain nombre de méthodes. Nous avons déjà vu les méthodes <code>''str''.join()</code> et <code>''str''.format()</code>, en voici quelques autres : * <code>''str''.capitalize()</code> : met le premier caractère en capitale (majuscule) et les autres en minuscule ; * <code>''str''.lower()</code> : met tout en minuscules ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.upper()</code> : met tout en capitales ''({{lang|en|lowercase}})'' ; * <code>''str''.center(''n'')</code> : met la chaîne au centre d'une chaîne de longueur ''n'', en complétant avec des espaces ; on peut compléter avec d'autres caractères avec <code>''str''.center(''n'', ''c'')</code>, par exemple <code>"a".center(7, ".")</code> donne <code>"....a...."</code> ; * <code>''str''.ljust(''n'', ''c'')</code> et <code>''str''.rjust(''n'', ''c'')</code> : comme <code>.center()</code> mais la chaîne est respectivement alignée au fer à gauche ''({{lang|en|left}})'' et à droite ''({{lang|en|right}})'' ; * <code>''str''.isdigit()</code> : booléen vrai si tous les caractères sont des nombres ; * <code>''str''.find(''sous-chaine'')</code>, <code>''str''.rfind(''sous-chaine'')</code> : indique respectivement le premier emplacement et le dernier emplacement de la sous-chaîne dans la chaîne, ou bien <code>-1</code> si la sous-chaîne est absente ; * <code>''str''.partition(''séparateur'')</code> : retourne un triplet avec la portion de chaîne avant le séparateur, le séparateur puis la portion de chaîne après le séparateur ; * <code>''str''.replace(''ancien'', ''nouveau'')</code> : remplace la chaîne ''ancien'' par la chaîne ''nouveau'' dans la chaîne ; * <code>''str''.split(''séparateur'')</code> : découpe la chaîne au niveau des séparateurs et renvoie une liste. ==== Autres fonctions ==== La fonction <code>chr()</code> transforme un code Unicode en caractère. Par exemple, <code>chr(97)</code> donne <code>"a"</code> et <code>chr(0x03c0)</code> donne <code>"π"</code>. Si on veut créer une liste de caractères qui se suivent, on peut par exemple utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> [chr(x) for x in range(97, 102)] # ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] </syntaxhighlight> Si on veut créer une liste de nombres sous la forme de chaînes de caractères, on peut utiliser la commande <code>str()</code> vue ci-dessus. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> [str(x) for x in range(1, 6)] # ['1', '2', '3', '4', '5'] </syntaxhighlight> Pour la syntaxe, voir ci-dessous la section [[#Définition en compréhension|''Définition en compréhension'']]. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = chr(0x2588) * fait + chr(0x00b7) * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; U+00B7 : point médian </syntaxhighlight> Rappel : le module <code>html</code> permet d'utiliser les entités HTML : <syntaxhighlight lang="python"> import html … print(html.entities.html5["alpha;"]+html.entities.html5["middot;"]) # α· </syntaxhighlight> L'entité HTML <code>&xxx;</code> s'obtient par <code>html.entities.html5["xxx;"]</code>, donc en enlevant la perluète ; mais cela ne fonctionne pas avec les codes Unicode. Pour cela, on peut utiliser la commande <code>html.unescape()</code>. Ainsi, dans l'exemple de la barre de progression ci-dessus, on peut utiliser la solution suivante pour constituer la barre : <syntaxhighlight lang="python"> barre = html.unescape("&#x2588;") * fait + html.entities.html5["middot;"] * (largeur - fait) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> ou bien <syntaxhighlight lang="python"> barre = barre = html.unescape("&#x2588;" * fait + "&middot;" * (largeur - fait)) # U+2588 : bloc ; middot : point médian </syntaxhighlight> La commande <code>html.unescape()</code> interprète donc une chaîne complète, par exemple <syntaxhighlight lang="python"> print(html.unescape("L'esperluette est le caractère &laquo;&nbsp;&amp;&nbsp;&raquo;.")) # L'esperluette est le caractère « & ». </syntaxhighlight> == Manipulation de listes == Les listes sont une structure de données fondamentale en Python. ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html | langue = en | titre = 5. Data structures | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-16 }} === Copie d'une liste === Contrairement à d'autres types, lorsque vos écrivez <code>b = a</code> avec des listes, vous ne créez pas une copie de la variable <code>a</code>, vous créez un ''alias'' : l'objet <code>b</code> est un autre nom de l'objet <code>a</code>. En particulier, si vous modifiez <code>b</code>, vous modifiez en fait <code>a</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a b[2] = 5 print(a, b) # [1, 2, 5, 4] [1, 2, 5, 4] </syntaxhighlight> Si l'on veut créer une copie de <code>a</code>, il faut utiliser <code>a[:]</code> ou bien <code>a.copy()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> a = [1, 2, 3, 4] b = a[:] c = a.copy() b[2] = 5 c[2] = 6 print(a, b, c) # [1, 2, 3, 4] [1, 2, 5, 4] [1, 2, 6, 4] </syntaxhighlight> === Méthodes de listes === Pour modifier une liste, vous disposez des méthodes suivantes : * <code>a.append(x)</code> : ajoute l'élément <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.extend(x)</code> : ajoute la liste <code>x</code> à la fin de la liste <code>a</code> ; * <code>a.append(i, x)</code> : aoute l'élément <code>x</code> ''avant'' l'interstice ''i'' de la liste <code>a</code> ; * <code> x = a.pop(i)</code> : enlève l'élément ''i'' de la liste <code>a</code> et le met dans la variable <code>x</code> ; <code> x = a.pop()</code> enlève le dernier élément de la liste ; * <code>a.clear()</code> : vide la liste <code>a</code> ; * <code>a.sort()</code> : trie la liste par ordre croissant ; * <code>a.sort(reverse = True)</code> : trie par ordre décroissant ; * <code>a.reverse()</code> : inverse l'ordre de <code>a</code>. Pour supprimer l'élément à l'indice ''i'', au lieu d'utiliser <code>a.pop(i)</code>, on peut aussi utiliser <syntaxhighlight lang="python"> del(a[i]) </syntaxhighlight> Pour trier une liste, on peut aussi utiliser la fonction <code>sorted()</code>, ce qui permet par exemple de conserver la liste originale, non triée : <code>b = sorted(a)</code>. La fonction <code>sorted()</code> fonctionne avec tous les objets « itérables » comme par exemple une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a = "ahjbfk" print(sorted(a)) # ['a', 'b', 'f', 'h', 'j', 'k'] </syntaxhighlight> Pour mettre en évidence la performance de la méthode <code>''list''.sort()</code> par rapport à la fonction générique <code>sorted()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import time a = np.random.rand(int(1e7)) t1 = time.perf_counter() b = sorted(a) # Fonction générique t2 = time.perf_counter() a.sort() # Méthode spécifique t3 = time.perf_counter() print("Sorted :", t2-t1, " s ; .sort :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # Sorted : 14.2... s ; .sort : 1.1... s ; rapport : 12.6... </syntaxhighlight> Par rapport à une valeur donnée : * <code>a.remove(x)</code> : retire la première occurrence de la valeur <code>x</code> de la liste <code>a</code> ; * <code>a.index(x)</code> : indique l'indice où se trouve la première occurrence de la valeur <code>x</code> ; * <code>a.count(x)</code> : indique le nombre de fois que l'on trouve la valeur <code>x</code> dans la liste <code>a</code>. === Définition en compréhension === La [[w:fr:Liste en compréhension|définition en compréhension]] ''({{lang|en|list comprehension}})'' est une méthode permettant de construire des listes en indiquant simplement des axiomes, des consignes de filtrage. Cette méthode est élégante car proche de la notation mathématique et compacte, mais c'est une méthode itérative donc lente par rapport à une méthode vectorisée fournie par le module NumPy. Par exemple, pour créer la liste des carrés des nombres entiers entre 0 et 9, il suffit d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> carre = [x**2 for x in range(10)] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x^2 | x \in [0 ; 9] \}</math>. Si l'on veut la liste des nombres strictement inférieurs à 20 dont le carré est supérieur à 10, on peut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> X = [x for x in range(20) if x**2 > 10] </syntaxhighlight> ce qui se rapproche de la notation d'ensemble <math>\{x | x \in [0 ; 19], x^2 > 10 \}</math>. Pour mettre en évidence la performance du calcul vectorisé par rapport à la méthode itérative : <syntaxhighlight lang="python"> import time import numpy as np n = int(1e7) # taille de la liste t1 = time.perf_counter() carre = [x**2 for x in range(n)] # Définition en compréhension t2 = time.perf_counter() carre2 = np.arange(n)**2 # Calcul vectorisé t3 = time.perf_counter() print("En compréhension : ", t2-t1, "s ; vectorisé :", t3-t2, "s ; rapport :", (t2-t1)/(t3-t2)) # En compréhension : 4.515... s ; vectorisé : 0.156... s ; rapport : 28.982... </syntaxhighlight> == Structure d'un programme == Un programme est simplement une suite d'instructions. Dans les environnements Unix BSD, un programme Python peut être considéré comme un script c'est-à-dire qu'il suffit de taper son nom dans l'invite de commande ''({{lang|en|shell}})'' sans avoir à invoquer <code>python</code>. Le programme doit alors commencer par un en-tête normalisé surnommé ''{{lang|en|[[wikt:shebang|shebang]]}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 </syntaxhighlight> Ce ''{{lang|en|shebang}}'' est inutile avec Jupyter. L'en-tête peut également contenir la description de l'encodage du fichier texte, typiquement : <syntaxhighlight lang="python"> # coding: utf-8 </syntaxhighlight> Le codage UTF-8 est le codage par défaut pour Python 3, il est donc inutile de l'indiquer. Les commentaires sont introduits par le croisillon <code>#</code>. On peut grouper une suite d'instructions dans un bloc. Un bloc d'instructions commence par deux-points « <code>:</code> » et est identé, c'est-à-dire qu'il a une marge constituée de quatre espaces — on peut aussi utiliser une tabulation mais il ne faut pas mélanger les deux méthodes ; les tabulations sont déconseillées, il vaut mieux utiliser quatre espaces<ref>{{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#tabs-or-spaces | titre = Tabs or Spaces? | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }}</ref>. Pour terminer le bloc, il suffit simplement de revenir en début de ligne ; contrairement à d'autres langages, il n'y a pas de commende de fin ''({{lang|en|end}})'', c'est l'indentation qui définit le bloc. : # début du bloc ''instruction 1'' ''instruction 2'' … ''dernière instruction du bloc'' ''instruction hors bloc'' Par exemple, une exécution conditionnelle <code>if</code> ou une boucle <code>for</code> exécute un bloc d'instruction. Si l'on a besoin d'un bloc d'instruction qui « ne fait rien », on utilise l'instruction <code>pass</code>. == Structures de contrôle == '''Boucle itérative''' La boucle itérative s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> for <variable> in <itérable>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Si l'on veut que la variable prenne ''n'' valeurs de 0 à ''n'' – 1, on utilise l'instruction <code>range()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> for i in range(5): print(i) print("Fin de la boucle") </syntaxhighlight> <code>[▶]</code> 0 1 2 3 4 Fin de la boucle En fait, la commande <code>range()</code> extrait des valeurs de l'ensemble des nombres entiers ; on peut ainsi utiliser le découpage en tranches, par exemple <code>range(2, 5)</code>pour avoir la « liste » <code>[2, 3, 4]</code>. Notez que <code>range()</code> ne crée pas à proprement parler une liste, cela crée un objet de type ''« {{lang|en|range}} »'' (plage, intervalle) ; pour avoir une liste, il faut écrire <code>list(range(n))</code>. Dans une boucle, la commande <code>continue()</code> saute la fin du bloc d'instruction et passe à la valeur suivante de la boucle. La commande <code>break()</code> interrompt la boucle et passe à la suite. '''Exécution conditionnelle''' L'exécution conditionnelle s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> On peut utiliser les commandes <code>elif</code> ''(else if'') et <code>else</code> : <syntaxhighlight lang="python"> if <booléen>: <bloc d’instructions> elif <booléen>: <bloc d’instructions> else: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Notez que le test d'une condition est gourmand en ressources. S'il s'agit de savoir si l'on effectue une opération mathématique simple ou pas, on peut remplacer le test par une multiplication par un booléen (<code>True</code> vaut 1, <code>False</code> vaut 0). Par exemple, plutôt que d'écrire <syntaxhighlight lang="python"> if a > 0: b = b - c </syntaxhighlight> mieux vaut écrire : <syntaxhighlight lang="python"> b = b - (a > 0)*c </syntaxhighlight> '''Boucle antéconditionnée''' La boucle antéconditionnée s'écrit : <syntaxhighlight lang="python"> while <booléen>: <bloc d’instructions> </syntaxhighlight> Cette boucle peut contenir des instructions <code>continue()</code> et <code>break()</code>. == Fonction == La déclaration d'une fonction utilise la commande <code>def</code>. La fonction est un bloc d'instructions. Si elle doit renvoyer des valeurs, on utilise la commande <code>return</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n): """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo a = nombres(3) print(a) </syntaxhighlight> La fonction commence par une chaîne de caractères qui la décrit. Cette chaîne peut être récupérée automatiquement par certains logiciels pour faire une documentation automatique. Si la description prend plusieurs lignes, elle commence et finit par trois double-guillemets <code>"""…"""</code> ; en fait, par convention, même si cela n'est pas obligatoire, les descriptions sont toutes encadrées de trois double-guillemets. Cette description est appelée ''{{lang|en|docstring (documentation string)}}''. Pour récupérer les ''{{lang|en|docstrings}}'' : <syntaxhighlight lang="python"> def foo(): """Cette fonction ne fait rien""" pass print(foo.__doc__) # Cette fonction ne fait rien </syntaxhighlight> L'instruction <code>input()</code> permet à l'utilisateur de saisir une valeur. La valeur est retournée sous la forme d'une chaîne de caractères qui est ensuite convertie en nombre réel avec l'instruction <code>float()</code>. On peut définir une valeur par défaut en l'indiquant dans l'en-tête de la définition de la fonction, de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> def nombres(n=1): # valeur par défaut : 1 """But : Entrer plusieurs nombres Entrée : n, entier : quantité de nombre à saisir. Sortie : foo : liste de n réels. """ # description de la fonction foo = [] # initialisation for i in range(n): foo = foo+[float(input("Entrez un nombre"))] return foo </syntaxhighlight> Si le paramètre à initialiser est de type modifiable ''({{lang|en|mutable}})'', comme par exemple une liste, il faut procéder comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> def fooFonction(fooListe=None): # valeur par défaut : n'existe pas """Description""" if fooListe = None: fooListe = [] # initialisation <suite des instructions> </syntaxhighlight> Par défaut, les variables sont locales. On peut rendre une variable globale avec l'instruction <code>global</code> ''à l'intérieur de la fonction'', avant l'utilisation de la variable. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a = 1 b = 1 def toto(): """Test de variable globale. Entrée : aucune. Sortie : aucune.""" global a a = 2 b = 2 toto() print("a =", a, "; b =", b) # a = 2 ; b = 1 </syntaxhighlight> Pour être plus précis : si une variable n'est pas assignée dans une fonction, alors Python va chercher une variable du même nom à l'extérieur de la fonction. Mais à partir du moment où la variable est assignée dans la fonction, elle devient locale ''sauf'' si l'on a utilisé l'instruction <code>global</code>. Si l'on s'attend à un nombre indéfini d'arguments, on utilise la notion d'empaquetage/dépaquetage ''({{lang|en|packing/unpacking}})''<ref>{{lien web | url = https://deusyss.developpez.com/tutoriels/Python/args_kwargs/ | titre = Introduction à *args et **kwargs | consulté le = 2019-03-09 | site = Developpez.com }}.</ref>. L'empaquetage consiste à mettre les arguments dans un n-uplet, le dépaquetage consiste à développer un n-uplet en plusieurs variables. Cela se fait en mettant un astérisque ''({{lang|en|splat}})'' « <code>*</code> » devant le nom de la variable. Par convention, on utilise le nom de variable <code>*args</code> mais cela n'est pas obligatoire. <syntaxhighlight lang="python"> def concatenation(*args): """Concatène des chaînes de caractères Entrée : *args, n-uplet de chaînes de caractères. Sortie : resultat, chaîne de caractères.""" resultat = "" for i in args: resultat = resultat + i return resultat concatenation("a", "foo", "toto") # 'afoototo' </syntaxhighlight> À l'inverse, si une fonction doit recevoir plusieurs paramètres, on peut à la place lui transmettre une liste à dépaqueter : <syntaxhighlight lang="python"> def addition(a, b): """Ajoute deux nombres Entrées : — a : réel ; — b : réel. Sortie : a+b, réel""" return a+b arg = (1, 2) addition(*arg) # 3 </syntaxhighlight> On peut aussi empaqueter/dépaqueter un dictionnaire, on utilise pour cela deux astérisques « <code>**</code> ». Par convention, on utilise le nom <code>**kwargs</code> sans que cela soit obligatoire. L'instruction <code>lambda</code> permet de créer de petites fonctions ne contenant pas de boucle ni de branchement conditionnel. Cependant, si la déclaration est courte et compacte, le code n'est pas toujours facilement lisible ; l'utilisation de cette instruction n'est pas recommandée. Par exemple l'expression <syntaxhighlight lang="python"> f = lambda x: 2*x </syntaxhighlight> est la même chose que <syntaxhighlight lang="python"> def f(x): """Calcule le double. Entrée : x, réel. Sortie : 2*x, réel.""" return 2*x </syntaxhighlight> {{note|L'instruction <code>eval()</code> exécute une chaîne de caractères, c'est-à-dire traite une chaîne de caractères comme si c'étaient des instructions données à Python. Cette instruction est à éviter pour deux raisons : # Un utilisateur malveillant pourrait entrer du code malveillant dans la chaîne de caractères. # L'exécution est lente puisque Python doit compiler la chaîne à la volée. Cette instruction peut en général être remplacée par une autre instruction. }} == Gestion des erreurs == Dans un bloc d'instructions, on peut utiliser la structure <code>try:… except:</code>. Le bloc après <code>try</code> est exécuté ; si une erreur se déclare dans ce bloc, alors le bloc <code>except</code> s'exécute. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> try: 1/0 # Génère une erreur except: print("Division par zéro") # Cette instruction est donc exécutée </syntaxhighlight> On peut compléter avec <code>else:</code> et <code>finally:</code> : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except: <s’exécute en cas d’erreur> else: <s’exécute s’il n’y a pas d’erreur> finally: <s’exécute dans tous les cas> </syntaxhighlight> On peut séparer les différents types d'erreur : <syntaxhighlight lang="python"> try: <code à exécuter> except ValueError: print("Valeur erronée") except TypeError: print("Type erroné") </syntaxhighlight> Les types d'erreur les plus courants sont : * <code>NameError</code> : le nom de variable n'existe pas ; * <code>TypeError</code> : la valeur n'est pas du bon type ; * <code>ValueError</code> : la valeur n'est pas compatible avec ce qui est attendu ; * <code>RuntimeError</code> : type d'erreur général. On peut aussi créer ses propres erreurs : si une situation erronée survient, on peut « lever » une exception avec <code>raise</code>. Par exemple <syntaxhighlight lang="python"> if a < 0: raise ValueError("La valeur doit être positive") </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/errors.html | titre = Errors and exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} * {{lien web | url = https://docs.python.org/3/library/exceptions.html | titre = Built-in Exceptions | lang = en | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-12 }} == Exercices == === Calcul du PGCD et du PPCM par l'algorithme d'Euclide === {{loupe|w:Algorithme d'Euclide}} Écrire un programme Python qui demande deux nombres entiers et affiche leurs PGCD et PPCM. Le programme utilisera l'algorithme d'Euclide. