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Qu’est-ce que programmer ?
Un programme est une suite finie d’opérations réunies et organisées dans un ordre précis en vue de la réalisation d’une ou de plusieurs tâches que l’ordinateur accomplit lorsque le programme est lancé. Ces opérations s’appellent des instructions. Elles sont écrites et définies avec un langage de programmation et il existe des milliers de langages de programmation. Dans chaque langage, les instructions reposent sur des données qui sont des informations stockées en mémoire sous forme de ce que l’on appelle les types et structures de données.
Une suite finie d’opérations réunies et organisées dans un ordre précis en vue de l’accomplissement d’une ou de plusieurs tâches est aussi la définition d’un algorithme. Un programme est donc un algorithme ou un ensemble d’algorithmes réunis entre eux par... un algorithme. Toute combinaison d’instructions en vue de l’accomplissement d’une tâche est un algorithme.
Programmer consiste donc à définir et ordonner dans un langage de programmation les instructions que la machine devra exécuter, c’est-à-dire trouver le bon algorithme et les bonnes structures de données pour atteindre un objectif donné.
Le positionnement par rapport à l’ordinateur
L’ordinateur est construit sur plusieurs niveaux superposés et solidaires entre eux. Chaque niveau s’appuie sur le niveau précédent. Il en réduit la complication et permet d’élaborer des opérations plus complexes. Nous pouvons le schématiser de la façon suivante :
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Niveaux |
Correspondance |
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6 |
Programmes applicatifs |
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5 |
Langage de programmation |
<- langage C/C++, nous sommes ici |
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4 |
Langage assembleur |
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3 |
Noyau du système d’exploitation |
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2 |
Langage machine |
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1 |
Microprogramme |
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0 |
Logique numérique |
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0 |
Logique numérique : circuits électroniques de l’ordinateur, portes logiques (ET, OU), univers binaire 0/1. |
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1 |
Microprogramme : premier niveau de langage, tous les ordinateurs ne le possèdent pas (des séquences de structurations intermédiaires utilisées par le niveau 2 du langage machine). |
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2 |
Langage machine : à ce niveau, ajouter 2 nombres, déplacer des données d’un emplacement vers un autre, déterminer si un nombre est égal à 0 sont des instructions élémentaires suffisantes pour exécuter n’importe quel programme ou application des niveaux plus élevés. |
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3 |
Noyau du système exploitation : ordonnancer et allouer les ressources d’un ordinateur aux différents... |
Les logiciels de la programmation
1. Le compilateur
Le compilateur est un traducteur qui lit un programme écrit dans un premier langage, le langage source, et le traduit dans un programme équivalent écrit dans un autre langage, le langage cible. Au passage, il signale s’il y a des erreurs dans le programme source. Lorsque nous écrivons un programme en C, le langage C est la source et la compilation réalise sa traduction en langage machine, c’est-à-dire un exécutable.
En général, le compilateur est accompagné d’une interface de type traitement de texte qui permet l’écriture des programmes en langage source.
2. L’IDE : environnement de développement
Pour être utilisable, le compilateur est complété par un environnement de développement : EDI pour environnement de développement intégré ou en anglais IDE pour Integrated Development Environment. C’est un programme ou un ensemble de programmes corrélés entre eux. Il regroupe un traitement de texte spécialisé pour le code source avec des options spécifiques automatisées (indentation automatique, coloration des mots-clés, recherche et remplacement d’expressions, etc.), des outils automatiques de paramétrage, diverses options, et souvent un débogueur. Par exemple, le compilateur libre MingW peut...
Travailler avec Visual Studio (conseillé)
1. Installer Visual Studio
Actuellement, Visual Studio Community 2019 est téléchargeable gratuitement sur https://visualstudio.microsoft.com/fr/.
Le site délivre un petit exécutable installeur qu’il suffit de lancer après l’avoir téléchargé puis de suivre les indications données.
L’installeur de Visual Studio propose un large choix d’options possibles et de directions pour le développement. Dans la fenêtre des modifications, il est indispensable pour programmer en C de cocher l’option Développement Desktop en C++ (le C est inclus dans le C++).
Une fois Visual Studio installé, les options peuvent être modifiées, installées ou désinstallées. Dans le menu Outils, la commande Obtenir les outils et les fonctionnalités lance cet installeur avec en premier cette fenêtre pour les choix. Si vous sélectionnez et/ou désélectionnez des options puis cliquez sur Modifier en bas à droite, alors la nouvelle installation supprimera ce que vous avez désélectionné et ajoutera ce que vous avez sélectionné de nouveau.