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """Programme : euclide.py Auteur : User:cdang date : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : calcule le PGCD et le PPCM de deux nombres entiers. Entrée ------ au clavier, saisie de deux nombres entiers. Sorties ------- à l'écran, affichage du PGCD et du PPCM. """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def euclide(): """Calcule le PGCD et le PPCM avec l'algorithme d'Elclide Entrée ------ Aucune, la saisie des paramètres fait partie de la fonction Sortie ------ affichage du PGCD et du PPCM """ print("***** Algorithme d'Euclide *****\n") a0 = int(input("Premier nombre entier : a = ")) b0 = int(input("Second nombre entier : b = ")) a = a0 b = b0 r = a%b # initialisation while (r != 0) : # algorithme d'Euclide a = b b = r r = a%b # affichage des résultats print("PGCD(", a0, ", ", b0, ") = ", b) print("PPCM(", a0, ", ", b0, ") = ", a0*b0//b) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* euclide() </syntaxhighlight> On peut simplifier la boucle centrale : <syntaxhighlight lang="python"> while b: # s'exécute tant que b n'est pas 0 a, b = b, a % b # affectation de liste à liste return a </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} Notez que le module NumPy propose l'instruction <code>gcd()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy … print(numpy.gcd(a, b)) </syntaxhighlight> === Tours de Hanoï === {{loupe|w:Tours de Hanoï}} Écrire un programme Python qui demande le nombre ''n'' de plateaux et affiche les manipulations nécessaires pour déplacer la pile d'un emplacement à un autre. Le programme utilisera l'algorithme récursif. {{boîte déroulante début|solution}} <syntaxhighlight lang="python"> """nom : hanoi.py auteur : User:cdang date de création : 2019-02-19 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : aucun ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : résout le problème des tours de Hanoï Entrées ------- trois chaînes de caractères (nom des piliers) Sorties ------- une chaîne de caractères (liste des opérations) """ # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def hanoi(a, b, c, n): """Résout le problème des tours de Hanoï de manière récursive But : déplace la pile de n disques du piler a au pilier b Entrées ------- a, b c : chaînes de 1 caractère, référence des emplacements ; n : entier, nombre de disques sur l'emplacement a Sorties ------- operations : chaînes de caractères décrivant les opérations """" if n>1: operations = hanoi(a, c, b, n-1) operations = operations+a+"→"+b+" ; " operations = operations+hanoi(c, b, a, n-1) else: operations = a+"→"+b+" ; " return operations # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* resultat = hanoi("1", "2", "3", 3) print(resultat) </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Lancer de rayons === [[Fichier:Lentille hemispherique perspective.svg|vignette|Lentille hémisphérique.]] Considérons une lentille hémisphérique de rayon R faite d’un verre d’indice de réfraction ''n''. Nous plaçons une source ponctuelle à une distance ''d'' du dioptre plan, sur l’axe optique. Tracer des rayons partant de la source et traversant la lentille. {{clear}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse d’optique géométrique}} [[Fichier:Lentille hemispherique analyse geometrique.svg|vignette|Analyse géométrique du problème.]] Il s’agit d’un problème ayant une symétrie de révolution par rapport à l’axe optique. Nous pouvons nous réduire à un problème plan en nous plaçant dans un plan contenant l’axe optique ; l’axe optique est encore un axe de symétrie orthogonale, nous pouvons donc nous contenter d'étudier un demi-plan. Pour simplifier, nous plaçons le centre du dioptre sphérique à l’origine O du repère. L’axe optique est l’axe ''x'' et l'axe perpendiculaire, vertical sur la figure, c’est l’axe ''y''. Les coordonnées de la source sont donc (-''d'' ; 0). Le rayon issu de la source et faisant un angle θ avec l’axe ''x'' frappe le dioptre plan à l’altitude ''h''. Nous avons : : ''h'' = ''d'' ⋅ tan θ. L’angle d’incidence vaut θ. D’après la loi de Snell-Descartes, l'angle de réfraction θ₂ vaut : : θ₂ = arcsin((sin θ) / ''n''). Le rayon réfracté passe par le points de coordonnées (0, ''h''). L’équation de la droite est donc : : ''y'' = a ⋅ ''x'' + ''h'' avec : ''a'' = tan θ₂. L’équation du cercle de centre O et de rayon R est : : ''x''² + ''y''² = R². Les coordonnées (''x''_M, ''y''_M) de l’intersection M du rayon avec le dioptre sphérique vérifient les deux équations. Par substitution, nous obtenons une équation du second degré en ''x'' que nous savons résoudre : : ''x''_M² + (''a'' ⋅ ''x''_M + ''h'')² = R² : ⇔ (1 + ''a''²) ⋅ ''x''_M² + 2 ⋅ ''a'' ⋅ ''h'' ⋅ ''x''_M + ''h''² – R² = 0. D’après les propriétés du cercle, le rayon est perpendiculaire à la tangente. Le rayon [OM] est donc normal au dioptre en M. Nous pouvons déterminer l’angle d’incidence θ_i par le produit scalaire : : <math>\begin{pmatrix} 1 \\ a \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_\mathrm{M} \\ y_\mathrm{M} \end{pmatrix} = \sqrt{1^2 + a^2} \cdot \mathrm{R} \cdot \cos(\theta_\mathrm{i})</math> ce qui nous permet de calculer cet angle : : <math>\theta_\mathrm{i} = \operatorname{arcos} \left ( \frac{x_\mathrm{M} + a \cdot y_\mathrm{M}}{\mathrm{R} \cdot \sqrt{1^2 + a^2} } \right )</math> Comme nous passons vers un milieu d’indice plus faible, il y a un risque de réflexion totale. L’angle limite est : : θ_max = arcsin(1/''n''). Si l’on a θ_i &gt; θ_max, le rayon repart vers l’intérieur. Nous ne traçons pas le rayon car cela nous emmènerait trop loin dans l’analyse. En revanche, si θ_i ≤ θ_max, alors nous pouvons appliquer la loi de Snell-Descartes pour avoir l’angle de réfraction θ_e : : θ_e = arcsin(''n'' ⋅ sin θ_i). Pour tracer le rayon sortant, il nous faut l’angle θ₃ par rapport à l’horizontale. L’angle du rayon [OM] par rapport à l’horizontal vaut arctan(''y''_M / ''x''_M), nous avons donc : θ₃ = arctan(''y''_M / ''x''_M) + θ_e. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Analyse algorithmique}} '''Structure des données''' Le problème est décrit par trois paramètres : # Le rayon <code>R1</code> de la lentille, en milliètres (réel en virgule flottante). # L’indice du verre, <code>n</code> sans dimension (réel en virgule flottante). L’indice de l’air vaut 1. # La distance de la source au dioptre d’entrée plan, <code>d</code> en millimètres (réel en virgule flottante). Un rayon est caractérisé par quatre paramètres : # L’angle d’émission <code>theta1</code> en radians (réel en virgule flottante). # L’angle de réfraction dans la lentille <code>theta2</code> en radians (réel en virgule flottante). # Les cordonnées <code>M</code> en millimètre (vecteur de dimension 2 <code>([x, y])</code> de réels en virgule flottante) du point d’intersection du rayon avec le dioptre sphérique. # L’angle de réfraction dans l’air après la lentille <code>theta3</code> en radians (réel en virgule flottante). Pour le calcul et le tracé, nous avons besoin des paramètres intermédiaires suivants : * l’altitude ''y'' = <code>h</code> en millimètres (réel en virgule flottante) à laquelle le rayon frappe le dioptre plan d’entrée ; * l’angle d’incidence du rayon avec le dioptre sphérique <code>thetaint</code> en radians (réel en virgule flottante). Les angles sont stockés en radians car c’est l’unité naturelle pour le calcul mais nous affichons les valeurs en degrés. Comme le calcul de conversion est récurrent, nous conservons les facteurs <code>degversrad</code> (conversion des degrés vers les radians, facteur valant π/180, réel en virgule flottante) et <code>radversdeg</code> (conversion des radians vers les degrés, facteur valant 180/π, réel en virgule flottante). '''Fonctions''' Nous avons besoin d’une fonction qui calcule les trois paramètres du rayon <code>(theta2, M, theta3)</code> à partir de l’angle d’émission <code>theta1</code>. Nous appelons cette fonction <code>lanceRayon()</code>. Cette fonction fait appelle à une fonction qui calcule l’angle du rayon réfracté à partir de l’angle du rayon incident <code>theta1</code>, les deux angles étant par rapport à la normale au dioptre au point considéré. Nous appelons cette fonction <code>refrac()</code>. La recherche de l’intersection <code>M</code> du rayon avec le dioptre sphérique nécessite de résoudre une équation du second degré. Nous utilisons pour cela la recherche des racines du polynôme en <code>x</code> avec la fonction <code lang="python">numpy.polynomial.polynomial.polyroots()</code>. D’après la configuration du problème géométrique, si l’on s’assure que le rayon frappe bien la lentille (0 ≤ <code>h</code> ≤ <code>R1</code>) alors nous sommes sûrs que le problème a deux solutions réelles (une positive et une négative) ou, dans le cas dégénéré où <code>h == R1</code>, une valeur unique <code>x == 0</code>. Comme nous recherchons la valeur positive, nous sélectionons la plus grande des deux racines. Pour la gestion de la réflexion interne : dans la fonction <code>refrac()</code>, nous vérifions les conditions de réflexion totale et si elles sont remplies, alors nous générons une erreur (commandes <code lang="python">try… except</code> et <code lang="python">raise ValueError</code>). Cette erreur est propagée à la fonction <code>lanceRayon()</code> : <code>lanceRayon()</code> appelle la fonction <code>refrac()</code> et si cette fonction renvoie une erreur, alors <code>lanceRayon()</code> renvoie également une erreur. Pour trouver l’angle d’émission <code>thetaLimite</code> provoquant la réflexion totale (en radians, réel en virgule flottante), nous effectuons une recherche par dichotomie : * nous partons de l’angle maximum possible, lorsque le rayon frappe le sommet de la lentille, et nous appelons la fonction <code>lanceRayon()</code> ; si cela ne génère pas d’erreur, alors nous pouvons aller jusqu’à cette valeur, la recherche est terminée ; si cela génère une erreur, alors nous divisons la valeur par deux ; * à une étape de la recherche donnée, si <code>lanceRayon()</code> ne génère pas d’erreur avec l’angle testé, alors nous savons que l’angle limite est supérieur à cette valeur ; cette valeur minore donc la valeur recherchée ; si au contraire <code>lanceRayon()</code> génère une erreur, alors c’est que l’angle est trop important, cette valeur majore donc la valeur recherchée ; nous pouvons ainsi resserer l’intervalle de recherche ; * nous nous arrêtons lorsque les valeurs haute et basse sont suffisamment proche. Concrètement : # Nous définissons une variable <code>angleHaut</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus bas connu provoquant la réflexion totale. # Nous définissons une variable <code>angleBas</code> angle en radians, réel en virgule flottante) qui est l’angle d’émission le plus haut connu ne provoquant pas de réflexion totale. Sa valeur initiale est 0. L’angle limite recherché est donc entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. # Nous définissons l’angle <code>angleTest</code> comme étant la moyenne entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code>. Si <code>lanceRayon(angleTest)</code> génère une erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleHaut</code> (puisque c’est une valeur provoquant la réflexion totale et qu’elle est plus basse que la valeur actuelle d’<code>angleHaut</code>). À l’inverse, si <code>lanceRayon(angleTest)</code> ne génère pas d’erreur, alors <code>angleTest</code> est la nouvelle valeur d’<code>angleBas</code> (puisque c’est une valeur ne provoquant pas la réflexion totale et qu’elle est plus haute que la valeur actuelle d’<code>angleBas</code>). # Nous arrêtons la procédure lorsque l’écart entre <code>angleBas</code> et <code>angleHaut</code> est inférieur à {{unité|10|échelle=^–3|rad}} (valeur arbitraire). La valeur retenue est la valeur finale d’<code>angleBas</code> (puisque l’on veut être sûr qu’il n’y ait pas de réflexion totale). La valeur affichée est la valeur en degrés arrondie au dixième. {{Boîte déroulante/fin}} {{Boîte déroulante/début |titre=Solution}} Nous demandons à l’utilisateur ou à l’utilisatrice les valeurs des paramètres du problème : rayon de la lentille, distance de la source, indice de réfraction du verre. Nous vérifions que les valeurs entrées sont bien des nombres ; si c’est une chaîne vide, alors nous utilisons une valeur par défaut. Nous créons une fonction <code>refrac()</code> qui permet de calculer l’angle réfracté à partir de l’angle d’incidence et des indices de réfraction. S’il y a rélexion totale, alors nous générons une erreur. La fonction <code>lanceRayon()</code> calcule les différents points de passage du rayon. Elle appelle pour cela la fonction <code>refrac()</code>. Si un appel de la commande <code>refrac()</code> génère une erreur, alors nous générons également une erreur. Nous déterminons l’angle d’émision du rayon <code>thetaLimite</code> qui provoque une réflecxion totale. Pour cela, nous créons une fonction <code>rechercheLimite()</code> qui cherche par dichotomie. Nous traçons un rayon tous les 5° jusqu’à la valeur limite. <syntaxhighlight lang="python"> #!/usr/bin/env python3 # coding: utf-8 """nom : lancerRayons.py auteur : User:cdang date de création : 2022-05-06 dates de modification : ---------------------------------------------------------------------------- version de Python : 3 module requis : NumPy, matplotlib ---------------------------------------------------------------------------- Objectif : trace des trajets optique avec une lentille hémisphérique Entrées ------- Le rayon de la lentille, la distance de la source, l’indice de réfraction du verre, trois chaînes de caractères saisies par l’utilisateur·rice et qui sont converties en réels. Sorties ------- La valeur limite de l’angle (réel) et le tracé de plusieurs rayons. """ # ****************************************************** # ****************************************************** # ** Lancer de rayons pour une lentille hémisphérique ** # ****************************************************** # ****************************************************** import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import numpy.polynomial.polynomial as nppol # ************** # * Constantes * # ************** # Pour la conversion degrés ↔ radians radversdeg = 180/np.pi degversrad = 1/radversdeg # ************* # * Fonctions * # ************* def boucleEntreeNombre(messageSaisie, valeurDefaut): """Permet de s’assurer que l’utilisateur·rice a bien entré un nombre. Entrée : — message à afficher (chaîne de caractères) ; — valeur par défaut (réel à virgule flottante). Sortie : nombre (réel à virgule flottante).""" messageErreur = "Veuillez entrer une valeur numérique (ou vide pour accepter la valeur par défaut).\n" execute = True while execute: strNombre = input(messageSaisie+f" (valeur par défaut {valeurDefaut}) : ") if strNombre == "": nombre = valeurDefaut execute = False else: try: nombre = float(strNombre) except: print(messageErreur) else: execute = False return nombre def initialisation(): """L’utilisateur·rice entre les variables du problème. Entrées : aucune. Sorties : — R1 (mm) : rayon de la lentille ; — d (mm) : distance de la source au dioptre plan ; — n (sans dimension) : indice de réfraction du verre.""" R1 = boucleEntreeNombre("Rayon de la lentille en mm", 20.0) d = boucleEntreeNombre("Distance de la source au dioptre plan en mm", 20.0) n = boucleEntreeNombre("Indice de réfraction (sans dimension)", 1.5) return (R1, d, n) def refrac(n1, n2, theta1): """Calcule l’angle de réfraction theta2 (radians) en fonction — de l’angle d’incidence theta1 (radians); — de l’indice de réfraction n1 du premier milieu ; — de l’indice de réfraction n2 du second milieu.""" reflexionTotale=False rapport=n2/n1 rapportinv=np.reciprocal(rapport) if n1 > n2: thetal = np.arcsin(rapport) # angle limite pour la réflexion totale if theta1 >= thetal: reflexionTotale=True if reflexionTotale: print("Réflexion totale") raise ValueError else: return np.arcsin(rapportinv*np.sin(theta1)) def lanceRayon(n1, n2, d, R, theta1): """Détermine le rayon issu de la source située à une distance d (mm) du bareau et avec une élévation de theta1 (radians), en fonction des indices de réfraction n1 et n2. Les éléments retournés sont : — la hauteur h (mm) à laquelle le rayon frappe le barreau ; — l’angle de réfraction theta2 (radians)) dans le barreau ; — l’angle de réfraction theta3 (radians) à la sortie du barreau — le point M(x, y) (mm) auquel le rayon sort du barreau.""" h = d*np.tan(theta1) if h >= R: print("Le rayon est au-dessus du barreau") raise ValueError else: theta2 = refrac(n1, n2, theta1) a = np.tan(theta2) x = max(nppol.polyroots([h*h - R*R, 2*a*h, 1+a*a])) # recherche de l’intersection du rayon avec le cercle y = a*x + h M = np.array([x, y]) thetaint = np.arccos((x + a*y)/(R*np.sqrt(1 + a*a))) theta3 = np.arctan(y/x) - refrac(n2, n1, thetaint) return (h, theta2, theta3, M) def rechercheLimite(n1, n2, d, R): """Recherche l’angle limite pour la réflexion totale. Entrée : — indice de réfraction des milieux 1 et 2, n1 et n2 ; — distance au barreau, d(mm). Sortie : angle limite theta (radians)""" angleHaut = np.arctan(R/d) angleBas = 0 angleTest = angleHaut try: lanceRayon(n1, n2, d, angleTest, R) except: condition = True # il y a réflexion total en haut de la lentille else: condition = False # il n’y a jamais réflexion totale dans la lentille while condition: #dichotomie angleTest = np.mean([angleHaut, angleBas]) # on ajuste la valeur de test try: lanceRayon(n1, n2, d, R, angleTest) except: angleHaut = angleTest # réflexion totale : on abaisse la valeur maximale else: angleBas = angleTest # pas de réflexion totale : on monte la valeur minimale condition = ((angleHaut - angleBas) >= 0.001) # on a cerné la limite à 0,001 rad près if not condition: angleTest = angleBas return angleTest # *********************** # * Programme principal * # *********************** (R1, d, n) = initialisation() xmax = round(R1 + d) thetaLimite = rechercheLimite(1, n, d, R1) thetaLimiteDeg = thetaLimite*radversdeg print(f"Angle limite pour la réflexion totale : {thetaLimiteDeg:.1f}°.\n") anglesDeg = np.arange(0, thetaLimiteDeg, 5)[1:] # trace un rayon tous les 5° anglesRad = anglesDeg*degversrad nb = len(anglesDeg) h = np.zeros(nb) # initialisation des vecteurs de valeurs theta2 = np.zeros(nb) theta3 = np.zeros(nb) M = np.zeros((nb, 2)) for i in range(nb): (h[i], theta2[i], theta3[i], M[i, :]) = lanceRayon(1, n, d, R1, anglesRad[i]) (h_lim, theta2_lim, theta3_lim, M_lim) = lanceRayon(1, n, d, R1, thetaLimite) # tracé anglesCercle = 0.5*np.pi*(np.linspace(1, 0, 20)) x_cercle = R1*np.cos(anglesCercle) # coordonnées des pints du cercle y_cercle = R1*np.sin(anglesCercle) fig = plt.plot([-d,xmax], [0, 0], "k-.", linewidth="0.5") # tracé de l’axe optique for i in range(nb): plt.plot([-d, 0, M[i, 0], xmax], [0, h[i], M[i, 1], M[i, 1] + (xmax - M[i, 0])*np.tan(theta3[i])], label=f"{anglesDeg[i]:.0f}°") plt.plot([-d, 0, M_lim[0], xmax], [0, h_lim, M_lim[1], M_lim[1] + (xmax - M_lim[0])*np.tan(theta3_lim)], label=f"{0.1*int(np.trunc(10*thetaLimite*radversdeg)):.1f}°") plt.plot(x_cercle, y_cercle, "k", linewidth="0.5") # tracé du cercle plt.plot([0,0], [0, R1], "k", linewidth="0.5") # tracé du premier dioptre #plt.axis("square") plt.gca().set_aspect("equal", adjustable="box") plt.xlabel("x (mm)") plt.ylabel("y (mm)") plt.title("Lentille hémisphérique, lancer de rayons") plt.legend() plt.savefig("lentille_hemispherique_lancer_rayon.svg", format="svg") plt.show() </syntaxhighlight> {{Boîte déroulante/fin}} == Mesurer le temps == Le module <code>time</code> fournit les fonctions suivantes : * <code>time.gmtime()</code> : renvoie la date et l'heure du méridien de Greenwich (''{{lang|en|Greenwich mean time}}'', GMT), sous la forme d'un dictionnaire (année, mois, jour du mois, heure, minute, seconde, jour de la semaine, jour de l'année, heure d'été/hiver), ** jour de la semaine est un entier entre 0 (lundi) et 6 (dimanche), ** jour du mois est un entier entre 1 et 366 ; * <code>time.localtime()</code> : comme le précédent, mais l'heure est l'heure locale ; * <code>time.time()</code> : donne le nombre de seconde qui se sont écoulées depuis le 1er janvier 1970 ; * <code>time.gmtime(n)</code> et <code>time.localtime(n)</code> transforment un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) en une date au format (année, mois, jour, etc.), n-uplet de neuf valeurs ; <code>time.mktime()</code> fait le contraire, il transforme un n-uplet de neuf valeurs (années, mois, jour, etc.) en un nombre de secondes (écoulées depuis le 1er janvier 1970) ; * <code>time.sleep(n)</code> : provoque une pause dans le déroulement du programme de ''n'' secondes ; * <code>time.perf_counter()</code> : indique une date en seconde ; s'utilise pour mesurer la durée d'exécution d'une partie du code, en faisant la différence entre deux relevés. Concernant la date et l'heure sous la forme d'un n-uplet, on peut extraire l'heure de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> import time a = time.localtime() print("Il est ", a[3], "h", a[4]) # ou bien print("Il est ", a.tm_hour, "h", a.tm_min) </syntaxhighlight> Pour mesurer la performance d'une portion de code : <syntaxhighlight lang="python"> import time t1 = time.perf_counter() <suite d’instructions> t2 = time.perf_counter() print("Durée d'exécution :", t2-t1 </syntaxhighlight> == Programmation orientée objet == Nous n'allons pas ici faire un cours de programmation orientée objet (POO), nous allons aborder le sujet de manière pragmatique. De manière schématique, un « objet » est une « super-variable ». Cette super-variable peut contenir plusieurs variables, appelées « attributs » ; elle contient en fait un dictionnaire (paires « nom d'attribut : valeur d'attribut »). Elle peut aussi contenir des fonctions spécifiques appelées « méthodes ». De même qu'une variable a un type, un objet fait partie d'une « classe ». La classe est le modèle de l'objet ; en franglais informatique, on dit que l'objet est une instance de la classe. La POO est donc un formalisme : lorsque l'on définit des variables et des fonctions concernant un même type d'objet (au sens commun du terme), on les empaquette dans une classe. Il faut donc d'abord définir la classe, puis attribuer cette classe à un objet (« instancier » la classe). Considérons par exemple que nous voulons travailler sur des [[w:Engrenage|engrenages]] ; pour simplifier, nous nous contentons d'engrenages à dentures droites. Une roue dentée, un pignon, est essentiellement définie par son nombre de dents Z et par son module ''m'' qui correspond à la largeur de dents<ref>ainsi que par son épaisseur ''e'' et le matériau dont elle est faite mais nous allons négliger ces paramètres pour la simplicité de l'étude.</ref>. Nous allons définir trois méthodes : la méthode <code>.diametrePrimitif()</code> qui calcule le diamètre primitif de la roue dentée, <code>.pas()</code> qui calcule la largeur des dents au niveau du cercle primitif et <code>.rapport()</code> qui calcule le rapport de transmission de deux roues engrenées Z₁/Z₂. La méthode <code>.rapport()</code> vérifie par ailleurs que les roues ont le même module, condition indispensable pour former un engrenage. Nous définissons la classe ainsi : <syntaxhighlight lang="python"> class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): # instructions lancées lors de la déclaration """Valeurs des attributs""" self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z </syntaxhighlight> Nous remarquons que lorsque nous déclarons les méthodes, le paramètre <code>self</code> correspond à l'objet lui-même. Ainsi, dans la méthode <code>.rapport()</code>, la variable <code>self.Z</code> est le nombre de dents de la roue elle-même et <code>roueDentee.Z</code> est le nombre de dents de la roue passée en paramètre. Pour déclarer les roues, nous écrivons : <syntaxhighlight lang="python"> roue1 = pignon() # attribution de la classe, « instanciation » roue1.Z = 13 # définition des caractéristiques du pignon « roue1 » roue1.m = 2 roue2 = pignon(16, 2) # manière alternative </syntaxhighlight> Nous pouvons alors utiliser les objets de la manière suivante : <syntaxhighlight lang="python"> print(roue1.Z) # 13 print(roue1.diametrePrimitif()) # 26 R = roue1.rapport(roue2) # 0.8125 </syntaxhighlight> La commande <code>dir(a)</code> affiche tous les attributs et méthodes de l'objet <code>a</code>. ; Ressources : {{lien web | url = https://docs.python.org/3/tutorial/classes.html | titre = Classes | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-08 }} == Interface graphique avec Tk == === Généralités === Une interface graphique utilisateur (GUI, ''{{lang|en|graphic user interface}}'') est un ensemble de boîtes permettant d'interagir avec l'utilisateur, c'est-à-dire qui permettent la saisie d'informations, l'exécution d'actions et l'affichage d'informations. L'interface se compose d'éléments appelés ''{{lang|en|widgets}}''. Les éléments ''({{lang|en|widgets}})'' classiques sont : * boîte de dialogue ''({{lang|en|dialog box}})'' : fenêtre contenant d'autres éléments ; * étiquette ''({{lang|en|label}})'' : texte affiché ; * liste déroulante ''({{lang|en|drop-down list}})'' : zone permettant le choix d'une option, la liste se déployant lorsque l'on clique sur la zone ; * zone de texte, champ de saisie ''({{lang|en|text box}})'' : zone permettant de taper du texte ; * boîte combinée ''({{lang|en|combo box}})'' : zone de saisie de texte contenant une liste déroulante qui permet de choisir des éléments prédéfinis ; * bouton ''({{lang|en|button}})'' : objet effectuant une action lorsque l'on clique dessus ; * case à cocher ''({{lang|en|checkbox, tickbox}})'' : objet permettant d'activer ou de désactiver une option lorsque l'on clique dessus ; * bouton radio, case d'option ''({{lang|en|radio button}})'' : objet permettant d'activer une option en désactivant les autres options ; une seule option peut être activée à la fois. === Avec Tk === Plusieurs modules permettent de gérer les interfaces graphiques. Nous choisissons ici le module développé sur la bibliothèque Tk qui est une bibliothèque multiplateforme. Pour cela, nous importons le module <code>tkinter</code> ainsi que le module <code>ttk</code>, ce dernier proposant des options plus « modernes » : <syntaxhighlight lang="python"> import tkinter as tk from tkinter import ttk </syntaxhighlight> Voici un programme permettant comme précédemment de calculer le rapport de transmission d'un engrenage. Nous détaillons sa construction ci-après. <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) except: IUrapport.set("erreur") # ************************* # ************************* # ** Interface graphique ** # ************************* # ************************* # fenetre principale fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> [[Fichier:Organisation interface Tk Python.svg|vignette|upright=2|Organisation des ''widgets''.]] '''Explications''' Nous commençons par définir la boîte de dialogue que nous appelons <code>fenetre</code> ; c'est un objet <code>Tk</code> et nous lui donnons un titre « » : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre = tk.Tk() fenetre.title("Rapport de réduction") </syntaxhighlight> Puis, nous définissons un cadre attaché à cette fenêtre et qui va nous permettre « d'accrocher » les autres éléments, ce qui permet de garder une apparence satisfaisante lorsque l'on retaille la fenêtre : <syntaxhighlight lang="python"> cadre = ttk.Frame(fenetre) </syntaxhighlight> Le cadre va comporter six lignes ''({{lang|en|row}})'' et deux colonnes ''({{lang|en|column}})''. Nous allons placer une étiquette ''({{lang|en|label}})'' « z1 » : <code>text="z1"</code>. Cette étiquette se trouve dans une case du cadre, celle de la première colonne et la première ligne : <code>grid(column=1, row=1)</code>. Par rapport à cette case, elle est collée à « l'ouest » (W, ''{{lang|en|west}}'', gauche) de la case : <code>sticky=tk.W</code>. <syntaxhighlight lang="python"> z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") # Création de l'étiquette z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) # Placement de l'étiquette </syntaxhighlight> Notez que l'on aurait pu écrire directement : <syntaxhighlight lang="python"> ttk.Label(cadre, text="z1").grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> mais le fait de séparer la création de l'élément et son placement facilite la maintenance (recherche d'erreur, évolution du code). Pour tout ce qui est dynamique, c'est-à-dire les zone de saisie des valeurs et l'affichage du résultat, il faut définir des « chaînes variables » ''({{lang|variable strings}})'' : <syntaxhighlight lang="python"> IUz1 = tk.StringVar() </syntaxhighlight> Cette variable est une variable globale à la création. Nous pouvons alors placer la zone de saisie ''({{lang|en|entry}})'' à côté de l'étiquette lui correspondant. Nous nommons la zone de saisie <code>z1_entry</code> : <syntaxhighlight lang="python"> z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) </syntaxhighlight> Nous faisons de même pour les trois autres paramètres de l'engrenage, ''m''₁, ''z''₂ et ''m''₂. Le résultat est également une chaîne variable globale. Par rapport à notre mise en page, elle se situe dans la case colonne 2 ligne 5, centrée sur cette case (collé à l'est et à l'ouest) : <syntaxhighlight lang="python"> rapport = tk.StringVar() rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=rapport) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) </syntaxhighlight> Il nous faut encore définir une fonction de manière classique, nous l'appelons « calcule ». Les variables étant globales, on les utilise directement. On récupère les valeurs avec la méthode <code>get()</code> et nous modifions la valeur avec la méthode <code>set()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def calcule(): valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) IUrapport.set(valeurZ2/valeurZ1) </syntaxhighlight> Cette fonction est déclenchée lorsque l'on clique sur le bouton « Calcul » situé dans la case du cadre ligne 6 colonne 2 : <syntaxhighlight lang="python"> bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) </syntaxhighlight> ou bien si l'on appuie sur la touche <code>[entrée]</code> du clavier : <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.bind("<Return>", calcule) </syntaxhighlight> À tout ceci, nous ajoutons des « gouttières » (marges, ''{{lang|en|paddings}}'') afin d'espacer les éléments. Il faut ensuite « activer » la fenêtre pour qu'elle s'affiche. La méthode est <code>mainloop()</code> (boucle principale) : « boucle » (elle est active en permanence et attend des actions sur ses éléments), <syntaxhighlight lang="python"> fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> Nous avons ci-dessus mis la plupart du code en programme principal. Nous pouvons aussi programmer de manière fonctionnelle, en mettant la plupart du code dans des fonctions ; cependant, pour que la fenêtre et les variables dynamiques soient globales à tout le programme, elles doivent être déclarées dans le programme principal. Nous pouvons aussi mêler la programmation orientée objet. {{boîte déroulante début|Calcul du rapport de transmission en programmation fonctionnelle et orientée objet}} <syntaxhighlight lang="python"> # référence : https://tkdocs.com/tutorial/firstexample.html import tkinter as tk from tkinter import ttk # ************* # ************* # ** Classes ** # ************* # ************* class pignon: """roue dentée""" # explication de la classe pi = 3.141592653589793 # pour calculer le pas def __init__(self, Z=13, m=0.06): """Valeurs des attributs""" # instructions lancées lors de la déclaration self.Z = Z # nombre de dents self.m = m # module def diametrePrimitif(self): """Calcule le diamètre primitif""" return self.m*self.Z def pas(self): """Calcule le pas""" return self.pi*self.m def rapport(roueDentee, self): """Calcule le rapport de transmission""" if roueDentee.m != self.m: # gestion de l'erreur raise ValueError("Les pignons doivent avoir le même module") else: return roueDentee.Z/self.Z # ************************ # ************************ # ** Variables globales ** # ************************ # ************************ # fenetre principale fenetre = tk.Tk() # Paramètres du système (variables) IUz1 = tk.StringVar() IUm1 = tk.StringVar() IUz2 = tk.StringVar() IUm2 = tk.StringVar() IUrapport = tk.StringVar() # *************** # *************** # ** Fonctions ** # *************** # *************** def calcule(*args): """Calcule le rapport de transmission d'un engrenage""" try: valeurZ1 = float(IUz1.get()) valeurM1 = float(IUm1.get()) valeurZ2 = float(IUz2.get()) valeurM2 = float(IUm2.get()) if valeurM1 != valeurM2: IUrapport.set("Erreur de module") else: roue1 = pignon(valeurZ1, valeurM1) roue2 = pignon(valeurZ2, valeurM2) IUrapport.set(roue1.rapport(roue2)) except: IUrapport.set("Erreur") # *********************** # * Interface graphique * # *********************** def configureFenetre(): """Configuration de la fenêtre principale""" fenetre.title("Rapport de réduction") # élément (widget) cadre contenant tout le reste cadre = ttk.Frame(fenetre, padding="3 3 12 12") cadre.grid(column=0, row=0, sticky=(tk.N, tk.W, tk.E, tk.S)) # le cadre s'étire si l'on étire la fenêtre fenetre.columnconfigure(0, weight=1) fenetre.rowconfigure(0, weight=1) # Création des zones de saisie z1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz1) m1_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm1) z2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUz2) m2_entry = ttk.Entry(cadre, width=7, textvariable=IUm2) # Création des étiquettes statiques z1_label = ttk.Label(cadre, text="z1") m1_label = ttk.Label(cadre, text="m1") z2_label = ttk.Label(cadre, text="z2") m2_label = ttk.Label(cadre, text="m2") rapport_statique = ttk.Label(cadre, text="Rapport de transmission : ") # Création de l'étiquette dynamique rapport_dynamique = ttk.Label(cadre, textvariable=IUrapport) # Création du bouton bouton = ttk.Button(cadre, text="Calcul", command=calcule) # Placement des éléments (widgets) z1_label.grid(column=1, row=1, sticky=tk.W) z1_entry.grid(column=2, row=1, sticky=(tk.W, tk.E)) m1_label.grid(column=1, row=2, sticky=tk.W) m1_entry.grid(column=2, row=2, sticky=(tk.W, tk.E)) z2_label.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W) z2_entry.grid(column=2, row=3, sticky=(tk.W, tk.E)) m2_label.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W) m2_entry.grid(column=2, row=4, sticky=(tk.W, tk.E)) rapport_statique.grid(column=1, row=5, sticky=tk.W) rapport_dynamique.grid(column=2, row=5, sticky=(tk.W, tk.E)) bouton.grid(column=2, row=6, sticky=tk.W) # ajoute une gouttière entre les éléments for enfant in cadre.winfo_children(): enfant.grid_configure(padx=5, pady=5) # Emplacement initial du curseur z1_entry.focus() # effet de la touche [entrée] fenetre.bind("<Return>", calcule) # ************************* # ************************* # ** Programme principal ** # ************************* # ************************* configureFenetre() # Affichage et activation de la fenêtre fenetre.mainloop() </syntaxhighlight> {{boîte déroulante fin}} === Avec PyQt === Le module PyQt (prononcer \ˈpaɪ.kjut\) permet d'utiliser la bibliothèque Qt dévelopée par Riverbank Computing. Il permet notamment de créer des interfaces graphiques. La communication entre objets Qt se fait par une mécanismes de « signal/emplacement » ''({{lang|en|signal/slot}})''. Un emplacement ''({{lang|en|slot}})'' est une fonction ''({{lang|en|callable}})'' ; un signal est un attribut d'un objet. Si l'attribut signal est défini pour l'emplacement, alors on dit que l'emplacement est relié à un signal. Par exemple, un objet <code>QPushButton</code> dispose du signal <code>clicked</code> qui est émis lorsque l'on clique dessus ; on peut ainsi faire exécuter un emplacement (fonction appelable) <code>action()</code> lorsque l'on clique sur le bouton par le biais du signal <code>clicked</code> : <syntaxhighlight lang="python"> from PyQt5.QtWidgets import QPushButton bouton = QPushButton("Appuies-moi dessus") button.clicked.connect(action()) </syntaxhighlight> {{voir|{{lien web |url=https://www.riverbankcomputing.com/static/Docs/PyQt6/ |titre=Reference guide PyQt6 |site=Riverbank Computing|consulté le=2026-0604}} }} {{...}} == Annotations == Une annotation est un commentaire qui sert à expliciter un type de variable. La syntaxe est différente des commentaires « classiques » : cela permet d'avoir un affichage différent avec les éditeurs de texte ayant une coloration syntaxique, et ces informations peuvent être récupérées par des logiciels extérieurs pour effectuer une documentation automatique ou bien des vérifications de type. Cependant : * comme les commentaires normaux, ils n'ont aucune influence lors de l'exécution du texte ; en particulier : * rien n'oblige à annoter les variables ; * il est possible d'avoir une variable ayant un type différent de son annotation ; le fait de pouvoir définir et changer le type de variable à la volée est une fonctionnalité fondamentale de Python. La syntaxe pour une annotation est : : nom_de_variable + deux-points + espace + type par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int </syntaxhighlight> Notez qu'ici, la variable n'est ''pas'' créée. Pour la créer, il faut lui affecter une valeur. Il est possible de l'affecter après ou bien sur la même ligne avec la syntaxe : : nom_de_variable + deux-points + espace + type + espace + égal + espace + valeur par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> a: int a = 5 # est équivalent à a: int = 5 </syntaxhighlight> Même si l'annotation n'a pas d'impact sur l'exécution, le type doit être un type existant sinon cela génère une erreur de syntaxe. Les types classiques sont : : <code>int</code> — <code>float</code> — <code>str</code> — <code>bool</code> — <code>list</code> — <code>tuple</code> — <code>dict</code> Il est également possible de mettre une chaîne de caractères : <syntaxhighlight lang="python"> a: "ce que je veux" = 3.1516 </syntaxhighlight> On peut annoter une fonction. Il est possible d'annoter les variables déclarées au sein de la fonction, mais pas les variables globales (puisqu'elle ne sont pas définie au sein de la fonction). On peut aussi annoter : * les variables passées en paramètre, avec la même syntaxe dans les parenthèses ; * annoter le type de la variable de sortie (retournée) en la faisant précéder de <code>-&gt;</code> : <syntaxhighlight lang="python"> def plusCinq(a: float = 0) -> float: return a + 5 </syntaxhighlight> ; Ressources * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0526/ | titre = PEP 526 -- Syntax for Variable Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-3107/ | titre = PEP 3107 -- Function Annotations | site = Python.org | consulté le = 2019-04-05 | lang = en }} == Décorateur == Un décorateur est une fonction qui s'applique à une fonction, à la manière de la composition mathématique ''g'' ∘ ƒ = ''g''(ƒ). Mais cette composition affecte la fonction elle-même ; l'utilisateur appelle la fonction ƒ mais c'est la fonction ''g'' ∘ ƒ qui s'exécute. Cette fonction ''g'' est appelée le décorateur. L'intérêt est de pouvoir modifier une fonction sans modifier le code de la fonction elle-même. Pour appliquer une décoration, il faut : # Déclarer le décorateur : une fonction qui s'applique à une autre fonction. # Affecter le décorateur à la fonction visée : en mettant <code>@''décoration''</code> juste avant la définition de la fonction. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> def decorateur(f): print("Avant la fonction") f() print("après la fonction") @decorateur def afficheFoo(): print("Foo.") afficheFoo # Avant la fonction # Foo. # Après la fonction </syntaxhighlight> Lorsque l'on appelle <code>afficheFoo</code>, on appelle en fait <code>decorateur(afficheFoo)</code>. Si la fonction à modifier admet des paramètres, il faut définir une fonction enveloppante dans le décorateur. Par exemple, nous définissons ci-dessous un décorateur <code>deuxFois()</code> qui fait s'exécuter deux fois de suite la fonction : <syntaxhighlight lang="python"> def deuxFois(f): def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # conteneurFonction </syntaxhighlight> Nous voyons que l'application du décorateur a modifié le nom de la fonction — pas le nom de la variable qui contient la fonction mais bien son nom « intime ». Pour éviter cela, on utilise la méthode <code>wraps()</code> du module <code>functools</code> : <syntaxhighlight lang="python"> import functools def deuxFois(f): @functools.wraps(f) def conteneurFonction(*args, **kwargs): f(*args, **kwargs) f(*args, **kwargs) return conteneurFonction @deuxFois def plusCinq(a: int = 0): print(a + 5) plusCinq(2) # 7 # 7 print(plusCinq.