2. Créer un projet sous Visual Studio
Au lancement de Visual Studio, la fenêtre de sélection suivante s’ouvre. Par défaut, au premier lancement, l’affichage est clair avec des teintes plutôt blanches et grises mais il est possible de choisir un thème d’affichage plus sombre.
Dans la partie gauche se trouvent les derniers projets sur lesquels vous aurez travaillé, rien au premier lancement. À droite, la rubrique Démarrer offre plusieurs possibilités. Sélectionnez Créer un projet, une nouvelle fenêtre apparaît :
La partie droite offre plusieurs possibilités de filtrage pour les types de projet, c’est utile lorsque l’on a installé beaucoup d’options. Choisissez en C++ Projet vide et cliquez sur Suivant. Au départ il n’y a pas de projet C console proposé.
La fenêtre suivante nous permet de nommer le projet, de définir son emplacement et d’indiquer le nom de la solution à laquelle il appartiendra :
Nous avons nommé le projet "Premier projet", il se trouve à la racine...
Travailler avec Code::Blocks
1. Installer Code::Blocks
Code::Blocks est librement téléchargeable à l’adresse : http://www.codeblocks.org/
Code::Blocks se présente compressé sous la forme d’un exécutable qu’il suffit de lancer pour démarrer l’installation. L’installation de Code::Blocks ne pose en principe aucun problème. Attention de bien prendre sur le site la version comprenant l’IDE et le compilateur MingW32, car il est également proposé de ne prendre que l’IDE sans le compilateur.
2. Créer un projet sous Code::Blocks
Lancez Code::Blocks.
L’interface propose trois méthodes de création d’un nouveau projet :
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Par le menu File, sélectionner la commande New puis Project.
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Par l’icône juste en dessous (avec un petit + jaune), cliquer dessus ouvre un menu contextuel dans lequel vous pouvez sélectionner Project.
-
Par la commande Create a new project dans la partie centrale.
Choisissez l’une des méthodes. La fenêtre suivante s’affiche :
Sélectionnez Console application et cliquez sur Go.
Dans la troisième fenêtre, sélectionnez le langage C pour le projet puis cliquez sur Next :
Dans la fenêtre qui suit, saisissez dans le champ Project title le nom du projet. Dans notre exemple, nous saisissons Demo faire...
Base d’un programme
1. Des données et des instructions
Pour écrire un programme, nous disposons dans tous les langages de deux grandes catégories d’outils :
-
Ce qui a trait au stockage des informations et concerne la mémoire de l’ordinateur. C’est ce que l’on appelle les structures de données. Elles reposent sur différents types de variables. Chaque type de variable est déterminé par un mot-clé. En C, nous avons au total les variables de type char, _Bool, short, int, long, long long, float, double, long double (à venir), struct, tableaux et pointeurs.
-
Ce qui a trait aux traitements (calculs) appliqués aux données : ce sont les instructions. Comme chaque programme est une création, nous ne pouvons pas savoir à l’avance quels seront les traitements à faire. Le langage de programmation fournit donc des instructions de base à partir desquelles nous pouvons construire nos propres instructions et nos fonctions. Les instructions natives dans un langage sont désignées par un mot-clé. Le C fournit les instructions suivantes : if, if-else, if-else if-else, switch, while, do-while, for ainsi que différentes variétés d’opérateurs : affectation, arithmétiques, bits à bits, comparaisons, logiques, opérateurs pour pointeurs, pour tableaux, pour structures...
Mise en pratique : découverte du compilateur
Exercice 1
Installer un compilateur, Visual Studio (vivement conseillé) ou Code::Blocks (vous trouverez sur Internet les pages correspondantes en interrogeant un moteur de recherche).
Une fois l’installation du compilateur terminée, repérer sur le disque l’emplacement des dossiers include et lib du compilateur. Attention à ne rien modifier. Lancer le compilateur que vous avez installé, Code::Blocks ou Visual Studio.
Repérer les étapes de la création d’un projet, créer un projet vide ou un projet "console application". Attention à bien nommer votre projet et à le positionner sur votre disque dur. Pour Visual Studio, bien faire la distinction entre la solution, qui est un ensemble de projets, et le projet, qui est un élément d’une solution.
Exercice 2
Si le projet est vide, ajouter une page de code et écrire votre main(), puis afficher "ce que vous voulez" avec la fonction printf(). Cette fonction s’obtient avec un include, au-dessus du main(), de la librairie stdio.h.
Une fois le programme terminé, le compiler et l’exécuter. Si la fenêtre console s’ouvre et se referme immédiatement, sous Windows vous pouvez ajouter l’instruction suivante juste avant le return final :
system("PAUSE"); Vous pouvez aussi utiliser...