__name__) # plusCinq </syntaxhighlight> On peut par exemple utiliser un décorateur pour la mémoïsation. La mémoïsation est une méthode consistant à mémoriser les valeurs d'une fonction au fur et à mesure de son utilisation ; ainsi, si l'on veut évaluer la fonction avec les mêmes entrées, on se contente d'aller chercher la valeur enregistrée ce qui est plus rapide. On sacrifie donc la place mémoire au profit de la rapidité. On peut trouver des décorateurs de mémoïsation aux adresses suivantes : * https://wiki.python.org/moin/PythonDecoratorLibrary#Memoize * https://gist.github.com/robcowie/1357800 ; Ressources : {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0318/ | titre = PEP 318 -- Decorators for Functions and Methods | site = Python.org | lang = en | consulté le = 2019-04-05 }} == Manipulation de fichiers == === Importer le contenu d'un fichier === Python possède la fonction <code lang="python">open()</code> qui permet d'ouvrir un fichier. Ouvrir signifie qu'il crée un objet de type <code>file</code> qui possède notamment les méthodes <code lang="python">read()</code> et <code lang="python">write()</code>. Il peut s'agir d'un objet de type « fichier binaire » ''({{lang|en|binary file}})'' ou « fichier texte » ''({{lang|en|text file}})''. Si par exemple on veut utiliser (et donc lire) le contenu du fichier texte <code>monfichier.txt</code>, on écrit : <syntaxhighlight lang="python"> fichier = open("monfichier.txt", "rt") … fichier.close() </syntaxhighlight> Le paramètre <code>"rt"</code> signifie que nous ouvrons le fichier en lecture ''({{lang|en|read}})'' et qu'il s'agit d'un objet de type fichier texte. Notons deux choses : * en faisant cela, nous ne faisons qu'associer le fichier à un objet Python, nous n'avons pas encore importé les données ; * si nous ouvrons le fichier, il faut le fermer par la suite ; c'est pourquoi nous utilisons la méthode <code lang="python">.close()</code>. Pour éviter d'avoir à fermer le fichier, nous pouvons l'ouvrir au sein d'un contexte : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Notons aussi que la chaîne de caractères indiquant le nom du fichier peut contenir le chemin d'accès au répertoire (dossier), mais sous Microsoft Windows, il faut utiliser des barres de fractions <code>/</code> pour séparer les sous-répertoires au lieu de la barre inversée habituelle, par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> chemin = "C:/Temp/monfichier.txt" with open(chemin, "rt") as fichier: … </syntaxhighlight> Pour mettre les données du fichier dans la variable <code>contenu</code>, nous écrivons donc : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() print(contenu) </syntaxhighlight> et si nous ne voulons lire que les <code>n</code> premiers caractères (<code>n</code> étant un entier), nous utilisons <code lang="python">contenu = fichier.read(n)</code>. Cette lecture est séquentielle, c'est-à-dire que si nous appliquons la méthode plusieurs fois, nous reprenons la lecture là où nous l'avons laissée. Si nous voulons lire une ligne, nous utilisons la méthode <code lang="python">.readline()</code>. La lecture ligne par ligne est également séquentielle. Nous pouvons aussi créer une liste dont chaque élément est une ligne du fichier ; nous utilisons alors la méthode <code lang="python">.readlines()</code> (notez le pluriel). Chaque élément de la liste se termine par le caractère de fin de ligne <code lang="python">\n</code>. Pour l'enlever, nous pouvons utiliser la méthode <code lang="python">.rstrip()</code> pour chaque élément de la liste, par exemple. L'exemple complet est alors : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.readlines() contenu = [item.rstrip() for item in contenu] print(contenu) </syntaxhighlight> === Exporter du contenu vers un fichier === Si nous voulons créer un fichier texte pour y mettre le contenu de la variable <code>texte</code>, alors nous utilisons : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "wt") as fichier: contenu = fichier.write(texte) </syntaxhighlight> Le module principal important pour la manipulation de fichiers est est <code lang="python">os</code>. === Exploiter le contenu d'un fichier texte === Avec un fichier texte, la méthode <code lang="python">.read()</code> crée une variable de type texte. Nous pouvons séparer cette variable en différentes lignes avec la méthode <code lang="python">.splitlines()</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une ligne. Si maintenant une ligne contient plusieurs données séparées par un séparateur commun, par exemple un espace, nous pouvons séparer les données par la méthode <code lang="python">.split(''séparateur'')</code>. Cela crée une liste de chaînes de caractères, chaque chaîne étant une donnée. Si par exemple le fichier est du type CSV ''({{lang|en|comma separated values}}'', valeurs séparées par une virgule), l'exploitation du fichier est : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> La variable <code>contenu</code> est une liste de listes. Pour avoir la ''n''^e valeurs de la ''m''^e ligne, on utilise : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1][n-1] </syntaxhighlight> Si l'on veut extraire la ligne ''m'' il suffit d'écrire : <syntaxhighlight lang="python"> contenu[m-1] </syntaxhighlight> mais si l'on veut la colonne ''n'', le plus simple est d'utiliser une définition en compréhension : <syntaxhighlight lang="python"> [ligne[n-1] for ligne in contenu] </syntaxhighlight> Dans certains fichiers CSV, les séparateurs de valeurs ne sont pas des virgules, on peut donc utiliser un autre caractère pour le séparateur. Concernant les séparateurs particuliers : * si le séparateur est une tabulation, on utilise <code lang="python">\t</code> : <code lang="python">contenu = [item.split("\t") for item in contenu]</code> ; * si le séparateur est un nombre arbitraire d'espaces et/ou de tabulation, on ne définit aucun séparateur : <code lang="python">contenu = [item.split() for item in contenu]</code>. Si la première ligne contient les en-têtes des colonnes, on peut l'enlever avec la fonction <code lang="python">del()</code> : <syntaxhighlight lang="python"> with open("monfichier.txt", "rt") as fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() del(contenu[0]) contenu = [item.split(",") for item in contenu] </syntaxhighlight> Certains logiciels créent des fichiers en utilisant le séparateur décimal régional, qui en France est la virgule. Pour remplacer les virgules par des points, on peut utiliser la méthode <code lang="python">.replace()</code>, de préférence ''avant'' de séparer les valeurs : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.replace(",", ".") for item in contenu] # remplace les virgules par des points contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule </syntaxhighlight> en effet, lorsque l'on a séparé les valeurs, on a une liste de liste, il faut alors balayer les sous-listes ce qui prend plus de temps : <syntaxhighlight lang="python"> contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(";") for item in contenu] # si le séparateur est un point-virgule contenu = [[subitem.replace(",", ".") for subitem in item] for item in contenu] # remplace les virgules par des points </syntaxhighlight> '''Exemple complet''' Supposons que l'on ait un fichier texte de la forme : <syntaxhighlight lang="text"> x y z V 0.0 1.5 3.2 8.657 0.4 1.5 3.2 8.392 0.2 1.5 3.2 8.485 ... </syntaxhighlight> C'est un fichier valeurs V associées à des points de coordonnées ''(x, y, z)'' (un champ V sur l'espace, donc). Nous remarquons que seule la coordonnée ''x'' change : les données concernent la droite (''y'' = 1,5 ; ''z'' = 3,2). Nous remarquons aussi que les valeurs de ''x'' ne sont pas classées par ordre croissant ni décroissant. Nous voulons au final avoir une matrice [[''x''], [V]] triée par ''x'' croissant. Pour cela, nous pouvons faire : <syntaxhighlight lang="python"> with open(nomdefichier, "rt") ad fichier: contenu = fichier.read() contenu = contenu.splitlines() contenu = [item.split(" ") for item in contenu contenu = contenu[1:] # élimine la première ligne x = np.array([float(ligne[0]) for ligne in contenu]) V = np.array([float(ligne[3]) for ligne in contenu]) donnees = np.concatenate((x.reshape(-1, 1), V.reshape(-1, 1)), axis=1) # matrice [[x], [V]] ind = np.argsort(donnees[:, 0]) donnees = donnees[ind, :] # matrice triée plt.plot(donnees[:, 0], donnees[:, 1]) </syntaxhighlight> {{note|Pour le tri, voir [[../Manipulation_de_matrices#Fonctions_et_méthodes_de_base|''Manipulation de matrices'' &gt; ''Fonctions et méthodes de base'']].}} === Cas d'un fichier CSV === Si le fichier CSV ne contient que des valeurs numériques, on peut utiliser : <syntaxhighlight lang="python"> valeurs = np.loadtxt(chemin+nomfic, delimiter=",") # si le séparateur est une virgule </syntaxhighlight> Il existe un module <code lang="python">csv</code> dédié aux fichiers CSV. La manipulation du fichier se fait comme suit : <syntaxhighlight lang="python"> import csv with open(chemin+nomfic, "rt") as fichier: lecteur = csv.reader(fichier, delimiter=",") contenu = [ligne for ligne in lecteur] print(contenu) </syntaxhighlight> === Utilisation de Pandas === Pandas<ref>https://pandas.pydata.org/</ref> est un module gérant les tableaux de données, appelés <em lang="en">data frames</em>. Voici quelques commandes utiles : <syntaxhighlight lang="python"> import numpy as np import pandas as pd M = np.random.rand(10, 10) # crée une matrice NumPy aléatoire de dimension 10 × 10 tableau = pd.DataFrame(M) # transforme la matrice en tableau DataFrame tableau.to_csv("tableau.csv") # enregistre le tableau dans un fichier CSV donnees = pd.read_csv("tableau.csv").to_numpy() # lit le fichier et transforme le tableau DataFrame en matrice NumPy </syntaxhighlight> Par défaut, la fonction <code>pd.read_csv()</code> considère que le séparateur est une virgule, et la commande <code>pd.read_table()</code> que c'est une tabulation. On peut définir le séparateur avec le paramètre <code>sep</code> : <syntaxhighlight lang="python"> donnees = pd.read_csv("tableau.csv", sep=";") </syntaxhighlight> On peut utiliser les séparateurs spéciaux : * <code>\t</code> : tabulation ; * <code>\s+</code> : nombre arbitraire d'espaces. On peut par ailleurs utiliser les paramètres suivants : * <code>dialect</code> : syntaxe du fichier, par exemple <code>dialect = "excel"</code> ; * <code>nrows</code> (entier) : nombre de lignes lues ; * <code>skiprows</code> (entier) : nombre de lignes sautées (non lues) en début de fichier ; * <code>header</code> (entier) : numéro de ligne utilisé pour l'en-tête, par exemple <code>header = 0</code> pour la première ligne ; * <code>skip_blank_lines</code> (booléen) : si la valeur est vraie (<code>True</code>), ne lit pas les lignes vide ; sinon, met une valeur <code>nan</code>. Par exemple : <syntaxhighlight lang="python"> donnees1 = pd.read_csv("tableau.csv", nrows=1, sep="\s+").to_numpy() donnees2 = pd.read_csv("tableau.csv", skiprows=3, sep="\s+").to_numpy() </syntaxhighlight> == Exporter un programme Python == Vous pouvez créer un fichier « Python pur » <code>.py</code>. Pour cela, dans le menu <code>fichier/file</code> de Jupyter, choisir <code>télécharger/download</code> au format <code>.py</code> ; le fichier se trouve alors dans le répertoire de téléchargement du navigateur. == Recommandations == Les recommandations de programmation sont générales et ne sont en grande partie pas spécifiques à Python. {{voir|[[Découvrir_Scilab/Programmation#Recommandations]]}} == Ressources == * {{lien web | url = https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/ | titre = PEP 8 -- Style Guide for Python Code | site = Python documentation | consulté le = 2019-03-14 }} == Notes et références == {{références}} ---- [[../Fonctions mathématiques générales|Fonctions mathématiques générales]] &lt; [[../|↑]] &gt; [[../Graphiques|Graphiques]] {{DEFAULTSORT:Elements de programmation}} [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] opx1hggu878a8fm9dsm54yafgeyxjio 0 73003 767463 635282 2026-06-04T22:32:10Z ~2026-33263-31 123938 /* Exemples */ 767463 wikitext text/x-wiki <noinclude>{{Programmation JavaScript}}</noinclude> Cet objet désigne le type {{wt|booléen}}<ref>https://developer.mozilla.org/fr/docs/Web/API/Boolean</ref>. Il est faux par défaut. == Exemples == <syntaxhighlight lang=javascript> myBoolean = new Boolean(1); console.log(myBoolean); // Boolean { true } console.log(myBoolean.toString()); // "true" console.log(Boolean(myBoolean)); // true </syntaxhighlight> == Références == {{Références}} 6gz58laf4cxbwmaw0insjbmya37nxoj 0 83004 767465 753562 2026-06-05T04:10:28Z PandaMystique 119061 767465 wikitext text/x-wiki {{DicoPhilo|Acatalépsie}} L''''acatalépsie''' (du grec ancien ἀκαταληψία, ''akatêlêpsia'', de α privatif et κατάληψις, ''katálêpsis'', « saisie », « compréhension ») est une notion philosophique centrale du scepticisme antique qui désigne l'impossibilité de parvenir à une connaissance certaine. Cette notion s'inscrit au cœur d'un débat épistémologique majeur qui oppose, dès le III{{e}} siècle avant notre ère, les sceptiques de la Nouvelle Académie aux stoïciens, puis se prolonge dans le néo-pyrrhonisme. == Origines et contexte philosophique == L'acatalépsie naît dans le contexte de la polémique entre la Moyenne Académie platonicienne et le stoïcisme naissant. Pour comprendre cette notion, il faut d'abord saisir ce contre quoi elle se définit : la théorie stoïcienne de la connaissance, élaborée par Zénon de Citium (334-262 av. J.-C.), fondateur du Portique<ref>Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', VII, 49-51</ref>. === La katalêpsis stoïcienne === Les stoïciens développent une théorie de la connaissance fondée sur le concept de ''représentation compréhensive'' (φαντασία καταληπτική, ''phantasia katalêptikê''). Selon Zénon, une représentation est compréhensive lorsqu'elle remplit trois conditions : elle provient d'un objet existant, elle reproduit fidèlement cet objet, et elle est imprimée dans l'âme avec une telle netteté qu'elle ne pourrait provenir que de cet objet<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 248-252</ref>. La κατάληψις (''katalêpsis''), traduite en latin par ''comprehensio'', désigne l'acte d'assentiment donné à une représentation compréhensive. C'est par cet assentiment que se constitue la connaissance vraie. Le sage stoïcien ne donne son assentiment qu'aux représentations compréhensives, garantissant ainsi la certitude de son savoir<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 37-38</ref>. Cette doctrine fait de la perception sensible, correctement utilisée, le fondement de toute connaissance certaine. == Arcésilas et la fondation de l'acatalépsie académicienne == C'est Arcésilas de Pitane (vers 316-241 av. J.-C.), scholarque de la Moyenne Académie à partir de 268 ou 265 av. J.-C., qui introduit l'acatalépsie comme doctrine centrale de cette école philosophique<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 232-234</ref>. Rompant avec le dogmatisme platonicien de l'Ancienne Académie, Arcésilas engage une polémique systématique contre la théorie stoïcienne de la connaissance. === La critique de la représentation compréhensive === L'argumentation d'Arcésilas repose sur l'impossibilité de distinguer une représentation vraie d'une représentation fausse. Son argument principal consiste à montrer qu'il n'existe aucune représentation vraie qui ne puisse être en tous points semblable à une représentation fausse. Les rêves, les hallucinations, les erreurs des sens prouvent qu'une impression peut nous apparaître avec la plus grande clarté sans pour autant correspondre à la réalité<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 49-52</ref>. Face à l'affirmation stoïcienne selon laquelle le sage ne donne son assentiment qu'aux représentations compréhensives, Arcésilas pose une alternative : ou bien le sage a des opinions (ce qui est contradictoire avec la sagesse), ou bien il s'abstient totalement d'affirmer quoi que ce soit. Puisqu'il n'existe pas de critère fiable pour distinguer le vrai du faux, le sage doit suspendre son jugement sur toutes choses<ref>Cicéron, ''Académiques'', I, 45</ref>. === De l'acatalépsie à l'épochè === L'acatalépsie conduit ainsi nécessairement à l'ἐποχή (''épochê''), la suspension du jugement. Si rien ne peut être saisi avec certitude, il faut s'abstenir de toute affirmation dogmatique. Cicéron rapporte qu'Arcésilas « affirmait qu'on ne pouvait rien savoir, pas même ce que Socrate s'était finalement accordé » – à savoir, qu'il ne savait rien<ref>Cicéron, ''Académiques'', I, 45</ref>. Cette poussée de l'ignorance socratique à ses conséquences extrêmes fait de l'acatalépsie académicienne une position épistémologique forte : elle affirme l'impossibilité de principe de toute connaissance certaine, et non simplement un constat d'ignorance ponctuel. == L'acatalépsie chez Carnéade == Carnéade de Cyrène (vers 219 ou 214-129 ou 128 av. J.-C.), le plus célèbre des scholarques sceptiques après Arcésilas, devient le chef de la Nouvelle Académie vers 160 av. J.-C. Son enseignement, connu principalement à travers les témoignages de Cicéron et de son disciple Clitomaque, approfondit et nuance la doctrine de l'acatalépsie<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 159-189</ref>. === La théorie du probable === Tout en maintenant que rien ne peut être connu avec certitude, Carnéade reconnaît que la vie pratique exige des critères d'action. Il développe donc une théorie du πιθανόν (''pithanon''), du probable ou vraisemblable. Certaines représentations, bien que non compréhensives au sens stoïcien, présentent un degré de probabilité suffisant pour guider l'action<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 99-105</ref>. Carnéade distingue trois degrés de probabilité : la représentation simplement probable, celle qui est à la fois probable et non contredite par d'autres représentations, et enfin celle qui est probable, non contredite et soigneusement examinée<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-189</ref>. Cette gradation permet de maintenir l'acatalépsie comme principe épistémologique tout en autorisant une conduite raisonnable dans la vie quotidienne. === Acatalépsie et action : l'objection de l'apraxia === Les stoïciens objectent aux académiciens que leur doctrine conduit à l'ἀπραξία (''apraxia''), l'impossibilité d'agir. Comment peut-on agir sans croire que telle action est préférable à telle autre ? Cicéron rapporte cette objection : « Si l'on n'assentit à rien, on supprimera toute vie, on n'aura plus de moyen d'agir »<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 38</ref>. La réponse de Carnéade consiste à montrer que l'action ne requiert pas l'assentiment à une vérité certaine, mais seulement le suivi de représentations probables. Le sage académicien agit en fonction du εὔλογον (''eulogon''), du raisonnable, sans pour autant prétendre à la certitude<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-175</ref>. Cette solution permet de maintenir l'acatalépsie universelle tout en évitant le reproche de rendre la vie impossible. == Le pyrrhonisme et l'acatalépsie == Le rapport entre le pyrrhonisme originel de Pyrrhon d'Élis (vers 365-275 av. J.-C.) et l'acatalépsie académicienne est complexe et demeure un sujet de débat parmi les historiens de la philosophie. Pyrrhon lui-même ne semble pas avoir employé le terme d'acatalépsie, mais son attitude philosophique partage avec celle-ci certains traits essentiels<ref>Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', IX, 61-108</ref>. === Pyrrhon et l'indétermination des choses === Selon le témoignage d'Aristoclès rapporté par Eusèbe, Timon de Phlionte, disciple de Pyrrhon, enseignait que les choses sont « également indifférentes, indéterminées et indécises » (ἀδιάφορα καὶ ἀστάθμητα καὶ ἀνεπίκριτα). Par conséquent, « nos sensations et nos opinions ne sont ni vraies ni fausses »<ref>Eusèbe, ''Préparation évangélique'', XIV, 18, 1-4</ref>. L'interprétation de ce passage demeure controversée : certains spécialistes y voient une thèse ontologique sur l'indétermination des choses elles-mêmes, d'autres une position épistémologique sur notre incapacité à les saisir. Si l'on adopte la première lecture, Pyrrhon ne se contenterait pas d'affirmer que nous ne pouvons pas saisir les choses, mais que les choses sont par nature indéterminées. Cette différence, si elle est avérée, distinguerait le pyrrhonisme originel de l'acatalépsie académicienne. L'académicien suspend son jugement par prudence épistémologique, faute de critère fiable de vérité. Le pyrrhonien, si l'on suit cette interprétation, reconnaîtrait que les choses sont par nature telles qu'il n'y a tout simplement rien à saisir. Cette position ferait de Pyrrhon non pas un sceptique au sens strict, mais plutôt un philosophe de l'indifférenciation ontologique<ref>Victor Brochard, ''Les Sceptiques grecs'', 1887, p. 48-72</ref>. === Énésidème et la renaissance pyrrhonienne === C'est Énésidème de Cnossos (première moitié du I{{er}} siècle av. J.-C.) qui, plusieurs siècles après Pyrrhon, fonde véritablement le néo-pyrrhonisme en réaction contre ce qu'il perçoit comme une dérive dogmatique de l'Académie sous Philon de Larissa (vers 159-84 ou 83 av. J.-C.). Dans son ouvrage ''Discours pyrrhoniens'', Énésidème reproche aux académiciens d'affirmer dogmatiquement l'acatalépsie universelle<ref>Photius, ''Bibliothèque'', codex 212</ref>. Pour Énésidème, affirmer que « rien n'est compréhensible » revient à adopter un « dogmatisme négatif » qui contredit l'attitude sceptique véritable. Le pyrrhonien authentique ne doit pas affirmer l'incompréhensibilité des choses, mais suspendre son jugement sur cette question elle-même. La différence est subtile mais essentielle : l'académicien affirme « je sais que je ne peux rien savoir », tandis que le pyrrhonien dit « je ne sais pas si je peux ou non savoir quelque chose »<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 1-3</ref>. === Sextus Empiricus : la critique définitive de l'acatalépsie dogmatique === Sextus Empiricus (seconde moitié du II{{e}} siècle apr. J.-C., actif vers 150-200), notre principale source sur le pyrrhonisme tardif, systématise cette critique de l'acatalépsie académicienne. Il distingue soigneusement trois attitudes philosophiques : le dogmatisme positif (qui affirme avoir trouvé la vérité), le dogmatisme négatif ou acataleptique (qui affirme que la vérité ne peut être trouvée), et le scepticisme pyrrhonien (qui continue de chercher sans rien affirmer)<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 1-4</ref>. Les académiciens, en affirmant l'acatalépsie universelle, appartiennent selon Sextus à la deuxième catégorie. Ils sont dogmatiques parce qu'ils soutiennent une thèse définie sur la nature de la connaissance. Le pyrrhonien, au contraire, se contente de constater qu'il n'a pas encore trouvé de critère fiable de vérité, sans affirmer qu'un tel critère n'existe pas. Cette position lui permet d'éviter toute affirmation dogmatique, positive ou négative<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 200-205</ref>. Sextus critique également la doctrine carnéadienne du probable. En acceptant de suivre certaines représentations plutôt que d'autres, l'académicien manifeste une préférence qui implique un jugement de valeur. Or ce jugement présuppose précisément ce qui devrait être mis en doute : la possibilité de distinguer le plus probable du moins probable<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-189</ref>. Le pyrrhonien, lui, se laisse conduire passivement par les apparences, sans affirmer qu'elles sont plus ou moins probables. == Portée philosophique et épistémologique == === L'acatalépsie comme critique du dogmatisme === L'acatalépsie, qu'elle soit académicienne ou pyrrhonienne, représente une critique de toute prétention à la connaissance certaine. Elle met en lumière les limites de nos facultés cognitives et la fragilité des critères sur lesquels nous fondons nos croyances. En montrant l'impossibilité de distinguer avec certitude une représentation vraie d'une représentation fausse, elle ébranle les fondements mêmes de l'épistémologie dogmatique. Cette critique conserve une pertinence philosophique considérable. Les arguments sceptiques contre les critères de vérité anticipent de nombreuses discussions modernes sur les fondements de la connaissance, de Descartes à la philosophie analytique contemporaine. La question posée par l'acatalépsie – comment justifier nos prétentions à la connaissance sans tomber dans le cercle vicieux ou la régression à l'infini ? – demeure au cœur de l'épistémologie<ref>Jonathan Barnes, ''The Toils of Scepticism'', Cambridge, 1990</ref>. === L'acatalépsie et la vie éthique === Au-delà de ses implications épistémologiques, l'acatalépsie possède une dimension éthique et existentielle. En nous libérant de l'attachement aux opinions et aux certitudes, elle ouvre la voie à l'ἀταραξία (''ataraxia''), la tranquillité de l'âme qui constitue le but ultime de la philosophie sceptique<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 25-30</ref>. Le sceptique qui a reconnu l'acatalépsie universelle cesse de se troubler pour des questions qu'il ne peut trancher. Il ne s'agite plus pour défendre des opinions qu'il sait incertaines. Cette attitude philosophique conduit à une forme de détachement serein à l'égard des conflits doctrinaux et des controverses dogmatiques. L'acatalépsie devient ainsi un exercice spirituel, une pratique de libération par rapport aux passions intellectuelles. === L'objection de l'incohérence === Une objection majeure adressée à la doctrine de l'acatalépsie concerne sa cohérence interne. Si rien ne peut être connu avec certitude, comment le sceptique peut-il affirmer cette thèse elle-même ? L'affirmation « rien n'est compréhensible » ne prétend-elle pas à une forme de connaissance certaine qui se contredit elle-même ? Cette objection traverse toute l'histoire du scepticisme antique et trouvera un écho dans la critique d'Augustin<ref>Augustin, ''Contre les Académiciens''</ref>. Les académiciens ont tenté de répondre à cette objection en distinguant différents niveaux de certitude. Clitomaque, disciple de Carnéade, explique que l'acatalépsie ne prétend pas être une vérité absolue, mais seulement la conclusion la plus raisonnable que l'on puisse tirer de l'examen des arguments<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 109-110</ref>. Les pyrrhoniens, pour leur part, évitent cette difficulté en refusant d'affirmer dogmatiquement l'acatalépsie : ils se contentent de dire qu'ils n'ont pas encore trouvé de connaissance certaine, laissant ouverte la possibilité qu'elle existe. == Postérité et influence == === Dans l'Antiquité tardive === L'acatalépsie académicienne exerce une influence considérable sur la philosophie hellénistique et romaine. Cicéron, qui se réclame de la Nouvelle Académie, en fait le fondement de sa méthode philosophique. En refusant toute certitude dogmatique, il peut examiner librement les arguments des différentes écoles sans s'engager définitivement dans aucune<ref>Cicéron, ''De Natura Deorum'', I, 11-12</ref>. Les Pères de l'Église s'emparent de l'acatalépsie pour critiquer la philosophie païenne, mais aussi comme étape vers la foi. Augustin, dans son ''Contre les Académiciens'', retrace son propre cheminement depuis le scepticisme académicien jusqu'à la certitude de la foi chrétienne. L'acatalépsie philosophique devient le prélude à la réception de la vérité révélée<ref>Augustin, ''Contre les Académiciens'', I-III</ref>. === Renaissance et période moderne === La redécouverte des textes sceptiques à la Renaissance, notamment les ''Esquisses pyrrhoniennes'' de Sextus Empiricus, entraîne un regain d'intérêt pour l'acatalépsie. Montaigne, dans l'''Apologie de Raymond Sebond'', fait de l'acatalépsie le fondement de sa propre philosophie. Sa devise « Que sais-je ? » fait écho à la suspension du jugement sceptique<ref>Montaigne, ''Essais'', II, 12</ref>. Cette « crise pyrrhonienne » de la Renaissance joue un rôle décisif dans la formation de la philosophie moderne. Descartes élabore son projet de fondation métaphysique précisément pour répondre au défi de l'acatalépsie. Le cogito cartésien se présente comme la vérité première qui échappe au doute sceptique et fonde la possibilité de toute connaissance certaine<ref>Richard H. Popkin, ''Histoire du scepticisme d'Érasme à Spinoza'', 1979</ref>. === Résonances contemporaines === Dans la philosophie contemporaine, l'acatalépsie trouve des échos dans différents courants. L'épistémologie fallibiliste, qui soutient que toute connaissance humaine est révisable et faillible, reprend certains thèmes de l'acatalépsie académicienne sans en adopter les conclusions les plus extrêmes. Les débats sur le relativisme épistémique, sur les limites du constructivisme social, ou sur la nature de la justification épistémique font tous résonner, de manière plus ou moins directe, les questions soulevées par la doctrine antique de l'incompréhensibilité. Plus généralement, l'acatalépsie interroge notre rapport à la vérité et à la certitude dans un monde marqué par le pluralisme des perspectives et la contestation des autorités épistémiques traditionnelles. Elle nous invite à cultiver une forme de modestie intellectuelle, à reconnaître les limites de nos prétentions au savoir, tout en continuant l'effort de la pensée critique. == Voir aussi == * Scepticisme * Épochè * Nouvelle Académie * Pyrrhonisme * Stoïcisme * Arcésilas * Carnéade * Sextus Empiricus == Bibliographie == === Sources anciennes === * Cicéron, ''Académiques'', trad. José Kany-Turpin, Paris, GF-Flammarion, 2010 * Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', trad. sous la direction de Marie-Odile Goulet-Cazé, Paris, La Pochothèque, 1999 * Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', trad. Pierre Pellegrin, Paris, Seuil, 1997 * Sextus Empiricus, ''Contre les professeurs'', trad. sous la direction de Pierre Pellegrin, Paris, Seuil, 2002 === Études modernes === * Barnes Jonathan, ''The Toils of Scepticism'', Cambridge University Press, 1990 * Bett Richard, ''Pyrrho, his Antecedents, and his Legacy'', Oxford University Press, 2000 * Brochard Victor, ''Les Sceptiques grecs'', Paris, Vrin, 1887 (rééd. 2002) * Brunschwig Jacques, ''Papers in Hellenistic Philosophy'', Cambridge University Press, 1994 * Burnyeat Myles & Frede Michael (dir.), ''The Original Sceptics: A Controversy'', Indianapolis, Hackett, 1997 * Decleva Caizzi Fernanda, ''Pirrone. Testimonianze'', Naples, Bibliopolis, 1981 * Ioppolo Anna Maria, ''La testimonianza di Sesto Empirico sull'Accademia scettica'', Naples, Bibliopolis, 2009 * Long Anthony & Sedley David, ''Les Philosophes hellénistiques'', trad. Jacques Brunschwig et Pierre Pellegrin, 3 vol., Paris, GF-Flammarion, 2001 * Striker Gisela, ''Essays on Hellenistic Epistemology and Ethics'', Cambridge University Press, 1996 == Notes et références == {{references}} {{Autocat}} 471ojt93g88wc70k6gvya3jwubtynlo 767469 767465 2026-06-05T04:53:54Z PandaMystique 119061 767469 wikitext text/x-wiki {{DicoPhilo|Acatalépsie}} L''''acatalépsie''' (du grec ancien ἀκαταληψία, ''akatalêpsia'', de α privatif et κατάληψις, ''katálêpsis'', « saisie », « compréhension ») désigne d'abord, dans le contexte de la polémique du scepticisme antique contre les stoïciens, l'impossibilité d'obtenir une saisie cognitive infaillible, c'est-à-dire une représentation vraie qui porterait en elle un critère certain de vérité ; par extension, le terme en vient à désigner l'impossibilité de parvenir à une connaissance certaine. Cette notion s'inscrit au cœur d'un débat épistémologique majeur qui oppose, dès le III{{e}} siècle avant notre ère, les sceptiques de l'Académie (la Moyenne Académie d'Arcésilas, puis la Nouvelle Académie de Carnéade) aux stoïciens, puis se prolonge dans le néo-pyrrhonisme. == Origines et contexte philosophique == L'acatalépsie naît dans le contexte de la polémique entre la Moyenne Académie platonicienne et le stoïcisme naissant (la division entre Ancienne, Moyenne et Nouvelle Académie remonte aux doxographes anciens<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 220 ; Cicéron, pour sa part, appelle « Nouvelle Académie » l'école tout entière depuis Arcésilas</ref>). Pour comprendre cette notion, il faut d'abord saisir ce contre quoi elle se définit : la théorie stoïcienne de la connaissance, élaborée par Zénon de Citium (334-262 av. J.-C.), fondateur du Portique<ref>Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', VII, 1-38 ; sur la théorie stoïcienne de la représentation, VII, 49-51</ref>. === La katalêpsis stoïcienne === Les stoïciens développent une théorie de la connaissance fondée sur le concept de ''représentation compréhensive'' (φαντασία καταληπτική, ''phantasia katalêptikê''). Selon Zénon, une représentation est compréhensive lorsqu'elle remplit trois conditions : elle provient d'un objet existant, elle reproduit fidèlement cet objet, et elle est imprimée dans l'âme avec une telle netteté qu'elle ne pourrait provenir que de cet objet<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 248-252</ref>. La κατάληψις (''katalêpsis''), ou saisie cognitive, traduite en latin par ''comprehensio'', désigne l'état produit lorsque l'âme donne son assentiment à une représentation compréhensive : la représentation, reçue et approuvée, devient saisie. L'assentiment n'est donc pas identique à la saisie ; il en est la condition. Zénon illustrait cette gradation par un geste devenu célèbre : la main ouverte, doigts étendus, figure la représentation ; les doigts légèrement repliés, l'assentiment ; le poing fermé, la saisie (c'est de cette image qu'il aurait tiré le mot ''katalêpsis'') ; le poing serré dans l'autre main, enfin, la science, que seul le sage possède<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 145</ref>. Le sage stoïcien ne donne son assentiment qu'aux représentations compréhensives, garantissant ainsi la certitude de son savoir<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 37-38</ref>. Cette doctrine fait de la perception sensible, correctement utilisée, le fondement de toute connaissance certaine. == Arcésilas et la fondation de l'acatalépsie académicienne == C'est Arcésilas de Pitane (vers 316-241 av. J.-C.), scholarque de la Moyenne Académie à partir des années 268-264 av. J.-C. (à la mort de Cratès, son prédécesseur), qui fait de l'acatalépsie l'enjeu central de sa polémique contre les stoïciens<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 232-234</ref>. Rompant avec le dogmatisme platonicien de l'Ancienne Académie, Arcésilas engage une polémique systématique contre la théorie stoïcienne de la connaissance. === La critique de la représentation compréhensive === L'argumentation d'Arcésilas repose sur l'impossibilité de distinguer une représentation vraie d'une représentation fausse. Son argument principal consiste à montrer qu'il n'existe aucune représentation vraie qui ne puisse être en tous points semblable à une représentation fausse. Les rêves, les hallucinations, les erreurs des sens prouvent qu'une impression peut nous apparaître avec la plus grande clarté sans pour autant correspondre à la réalité<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 49-52</ref>. Face à l'affirmation stoïcienne selon laquelle le sage ne donne son assentiment qu'aux représentations compréhensives, Arcésilas pose une alternative : ou bien le sage a des opinions (ce qui est contradictoire avec la sagesse), ou bien il s'abstient entièrement d'affirmer quoi que ce soit. Puisqu'il n'existe pas de critère fiable pour distinguer le vrai du faux, le sage doit suspendre son jugement sur toutes choses<ref>Cicéron, ''Académiques'', I, 45</ref>. === De l'acatalépsie à l'épochè === L'acatalépsie conduit ainsi nécessairement à l'ἐποχή (''épochè''), la suspension du jugement. Si rien ne peut être saisi avec certitude, il faut s'abstenir de toute affirmation dogmatique. Cicéron rapporte qu'Arcésilas soutenait qu'on ne pouvait rien savoir, pas même ce que Socrate s'était finalement accordé, c'est-à-dire le savoir de sa propre ignorance<ref>Cicéron, ''Académiques'', I, 45</ref>. Ce prolongement de l'ignorance socratique jusqu'à ses conséquences extrêmes fait de l'acatalépsie académicienne une position épistémologique forte : elle affirme l'impossibilité de principe de toute connaissance certaine, et non simplement un constat d'ignorance ponctuel. La portée exacte de cette position fait toutefois l'objet d'un débat parmi les interprètes depuis l'article fondateur de Pierre Couissin. Selon la lecture dite dialectique, Arcésilas n'aurait jamais soutenu l'acatalépsie en son nom propre : raisonnant à partir des prémisses de ses adversaires, il se bornerait à montrer que les stoïciens eux-mêmes, une fois admise leur définition de la science et démontrée l'inexistence de la représentation compréhensive, sont contraints de conclure que rien ne peut être saisi et que le sage doit suspendre son jugement. L'acatalépsie serait ainsi une conséquence tirée du système stoïcien et retournée contre lui, non une doctrine académicienne. D'autres témoignages s'accordent avec cette lecture : Diogène Laërce et Sextus indiquent qu'Arcésilas parvenait à la suspension du jugement par la seule opposition des discours contraires, indépendamment des prémisses stoïciennes<ref>Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', IV, 28 ; Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 232. Pour la lecture dialectique : Pierre Couissin, « Le Stoïcisme de la Nouvelle Académie », ''Revue d'histoire de la philosophie'', 3, 1929, p. 241-276 ; contre une interprétation exclusivement dialectique : Anna Maria Ioppolo, ''La testimonianza di Sesto Empirico sull'Accademia scettica'', Naples, Bibliopolis, 2009</ref>. == L'acatalépsie chez Carnéade == Carnéade de Cyrène (214/213-129/128 av. J.-C., selon la chronologie d'Apollodore), le plus célèbre des scholarques sceptiques après Arcésilas, devient le chef de la Nouvelle Académie vers 160 av. J.-C. Son enseignement ne nous est connu qu'indirectement : les écrits de son disciple Clitomaque, qui l'avaient consigné, sont perdus, et nous dépendons des témoignages de Cicéron, lecteur de Clitomaque, et de Sextus Empiricus. Cet enseignement approfondit et nuance la doctrine de l'acatalépsie<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 159-189</ref>. === La théorie du probable === Tout en maintenant que rien ne peut être connu avec certitude, Carnéade reconnaît que la vie pratique exige des critères d'action. Il développe donc une théorie du πιθανόν (''pithanon''), du probable ou vraisemblable. Certaines représentations, bien que non compréhensives au sens stoïcien, présentent un degré de probabilité suffisant pour guider l'action<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 99-105</ref>. Le terme πιθανόν, que le latin de Cicéron rend par ''probabile'', signifie d'abord « persuasif », « convaincant » : Carnéade définit la représentation persuasive comme celle qui paraît vraie<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 169 et 174</ref>. La traduction par « probable », consacrée par l'usage, ne doit donc pas suggérer un calcul de fréquences : il s'agit d'une qualité phénoménale de la représentation, du degré de créance qu'elle inspire à celui qui la reçoit, non d'une probabilité au sens mathématique du terme<ref>Pierre Couissin, « Le Stoïcisme de la Nouvelle Académie », ''Revue d'histoire de la philosophie'', 3, 1929, p. 241-276 ; Myles Burnyeat, « Can the Sceptic Live his Scepticism? », dans Myles Burnyeat et Michael Frede (dir.), ''The Original Sceptics: A Controversy'', Indianapolis, Hackett, 1997</ref>. Un témoignage rapporté par Eusèbe et généralement attribué à Numénius précise en outre la différence avec Arcésilas : Carnéade aurait refusé d'étendre la suspension du jugement à toutes choses, en distinguant l'insaisissable (ἀκατάληπτον) de l'obscur (ἄδηλον) : toutes choses sont insaisissables, mais toutes ne sont pas obscures<ref>Eusèbe, ''Préparation évangélique'', XIV, 7, 15</ref>. Carnéade distingue trois degrés de probabilité : la représentation simplement probable, celle qui est à la fois probable et non contredite par d'autres représentations, et enfin celle qui est probable, non contredite et soigneusement examinée<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-189</ref>. Cette gradation permet de maintenir l'acatalépsie comme principe épistémologique tout en autorisant une conduite raisonnable dans la vie quotidienne. === Acatalépsie et action : l'objection de l'apraxia === Les stoïciens objectent aux académiciens que leur doctrine conduit à l'ἀπραξία (''apraxia''), l'impossibilité d'agir. Comment peut-on agir sans croire que telle action est préférable à telle autre ? Cicéron rapporte cette objection : supprimer l'assentiment, c'est supprimer du même coup tout mouvement de l'âme et toute action, et donc bannir l'action de la vie elle-même<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 39 ; l'argument revient en II, 31 et II, 61-62</ref>. La réponse d'Arcésilas, qui précède celle de Carnéade, comporte deux niveaux. Plutarque rapporte d'abord un argument qui dissocie l'action de l'assentiment : des trois mouvements de l'âme que distinguent les stoïciens (représentation, assentiment, impulsion), seul l'assentiment peut être suspendu ; la représentation et l'impulsion suffisent à mettre l'agent en mouvement, sans qu'aucun acte de jugement intervienne<ref>Plutarque, ''Contre Colotès'', 1122 A-D ; sur cette réponse en deux temps : Katja Maria Vogt, « Scepticism and Action », dans Richard Bett (dir.), ''The Cambridge Companion to Ancient Scepticism'', Cambridge University Press, 2010</ref>. Arcésilas ajoute que celui qui suspend son jugement sur toutes choses peut néanmoins régler sa conduite sur le εὔλογον (''eulogon''), le raisonnable : l'action droite est celle qui, une fois accomplie, peut recevoir une justification raisonnable<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 158</ref>. La formule retourne contre les stoïciens leur propre définition de l'action appropriée (καθῆκον) : leur théorie admettait déjà qu'à défaut de science, une justification raisonnable suffit à qualifier la conduite ; Arcésilas suggère qu'il faudra s'en contenter en toutes circonstances<ref>Gisela Striker, ''Essays on Hellenistic Epistemology and Ethics'', Cambridge University Press, 1996, en particulier l'essai « Sceptical Strategies »</ref>. La réponse de Carnéade consiste à montrer que l'action ne requiert pas l'assentiment à une vérité certaine, mais seulement le suivi de représentations probables : le sage académicien agit en fonction du πιθανόν, sans jamais tenir le probable pour vrai<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-175</ref>. Cette solution permet de maintenir l'acatalépsie universelle tout en évitant le reproche de rendre la vie impossible. Le sens exact de cette doctrine divisait déjà les disciples de Carnéade, qui n'écrivit rien. Métrodore de Stratonice, puis Philon de Larissa, comprenaient le maître au pied de la lettre : faute de représentation compréhensive, le sage pourra opiner, c'est-à-dire donner un assentiment révocable à ce qui n'est pas saisi<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 59 et 78</ref>. Clitomaque soutenait au contraire que Carnéade avait avancé cette thèse pour les besoins de la discussion plus qu'il ne l'avait approuvée (''magis ab eo disputatum quam probatum'', rapporte Cicéron, qui se range à cette lecture)<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 78 ; voir aussi II, 108 et II, 148</ref>. Aux yeux de Clitomaque, Carnéade avait accompli un travail comparable à celui d'Hercule en chassant de nos âmes l'assentiment, cette bête sauvage<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 108</ref>. Le débat entre ces deux lectures, celle d'un probabilisme sincère et celle d'une argumentation purement dialectique, se poursuit chez les interprètes modernes<ref>Gisela Striker, « Sceptical Strategies », dans ''Essays on Hellenistic Epistemology and Ethics'', Cambridge University Press, 1996 ; Harald Thorsrud, « Arcesilaus and Carneades », dans Richard Bett (dir.), ''The Cambridge Companion to Ancient Scepticism'', Cambridge University Press, 2010</ref>. == Le pyrrhonisme et l'acatalépsie == Le rapport entre le pyrrhonisme originel de Pyrrhon d'Élis (vers 365-275 av. J.-C.) et l'acatalépsie académicienne est complexe et demeure un sujet de débat parmi les historiens de la philosophie. Pyrrhon lui-même ne semble pas avoir employé le terme d'acatalépsie, mais son attitude philosophique partage avec celle-ci certains traits essentiels<ref>Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', IX, 61-108</ref>. === Pyrrhon et l'indétermination des choses === Selon le témoignage d'Aristoclès rapporté par Eusèbe, Timon de Phlionte, disciple de Pyrrhon, rapportait que celui-ci déclarait les choses « également indifférentes, indéterminées et indécises » (ἀδιάφορα καὶ ἀστάθμητα καὶ ἀνεπίκριτα). Par conséquent, « nos sensations et nos opinions ne sont ni vraies ni fausses »<ref>Eusèbe, ''Préparation évangélique'', XIV, 18, 1-4</ref>. Le témoignage s'organise en trois questions que doit examiner quiconque veut être heureux : quelle est la nature des choses ; quelle disposition adopter à leur égard ; ce qui en résultera pour qui adopte cette disposition. La réponse à la deuxième question prescrit de demeurer sans opinions, sans inclination et sans vacillement, en disant de chaque chose qu'elle n'est pas plus qu'elle n'est pas, ou qu'elle est et n'est pas, ou qu'elle n'est ni n'est pas (la formule du οὐ μᾶλλον, « pas plus »). La réponse à la troisième annonce d'abord l'aphasie, le refus de toute assertion, puis l'ataraxie. L'interprétation de ce passage demeure controversée : certains spécialistes y voient une thèse ontologique sur l'indétermination des choses elles-mêmes, d'autres une position épistémologique sur notre incapacité à les saisir. Si l'on adopte la première lecture, Pyrrhon ne se contenterait pas d'affirmer que nous ne pouvons pas saisir les choses, mais que les choses sont par nature indéterminées. Ce débat d'interprétation n'est pas une digression : de la lecture retenue dépend la place de Pyrrhon dans l'histoire de l'acatalépsie. Richard Bett fait valoir en faveur de la lecture ontologique la logique même du texte : l'inférence qu'il contient (les choses sont indéterminées, donc nos sensations et nos opinions ne sont ni vraies ni fausses) reste inintelligible si l'on comprend seulement que nous ne pouvons pas connaître les choses, car de notre ignorance il ne suivrait pas que nos jugements soient privés de toute valeur de vérité ; c'est l'indétermination des choses elles-mêmes qui empêche qu'aucun énoncé à leur sujet soit vrai ou faux<ref>Richard Bett, ''Pyrrho, his Antecedents, and his Legacy'', Oxford University Press, 2000, chap. 1</ref>. Marcel Conche aboutit, par une autre voie, à une conclusion voisine : le pyrrhonisme originel abolit la différence entre l'être et l'apparaître ; il ne reste qu'une apparence universelle, qui n'est l'apparence de rien (d'aucun être caché derrière elle) ni pour personne (pour aucun sujet qui lui resterait extérieur)<ref>Marcel Conche, ''Pyrrhon ou l'apparence'', Paris, PUF, 1994</ref>. Sur ces deux lectures, Pyrrhon n'enseigne pas l'insaisissabilité des choses, faute d'une nature des choses qui resterait à saisir : il se situe en amont du problème que l'acatalépsie académicienne formulera dans le vocabulaire stoïcien de la représentation. Cette différence, si elle est avérée, distinguerait le pyrrhonisme originel de l'acatalépsie académicienne. L'académicien suspend son jugement par prudence épistémologique, faute de critère fiable de vérité. Le pyrrhonien, si l'on suit cette interprétation, reconnaîtrait que les choses sont par nature telles qu'il n'y a tout simplement rien à saisir. Cette position ferait de Pyrrhon non pas un sceptique au sens strict, mais plutôt un philosophe de l'indifférenciation ontologique<ref>Cette lecture ontologique est défendue notamment par Marcel Conche, ''Pyrrhon ou l'apparence'', Paris, PUF, 1994 (1{{re}} éd. 1973), et par Richard Bett, ''Pyrrho, his Antecedents, and his Legacy'', Oxford University Press, 2000 ; Victor Brochard lisait au contraire Pyrrhon avant tout comme un moraliste (''Les Sceptiques grecs'', 1887)</ref>. === Énésidème et la renaissance pyrrhonienne === C'est Énésidème de Cnossos (première moitié du I{{er}} siècle av. J.-C.) qui, plusieurs siècles après Pyrrhon, fonde le néo-pyrrhonisme proprement dit, en réaction contre ce qu'il perçoit comme une dérive dogmatique de l'Académie sous Philon de Larissa (vers 159-84 ou 83 av. J.-C.). Dans son ouvrage ''Discours pyrrhoniens'', dédié à Lucius Tubéron, un Romain qui avait été son condisciple à l'Académie, Énésidème reproche aux académiciens d'affirmer dogmatiquement l'acatalépsie universelle<ref>Photius, ''Bibliothèque'', codex 212</ref>. Le résumé qu'en donne Photius conserve les formules les plus tranchantes : le pyrrhonien ne détermine rien, pas même ceci, que rien n'est déterminé ; les académiciens, surtout ceux d'aujourd'hui, adoptent tant de doctrines stoïciennes (le bien et le mal, le vrai et le faux, le persuasif et le non persuasif) qu'ils ressemblent à des stoïciens en guerre contre des stoïciens, dont ils ne se distinguent plus que sur la question de la représentation compréhensive<ref>Photius, ''Bibliothèque'', codex 212, 169 b - 170 a</ref>. La cible visée est l'Académie du temps de Philon de Larissa, ce qui situe la rédaction de l'ouvrage dans les premières décennies du I{{er}} siècle av. J.-C. Pour Énésidème, affirmer que « rien n'est compréhensible » revient à adopter un « dogmatisme négatif » qui contredit l'attitude sceptique véritable. Le pyrrhonien authentique ne doit pas affirmer l'incompréhensibilité des choses, mais suspendre son jugement sur cette question elle-même. La différence est subtile mais essentielle : selon cette présentation polémique, l'académicien risque de transformer l'incompréhensibilité en thèse négative (« je sais que je ne peux rien savoir »), tandis que le pyrrhonien se borne à dire : « je ne sais pas si je peux ou non savoir quelque chose »<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 1-3</ref>. Cette caractérisation, que reprend Aulu-Gelle, ne vaut toutefois pas sans réserve pour Arcésilas et Carnéade, et la recherche moderne l'a contestée : Cicéron atteste qu'ils refusaient précisément de savoir qu'ils ne savaient rien, étendant ainsi le doute à la thèse sceptique elle-même<ref>Aulu-Gelle, ''Nuits attiques'', XI, 5, 8 ; Cicéron, ''Académiques'', I, 45 et II, 28. Sur ce point : Gisela Striker, « On the Difference between the Pyrrhonists and the Academics », dans ''Essays on Hellenistic Epistemology and Ethics'', Cambridge University Press, 1996</ref>. La frontière que tracent Énésidème et Sextus entre les deux scepticismes relèverait donc en partie de la polémique d'école, soucieuse de réserver au pyrrhonisme le privilège de la cohérence. === Sextus Empiricus : la critique définitive de l'acatalépsie dogmatique === Sextus Empiricus (seconde moitié du II{{e}} siècle apr. J.-C., peut-être encore actif au début du III{{e}} siècle), notre principale source sur le pyrrhonisme tardif, systématise cette critique de l'acatalépsie académicienne. Il distingue soigneusement trois attitudes philosophiques : le dogmatisme positif (qui affirme avoir trouvé la vérité), le dogmatisme négatif ou acataleptique (qui affirme que la vérité ne peut être trouvée), et le scepticisme pyrrhonien (qui continue de chercher sans rien affirmer)<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 1-4</ref>. Les académiciens, en affirmant l'acatalépsie universelle, appartiennent selon Sextus à la deuxième catégorie. Ils sont dogmatiques parce qu'ils soutiennent une thèse définie sur la nature de la connaissance. Le pyrrhonien, au contraire, se contente de constater qu'il n'a pas encore trouvé de critère fiable de vérité, sans affirmer qu'un tel critère n'existe pas. Cette position lui permet d'éviter toute affirmation dogmatique, positive ou négative<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 200-205</ref>. Sextus critique également la doctrine carnéadienne du probable. En acceptant de suivre certaines représentations plutôt que d'autres, l'académicien manifeste une préférence qui implique un jugement de valeur. Or ce jugement présuppose précisément ce qui devrait être mis en doute : la possibilité de distinguer le plus probable du moins probable<ref>Sextus Empiricus, ''Adversus Mathematicos'', VII, 166-189</ref>. Le pyrrhonien, lui, se laisse conduire passivement par les apparences, sans affirmer qu'elles sont plus ou moins probables. == Portée philosophique et épistémologique == === L'acatalépsie comme critique du dogmatisme === L'acatalépsie académicienne et la suspension pyrrhonienne représentent, chacune à sa manière, une critique de toute prétention à la connaissance certaine. Elles mettent en lumière les limites de nos facultés cognitives et la fragilité des critères sur lesquels nous fondons nos croyances. En montrant l'impossibilité de distinguer avec certitude une représentation vraie d'une représentation fausse, elles ébranlent les fondements mêmes de l'épistémologie dogmatique. Cette critique conserve toute sa pertinence philosophique. Les arguments sceptiques contre les critères de vérité anticipent de nombreuses discussions modernes sur les fondements de la connaissance, de Descartes à la philosophie analytique contemporaine. Leur forme la plus achevée se trouve dans les cinq modes attribués à Agrippa : le désaccord, la régression à l'infini, la relativité, l'hypothèse et le diallèle (le cercle vicieux)<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 164-177 ; Diogène Laërce, IX, 88-89</ref>. Toute justification, montrent ces modes, s'expose à un trilemme : ou bien elle s'appuie sur une raison qui appelle elle-même une raison, à l'infini ; ou bien elle revient en cercle sur ce qu'elle devait établir ; ou bien elle s'arrête à une hypothèse posée sans preuve, à laquelle on pourra toujours opposer l'hypothèse contraire. Jonathan Barnes a décrit ce dispositif comme un filet dans lequel le sceptique entend prendre le dogmatique, quel que soit le chemin que celui-ci choisit<ref>Jonathan Barnes, ''The Toils of Scepticism'', Cambridge University Press, 1990</ref>. La question posée par l'acatalépsie (comment justifier nos prétentions à la connaissance sans tomber dans ce piège ?) demeure au cœur de l'épistémologie, où le trilemme d'Agrippa continue d'être discuté sous ce nom. === L'acatalépsie et la vie éthique === Au-delà de ses implications épistémologiques, l'acatalépsie possède une dimension éthique et existentielle. En nous libérant de l'attachement aux opinions et aux certitudes, elle ouvre la voie à l'ἀταραξία (''ataraxia''), la tranquillité de l'âme qui constitue le but ultime de la philosophie sceptique<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 25-30</ref>. Sextus précise comment cette vie sans opinions reste possible : le sceptique suit les apparences selon une observance quadruple, qui comprend la conduite de la nature, la contrainte des affections (la faim conduit à manger, la soif à boire), la tradition des lois et des coutumes, enfin l'apprentissage des techniques<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 23-24</ref>. Dans les choses qui s'imposent à lui malgré tout, comme la douleur ou le froid, il n'atteint pas l'absence de trouble, mais une modération des affections (μετριοπάθεια), allégées de la croyance supplémentaire qu'elles seraient des maux par nature<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 30</ref>. Celui qui a reconnu, avec l'académicien, qu'aucune saisie certaine n'est accessible, ou qui suspend son jugement à la manière pyrrhonienne, cesse de se troubler pour des questions qu'il ne peut trancher. Il ne s'agite plus pour défendre des opinions qu'il sait incertaines. Cette attitude philosophique conduit à une forme de détachement serein à l'égard des conflits doctrinaux et des controverses dogmatiques. L'acatalépsie devient ainsi un exercice spirituel, une pratique de libération par rapport aux passions intellectuelles. === L'objection de l'incohérence === Une objection majeure adressée à la doctrine de l'acatalépsie concerne sa cohérence interne. Si rien ne peut être connu avec certitude, comment le sceptique peut-il affirmer cette thèse elle-même ? L'affirmation « rien n'est compréhensible » ne prétend-elle pas à une forme de connaissance certaine qui se contredit elle-même ? Cette objection traverse toute l'histoire du scepticisme antique et trouvera un écho dans la critique d'Augustin<ref>Augustin, ''Contre les Académiciens''</ref>. Les académiciens ont tenté de répondre à cette objection en distinguant différents niveaux de certitude. Clitomaque, disciple de Carnéade, explique que l'acatalépsie ne prétend pas être une vérité absolue, mais seulement la conclusion la plus raisonnable que l'on puisse tirer de l'examen des arguments<ref>Cicéron, ''Académiques'', II, 109-110</ref>. Les pyrrhoniens, pour leur part, évitent cette difficulté en refusant d'affirmer dogmatiquement l'acatalépsie : ils se contentent de dire qu'ils n'ont pas encore trouvé de connaissance certaine, laissant ouverte la possibilité qu'elle existe. Sextus ajoute que les formules sceptiques (« pas plus », « je ne détermine rien ») s'incluent elles-mêmes dans leur propre portée et s'annulent avec le reste, comme les purgatifs qui s'évacuent du corps avec les humeurs qu'ils chassent<ref>Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', I, 14-15 et I, 206</ref>. == Postérité et influence == === Dans l'Antiquité tardive === L'acatalépsie académicienne exerce une influence étendue et durable sur la philosophie hellénistique et romaine. Cicéron, qui se réclame de la Nouvelle Académie, en fait le fondement de sa méthode philosophique. En refusant toute certitude dogmatique, il peut examiner librement les arguments des différentes écoles sans s'engager définitivement dans aucune<ref>Cicéron, ''De Natura Deorum'', I, 11-12</ref>. Les Pères de l'Église s'emparent de l'acatalépsie pour critiquer la philosophie païenne, mais aussi comme étape vers la foi. Augustin, dans son ''Contre les Académiciens'', retrace son propre cheminement depuis le scepticisme académicien jusqu'à la certitude de la foi chrétienne. L'acatalépsie philosophique devient le prélude à la réception de la vérité révélée<ref>Augustin, ''Contre les Académiciens'', I-III</ref>. === Renaissance et période moderne === La redécouverte des textes sceptiques à la Renaissance, notamment les ''Esquisses pyrrhoniennes'' de Sextus Empiricus, entraîne un regain d'intérêt pour l'acatalépsie. Montaigne, dans son ''Apologie de Raymond Sebond'', reprend plusieurs motifs sceptiques proches de l'acatalépsie, sans que son scepticisme, où se mêlent sources pyrrhoniennes, académiciennes et fidéistes, s'y réduise. Sa devise « Que sais-je ? » fait écho à la suspension du jugement sceptique<ref>Montaigne, ''Essais'', II, 12</ref>. Cette « crise pyrrhonienne » de la Renaissance joue un rôle déterminant dans la formation de la philosophie moderne. Descartes élabore sa méthode du doute et son projet de fondation métaphysique dans un contexte marqué par la redécouverte des arguments sceptiques antiques, dont l'acatalépsie est l'une des composantes. Le cogito cartésien se présente comme la vérité première qui échappe au doute sceptique et fonde la possibilité de toute connaissance certaine<ref>Richard H. Popkin, ''Histoire du scepticisme d'Érasme à Spinoza'', trad. Christine Hivet, Paris, PUF, 1995</ref>. === Résonances contemporaines === Dans la philosophie contemporaine, l'acatalépsie trouve des échos dans différents courants. L'épistémologie fallibiliste, qui soutient que toute connaissance humaine est révisable et faillible, reprend certains thèmes de l'acatalépsie académicienne sans en adopter les conclusions les plus extrêmes. Les débats sur le relativisme épistémique, sur les limites du constructivisme social, ou sur la nature de la justification épistémique font tous résonner, de manière plus ou moins directe, les questions soulevées par la doctrine antique de l'incompréhensibilité. Plus généralement, l'acatalépsie interroge notre rapport à la vérité et à la certitude. Elle invite à une forme de modestie intellectuelle : reconnaître les limites de nos prétentions au savoir, mesurer la fragilité des critères dont nous disposons, sans renoncer pour autant à l'effort de la pensée critique ni à l'examen des raisons. == Notes et références == {{references|colonnes=2}} == Bibliographie == === Sources anciennes === * Cicéron, ''Académiques'', trad. José Kany-Turpin, Paris, GF-Flammarion, 2010 * Diogène Laërce, ''Vies et doctrines des philosophes illustres'', trad. sous la direction de Marie-Odile Goulet-Cazé, Paris, La Pochothèque, 1999 * Sextus Empiricus, ''Esquisses pyrrhoniennes'', trad. Pierre Pellegrin, Paris, Seuil, 1997 * Sextus Empiricus, ''Contre les professeurs'', trad. sous la direction de Pierre Pellegrin, Paris, Seuil, 2002 (ce volume couvre les livres I à VI de l'ouvrage cité comme ''Adversus Mathematicos'') * Sextus Empiricus, ''Against the Logicians'' (''Adversus Mathematicos'', VII-VIII, c'est-à-dire les deux livres du ''Contre les logiciens'', abondamment cités dans le présent article), trad. Richard Bett, Cambridge University Press, 2005 === Études modernes === * Annas Julia & Barnes Jonathan, ''The Modes of Scepticism'', Cambridge University Press, 1985 * Bailey Alan, ''Sextus Empiricus and Pyrrhonean Scepticism'', Oxford University Press, 2002 * Barnes Jonathan, ''The Toils of Scepticism'', Cambridge University Press, 1990 * Bett Richard, ''Pyrrho, his Antecedents, and his Legacy'', Oxford University Press, 2000 * Bett Richard (dir.), ''The Cambridge Companion to Ancient Scepticism'', Cambridge University Press, 2010 * Brochard Victor, ''Les Sceptiques grecs'', Paris, Imprimerie nationale, 1887 ; 2{{e}} éd. Paris, Vrin, 1923 ; rééd. Paris, Le Livre de Poche, 2002 (présentation de Jean-François Balaudé) * Brunschwig Jacques, ''Papers in Hellenistic Philosophy'', Cambridge University Press, 1994 * Burnyeat Myles & Frede Michael (dir.), ''The Original Sceptics: A Controversy'', Indianapolis, Hackett, 1997 * Conche Marcel, ''Pyrrhon ou l'apparence'', Paris, PUF, 1994 (1{{re}} éd. Villers-sur-Mer, Éditions de Mégare, 1973) * Couissin Pierre, « Le Stoïcisme de la Nouvelle Académie », ''Revue d'histoire de la philosophie'', 3, 1929, p. 241-276 * Decleva Caizzi Fernanda, ''Pirrone. Testimonianze'', Naples, Bibliopolis, 1981 * Hankinson Robert James, ''The Sceptics'', Londres et New York, Routledge, 1995 * Ioppolo Anna Maria, ''La testimonianza di Sesto Empirico sull'Accademia scettica'', Naples, Bibliopolis, 2009 * Lévy Carlos, ''Les Scepticismes'', Paris, PUF, coll. « Que sais-je ? », 2008 * Long Anthony & Sedley David, ''Les Philosophes hellénistiques'', trad. Jacques Brunschwig et Pierre Pellegrin, 3 vol., Paris, GF-Flammarion, 2001 * Popkin Richard H., ''Histoire du scepticisme d'Érasme à Spinoza'', trad. Christine Hivet, Paris, PUF, coll. « Léviathan », 1995 * Striker Gisela, ''Essays on Hellenistic Epistemology and Ethics'', Cambridge University Press, 1996 {{Autocat}} hx3qgm8jis27kyxei465xixr2f3it0d 0 83349 767459 767455 2026-06-04T12:14:20Z Cdang 1202 /* C */ callable 767459 wikitext text/x-wiki {{SommaireCompact}} == * == * <code>+</code> (plus) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>+=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>-</code> (moins) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>-=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>*</code> (astérisque) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>**</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>/</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>//</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>^</code> (circonflexe) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#cite_note-2|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&</code> (esperluette) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] * <code>|</code> (tube) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>|=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] == A == * aléatoire (générateur de nombres pseudo-~) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Graphiques|2]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|3]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''4''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|6]] * <code>numpy.arange()</code> : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Premier_tracé_graphique|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|2]], [[../../Graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices#Définir_un_tenseur|'''3''']]<br /> → [[#R|<code>range()</code>]] * <code>numpy.array()</code> (classe <code>ndarray</code>) : [[../../Fonctions_mathématiques_générales#Vecteurs_et_matrices|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Exploiter_le_contenu_d'un_fichier_texte|2]], [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices|'''4''']], [[../../Statistiques#Méthodes_de_matrices|5]], [[../../Algèbre_linéaire#Opérations_vectorielles|6]] == B == * booléens : 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[[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''4''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|6]] * <code>numpy.arange()</code> : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Premier_tracé_graphique|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|2]], [[../../Graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices#Définir_un_tenseur|'''3''']]<br /> → [[#R|<code>range()</code>]] * <code>numpy.array()</code> (classe <code>ndarray</code>) : [[../../Fonctions_mathématiques_générales#Vecteurs_et_matrices|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Exploiter_le_contenu_d'un_fichier_texte|2]], [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices|'''4''']], [[../../Statistiques#Méthodes_de_matrices|5]], [[../../Algèbre_linéaire#Opérations_vectorielles|6]] == B == * booléens : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Fonctions mathématiques générales#Fonctions booléennes|2]] * <code>break()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == C == * ''{{lang|en|callable}}'' (« appelable ») : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Appelable_(callable)|1]] * <code>str.capitalize()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.center()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>chr()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|1]] * complexe (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>continue()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == D == * <code>def</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * division euclidienne : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == E == * <code>elif</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * <code>else</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == F == * <code>str.find()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * fonction (définir une ~) : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * <code>for</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == H == * <code>html</code> (module) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Les_chaînes_de_caractères|1]], [[./../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]] == I == * <code>if</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * imaginaire (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>in</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|1]], [[../../Éléments de programmation#Définition en compréhension|2]] * installation d'un module : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * <code>str.isdigit()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == J == * <code>j</code> (imaginaire) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == L == * <code>str.ljust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.lower()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == M == * Matplotlib (module) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] == N == * <code>nextafter()</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]] * <code>normal()</code> [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]] == P == * <code>str.partition()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>pip install</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * puissance (élévation à la) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>pyplot</code> (option de Matplotlib), <code>plt</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] * PyQt (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_PyQt|1]] == R == * <code>rand()</code> : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']] * <code>randn()</code> : [[../../Graphiques|1]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|2]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''3''']], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|4]] * <code>random</code> (module NumPy) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|3]] * <code>range()</code> : [[../../Premiers programmes#Deuxième_programme|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|3]], [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|4]]<br /> → [[#A|<code>np.arange()</code>]] * réel à virgule flottante (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>str.replace()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rfind()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rjust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == S == * ''shebang'' : [[../../Découverte de Python et de Jupyter|1]] * <code>str.split()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == T == * Tk (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_Tk|1]] == U == * <code>str.upper()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == W == * <code>while</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] ---- [[../../Traitement d'images|Traitement d'images]] &lt; [[../../|↑]] &gt; [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] c2twif34qt9b9ip39h3fk5i8o8eccym 767482 767481 2026-06-05T07:46:50Z Cdang 1202 /* H */ typo 767482 wikitext text/x-wiki {{SommaireCompact}} == * == * <code>+</code> (plus) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>+=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>-</code> (moins) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>-=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>*</code> (astérisque) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>**</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>/</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>//</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>^</code> (circonflexe) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#cite_note-2|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&</code> (esperluette) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] * <code>|</code> (tube) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>|=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] == A == * aléatoire (générateur de nombres pseudo-~) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Graphiques|2]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|3]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''4''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|6]] * <code>numpy.arange()</code> : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Premier_tracé_graphique|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|2]], [[../../Graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices#Définir_un_tenseur|'''3''']]<br /> → [[#R|<code>range()</code>]] * <code>numpy.array()</code> (classe <code>ndarray</code>) : [[../../Fonctions_mathématiques_générales#Vecteurs_et_matrices|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Exploiter_le_contenu_d'un_fichier_texte|2]], [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices|'''4''']], [[../../Statistiques#Méthodes_de_matrices|5]], [[../../Algèbre_linéaire#Opérations_vectorielles|6]] == B == * booléens : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Fonctions mathématiques générales#Fonctions booléennes|2]] * <code>break()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == C == * ''{{lang|en|callable}}'' (« appelable ») : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Appelable_(callable)|1]] * <code>str.capitalize()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.center()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>chr()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|1]] * complexe (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>continue()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == D == * <code>def</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * division euclidienne : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == E == * <code>elif</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * <code>else</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == F == * <code>str.find()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * fonction (définir une ~) : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * <code>for</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == H == * <code>html</code> (module) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Les_chaînes_de_caractères|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]] == I == * <code>if</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * imaginaire (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>in</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|1]], [[../../Éléments de programmation#Définition en compréhension|2]] * installation d'un module : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * <code>str.isdigit()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == J == * <code>j</code> (imaginaire) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == L == * <code>str.ljust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.lower()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == M == * Matplotlib (module) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] == N == * <code>nextafter()</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]] * <code>normal()</code> [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]] == P == * <code>str.partition()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>pip install</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * puissance (élévation à la) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>pyplot</code> (option de Matplotlib), <code>plt</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] * PyQt (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_PyQt|1]] == R == * <code>rand()</code> : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']] * <code>randn()</code> : [[../../Graphiques|1]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|2]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''3''']], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|4]] * <code>random</code> (module NumPy) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|3]] * <code>range()</code> : [[../../Premiers programmes#Deuxième_programme|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|3]], [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|4]]<br /> → [[#A|<code>np.arange()</code>]] * réel à virgule flottante (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>str.replace()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rfind()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rjust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == S == * ''shebang'' : [[../../Découverte de Python et de Jupyter|1]] * <code>str.split()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == T == * Tk (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_Tk|1]] == U == * <code>str.upper()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == W == * <code>while</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] ---- [[../../Traitement d'images|Traitement d'images]] &lt; [[../../|↑]] &gt; [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] 2mz5mfrbm2sre4vd6aj00351k2xeu58 767484 767482 2026-06-05T08:02:58Z Cdang 1202 plt 767484 wikitext text/x-wiki {{SommaireCompact}} == * == * <code>+</code> (plus) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>+=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>-</code> (moins) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>-=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>*</code> (astérisque) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>**</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>/</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>//</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>^</code> (circonflexe) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#cite_note-2|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&</code> (esperluette) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] * <code>|</code> (tube) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>|=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] == A == * aléatoire (générateur de nombres pseudo-~) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Graphiques|2]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|3]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''4''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|6]] <code>axes.annotate()</code> : [[../../Graphiques#Annotations|1]] * <code>numpy.arange()</code> : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Premier_tracé_graphique|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|2]], [[../../Graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices#Définir_un_tenseur|'''3''']]<br /> → [[#R|<code>range()</code>]] * <code>numpy.array()</code> (classe <code>ndarray</code>) : [[../../Fonctions_mathématiques_générales#Vecteurs_et_matrices|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Exploiter_le_contenu_d'un_fichier_texte|2]], [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices|'''4''']], [[../../Statistiques#Méthodes_de_matrices|5]], [[../../Algèbre_linéaire#Opérations_vectorielles|6]] * <code>fig.axes</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] == B == * <code>plt.bar()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] * booléens : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Fonctions mathématiques générales#Fonctions booléennes|2]] * <code>break()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == C == * ''{{lang|en|callable}}'' (« appelable ») : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Appelable_(callable)|1]] * <code>str.capitalize()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.center()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>chr()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|1]] * <code>color</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * complexe (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>continue()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == D == * <code>def</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * division euclidienne : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == E == * <code>elif</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * <code>else</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == F == * <code>fillstyle</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>str.find()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * fonction (définir une ~) : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * <code>for</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == G == * <code>plt.gca()</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] * <code>plt.gcf()</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] == H == * <code>plt.hist()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>html</code> (module) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Les_chaînes_de_caractères|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]] == I == * <code>if</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * imaginaire (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>in</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|1]], [[../../Éléments de programmation#Définition en compréhension|2]] * installation d'un module : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * <code>str.isdigit()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == J == * <code>j</code> (imaginaire) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == L == * <code>plt.legend()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>linestyle</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>linewidth</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>str.ljust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.lower()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>ls</code> (paramètre) : voir ''linestyle'' * <code>lw</code> (paramètre) : voir ''linewidth'' == M == * <code>marker</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markeredgecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markeredgewidth</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markerfacecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markersize</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * Matplotlib (module) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] == N == * <code>nextafter()</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]] * <code>normal()</code> [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]] == P == * <code>str.partition()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>pip install</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * <code>plt.plot()</code> : [[../../Graphiques|1]] * puissance (élévation à la) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>pyplot</code> (option de Matplotlib), <code>plt</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] * PyQt (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_PyQt|1]] == Q == * <code>plt.quiver()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] == R == * <code>rand()</code> : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']] * <code>randn()</code> : [[../../Graphiques|1]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|2]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''3''']], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|4]] * <code>random</code> (module NumPy) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|3]] * <code>range()</code> : [[../../Premiers programmes#Deuxième_programme|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|3]], [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|4]]<br /> → [[#A|<code>np.arange()</code>]] * réel à virgule flottante (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>str.replace()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rfind()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rjust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == S == * <code>plt.savefig()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axes.set_title()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axes.set_xlabel()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axes.set_ylabel()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * ''shebang'' : [[../../Découverte de Python et de Jupyter|1]] * <code>plt.show()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>str.split()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>plt.step()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] * <code>plt.subplots()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>fig.suptitle()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>plt.suptitle()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] == T == <code>plt.text()</code> : [[../../Graphiques#Annotations|1]] * <code>plt.title()</code> : [[../../Graphiques|1]] * Tk (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_Tk|1]] == U == * <code>str.upper()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == W == * <code>while</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == X == * <code>plt.xlabel()</code> : [[../../Graphiques|1]] == Y == * <code>plt.ylabel()</code> : [[../../Graphiques|1]] ---- [[../../Traitement d'images|Traitement d'images]] &lt; [[../../|↑]] &gt; [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] f64kgviho2zhax4ai1qqbf9to1o1erg 767485 767484 2026-06-05T08:27:18Z Cdang 1202 graphique 767485 wikitext text/x-wiki {{SommaireCompact}} == * == * <code>+</code> (plus) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>+=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>-</code> (moins) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>-=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>*</code> (astérisque) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>**</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>/</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>//</code> (barre de fraction) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>^</code> (circonflexe) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#cite_note-2|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&</code> (esperluette) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>&=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] * <code>|</code> (tube) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|2]] * <code>|=</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]] == A == * <code>plt.add_subplot()</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>axis.add_patch()</code> : [[../../Graphiques#Dessins|1]] * aléatoire (générateur de nombres pseudo-~) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Graphiques|2]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|3]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''4''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|6]] <code>axes.annotate()</code> : [[../../Graphiques#Annotations|1]] * <code>numpy.arange()</code> : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Premier_tracé_graphique|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|2]], [[../../Graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices#Définir_un_tenseur|'''3''']]<br /> → [[#R|<code>range()</code>]] * <code>numpy.array()</code> (classe <code>ndarray</code>) : [[../../Fonctions_mathématiques_générales#Vecteurs_et_matrices|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Exploiter_le_contenu_d'un_fichier_texte|2]], [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|3]], [[../../Manipulation_de_matrices|'''4''']], [[../../Statistiques#Méthodes_de_matrices|5]], [[../../Algèbre_linéaire#Opérations_vectorielles|6]] * <code>fig.axes</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] == B == * <code>plt.bar()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] * booléens : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les booléens|1]], [[../../Fonctions mathématiques générales#Fonctions booléennes|2]] * <code>break()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == C == * ''{{lang|en|callable}}'' (« appelable ») : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Appelable_(callable)|1]] * <code>str.capitalize()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.center()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>chr()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|1]] * <code>color</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>fig.colorbar()</code> : [[../../Graphiques#Cartes_de_valeurs_et_de_vecteurs|1]] * complexe (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>plt.contour()</code> : [[../../Graphiques#Cartes_de_valeurs_et_de_vecteurs|1]] * <code>plt.contourf()</code> : [[../../Graphiques#Cartes_de_valeurs_et_de_vecteurs|1]] * <code>continue()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == D == * <code>def</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * division euclidienne : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>dpi</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_de_la_figure|1]] == E == * <code>edgecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_de_la_figure|1]] * <code>elif</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * <code>else</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == F == * <code>facecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_de_la_figure|1]] * <code>figsize</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_de_la_figure|1]] * <code>fillstyle</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>str.find()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * fonction (définir une ~) : [[../../Éléments_de_programmation#Fonction|1]] * <code>for</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == G == * <code>plt.gca()</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] * <code>plt.gcf()</code> : [[../../Graphiques#Styles_de_codage_«_pyplot_»_et_«_OO_»|1]] * GIF animé : [[../../Graphiques#Créer_un_GIF_animé|1]] == H == * <code>plt.hist()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>html</code> (module) : [[../../Découverte_de_Python_et_de_Jupyter#Les_chaînes_de_caractères|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]] == I == * <code>if</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] * imaginaire (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>in</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Les ensembles et les dictionnaires|1]], [[../../Éléments de programmation#Définition en compréhension|2]] * installation d'un module : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * <code>str.isdigit()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == J == * <code>j</code> (imaginaire) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] == L == * LaTeX : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_du_texte|1]] * <code>layout</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_de_la_figure|1]] * <code>plt.legend()</code> : [[../../Graphiques|1]], [[../../Graphiques#Plusieurs_courbes_sur_un_même_système_d'axes|2]] * <code>linear</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>linestyle</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>linewidth</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>str.ljust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>log</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>logit</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>str.lower()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>ls</code> (paramètre) : voir ''linestyle'' * <code>lw</code> (paramètre) : voir ''linewidth'' == M == * <code>marker</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markeredgecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markeredgewidth</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markerfacecolor</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>markersize</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * Matplotlib (module) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] * <code>np.meshgrid()</code> : [[../../Graphiques#Cartes_de_valeurs_et_de_vecteurs|1]] == N == * <code>nextafter()</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]] * <code>normal()</code> [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|5]] == P == * <code>str.partition()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * ''patch'' (pièce, dessin) : [[../../Graphiques#Dessins|1]] * <code>plt.pcolormesh()</code> : [[../../Graphiques#Cartes_de_valeurs_et_de_vecteurs|1]] * <code>pip install</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Installation et mise à jour de modules|1]] * PIL (module ''Python imaging library'') : [[../../Graphiques#Créer_un_GIF_animé|1]] * <code>plt.plot()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>plt.plot_surface()</code> : [[../../Graphiques#Surfaces_3D|1]] * <code>plt.polar()</code> : [[../../Graphiques#Tracé_polaire|1]] * puissance (élévation à la) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>pyplot</code> (option de Matplotlib), <code>plt</code> : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Premier tracé graphique|1]], [[../../Graphiques|2]] * PyQt (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_PyQt|1]] == Q == * <code>plt.quiver()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] == R == * <code>rand()</code> : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']] * <code>randn()</code> : [[../../Graphiques|1]], [[../../Polynômes#Régression polynomiale|2]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''3''']], [[../../Régression et optimisation#Régression linéaire|4]] * <code>random</code> (module NumPy) : [[../../Éléments de programmation#Utilisation de Pandas|1]], [[../../Statistiques#Fréquence, histogramme|'''2''']], [[../../Interpolation, extrapolation et lissage#Avec le module scipy.signal|3]] * <code>range()</code> : [[../../Premiers programmes#Deuxième_programme|1]], [[../../Éléments_de_programmation#Autres_fonctions|2]], [[../../Éléments_de_programmation#Définition_en_compréhension|3]], [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|4]]<br /> → [[#A|<code>np.arange()</code>]] * <code>plt.rcParams()</code> : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_du_texte|1]] * réel à virgule flottante (nombre) : [[../../Découverte de Python et de Jupyter#Commandes élémentaires|1]] * <code>str.replace()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rfind()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>str.rjust()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == S == * <code>plt.savefig()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>line2D.set()</code>[[../../Graphiques#Plusieurs_courbes_sur_un_même_système_d'axes|1]] * <code>axis.set_aspect()</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>line2D.set_label()</code>[[../../Graphiques#Plusieurs_courbes_sur_un_même_système_d'axes|1]] * <code>line2D.set_linestyle()</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Mise_en_forme_d'une_courbe|1]] * <code>axes.set_rticks()</code> : [[../../Graphiques#Tracé_polaire|1]] * <code>axes.set_thetagrids()</code> : [[../../Graphiques#Tracé_polaire|1]] * <code>axes.set_title()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axes.set_xlabel()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axis.set_xlim()</code> : [[../../Graphiques#Dessins|1]] * <code>axis.set_xsticks()</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * <code>axes.set_ylabel()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>axis.set_ylim()</code> : [[../../Graphiques#Dessins|1]] * <code>axis.set_minor_formatter()</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] * ''shebang'' : [[../../Découverte de Python et de Jupyter|1]] * <code>plt.show()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>str.split()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] * <code>plt.step()</code> : [[../../Graphiques#Autres_exemples_de_tracés_2D|1]] * <code>plt.subplots()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>fig.suptitle()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>plt.suptitle()</code> : [[../../Graphiques#Exemple|1]] * <code>symlog</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Gestion_des_échelles|1]] == T == * <code>plt.text()</code> : [[../../Graphiques#Annotations|1]] * <code>plt.title()</code> : [[../../Graphiques|1]] * <code>aix.transData()</code> : [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|1]] * <code>transform</code> (paramètre) : [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|1]] * <code>matplotlib.transforms()</code> : [[../../Graphiques#Transformation_des_objets_graphiques|1]] * Tk (module) : [[../../Éléments_de_programmation#Avec_Tk|1]] == U == * <code>str.upper()</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Méthodes_des_chaînes|1]] == W == * <code>while</code> : [[../../Éléments_de_programmation#Structures_de_contrôle|1]] == X == * <code>plt.xlabel()</code> : [[../../Graphiques|1]] == Y == * <code>plt.ylabel()</code> : [[../../Graphiques|1]] ---- [[../../Traitement d'images|Traitement d'images]] &lt; [[../../|↑]] &gt; [[Catégorie:Python pour le calcul scientifique (livre)]] 6s07rxgphmgoj7zv724y612oiue2s7o 0 83427 767466 767422 2026-06-05T04:13:28Z PandaMystique 119061 767466 wikitext text/x-wiki {| style="width:100%; margin:1em 0; background:#f3f6fb; border:1px solid #d9e2ef; border-radius:14px; border-collapse:separate; border-spacing:0; box-shadow:0 2px 8px rgba(0,0,0,.06); font-size:92%;" |- | style="padding:10px 14px; width:25%;" | | style="padding:12px 14px; text-align:center; width:50%;"| <div style="font-size:145%; font-weight:600; color:#324a72; line-height:1.15;">'''''Crépuscule des idoles'''''</div> <div style="margin-top:3px; font-size:98%; color:#556b86; line-height:1.5;">'''ou Comment on philosophe avec un marteau '''</div> | style="padding:10px 14px; text-align:right; width:25%;"| |} {{Haut de page|Philosophie/Nietzsche/Crépuscule des idoles/Sommaire}} Cet avant-propos, écrit à Turin, est daté par Nietzsche du 30 septembre 1888, « jour où fut achevé le premier livre de l'''Inversion de toutes les valeurs''. » (voir à ce propos [[Philosophie/Nietzsche/La Volonté de puissance|Volonté de puissance]]). Nietzsche y décrit son engagement dans une cause difficile, difficulté qui exige néanmoins une certaine gaieté, une certaine ironie à l'égard du sérieux avec lequel on peut considérer les problèmes ici soulevés. Pour se défaire de son sérieux et d'une excessive intériorisation qui ont tendance à nous rendre trop pesants et graves dans nos pensées, Nietzsche recommande la guerre. Les blessures de la guerre (i.e. de la polémique, de l'opposition, etc.) ont en effet une vertu curative, et il prend pour devise : :« increscunt animi, virescit volnere virtus. » Mais il y a une autre cure - selon lui préférable : ''ausculter les idoles''. C'est l'objet de ce livre. En quoi consiste cette auscultation ? Elle consiste à faire entendre le son creux des idoles ; le marteau dont parle Nietzsche est ainsi un marteau de médecin. Il y aurait donc un contre-sens à penser que Nietzsche entend frapper comme une brute sur tout ce qui se présente (ce que peut suggérer le sous-titre de cette œuvre qui se traduit littéralement : ''comment philosopher à coups de marteau''). Le marteau est au contraire une métaphore, métaphore qui veut signifier que si l'on critique sérieusement les idoles qui pullulent dans le monde, on ''entendra'' qu'elles sont en réalité vides, mais qu'elles le cachaient bien. Cet ouvrage est donc pour Nietzsche un délassement de psychologue (parmi les premiers titres que Nietzsche voulait lui donner, on trouve en effet : ''Marteau des idoles. Loisirs d'un psychologue.'') Mais ce délassement, qui est aussi pour Nietzsche un moyen de rédiger un compendium de sa pensée, annonce également de nouvelles polémiques ; c'est une ''grande déclaration de guerre'' en vue de ''renverser de nouveaux dieux''. {{Bas de page|Philosophie/Nietzsche/Crépuscule des idoles/Sommaire}} {{AutoCat}} o2jx8t1z0c1j4xh4p5gqnsmos2h6zhy 0 83907 767473 767268 2026-06-05T05:25:05Z PandaMystique 119061 767473 wikitext text/x-wiki {{Bloc solidaire| ;Réévaluation des valeurs * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/La moralité des mœurs|La moralité des mœurs]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/La métaphysique|La métaphysique]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Critique du christianisme|Critique du christianisme]] }} {{Bloc solidaire| ;Culture et histoire * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Le problème de Socrate|Le problème de Socrate]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/La culture grecque|La culture grecque]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/La culture moderne|La culture moderne]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Philosophie et culture|Philosophie et culture]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Une philosophie politique ?|Une philosophie politique ?]] }} {{Bloc solidaire| ;Une philosophie de l'affirmation * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/L'Apollinien et le Dionysien|L’Apollinien et le Dionysien]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Volonté de puissance|Volonté de puissance]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Éternel Retour|Éternel Retour]] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Surhomme|Surhomme]] }} {{Bloc solidaire| ;Commentaires d’œuvres * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Humain, trop humain|''Humain, trop humain'']] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Crépuscule des idoles|''Crépuscule des idoles'']] * [[Nietzsche : Introduction à sa philosophie/Ecce Homo - Humain, trop humain et deux suites|''Ecce Homo'']] }} {{Autocat}} iqrkn0ersxp1q1u5cz2jyss3j3z9qzd