Cours de C/C++ Les structures de contrôle

Cours de C/C++

Les structures de contrôle

Nous allons aborder dans ce chapitre un autre aspect du langage indispensable à la programmation, à savoir : les structures de contrôle . Ces structures permettent, comme leur nom l’indique, de contrôler l’exécution du programme en fonction de critères particuliers. Le C et le C++ disposent de toutes les structures de contrôle classiques des langages de programmation comme les tests, les boucles, les sauts, etc. Toutes ces structures sont décrites dans les sections suivantes.

La structure conditionnelle if

La structure conditionnelle if permet de réaliser un test et d’exécuter une instruction ou non selon le résultat de ce test. Sa syntaxe est la suivante :
if (test) opération;
où test est une expression dont la valeur est booléenne ou entière. Toute valeur non nulle est considérée comme vraie. Si le test est vrai, opération est exécuté. Ce peut être une instruction ou un bloc d’instructions. Une variante permet de spécifier l’action à exécuter en cas de test faux :
if (test) opération1;
else opération2;
Note : Attention ! Les parenthèses autour du test sont nécessaires !
Les opérateurs de comparaison sont les suivants :
Tableau 2-1. Opérateurs de comparaison
égalité
!= inégalité
infériorité
supériorité
<= infériorité ou égalité
>= supériorité ou égalité
Les opérateurs logiques applicables aux expressions booléennes sont les suivants :
Tableau 2-2. Opérateurs logiques
et logique
|| ou logique
! négation logique
Il n’y a pas d’opérateur ou exclusif logique.
Exemple 2-1. Test conditionnel if
if (a<b && a!=0)
{
m=a;
nouveau_m=1;
}

La boucle for

La structure de contrôle for est sans doute l’une des plus importantes. Elle permet de réaliser toutes sortes de boucles et, en particulier, les boucles itérant sur les valeurs d’une variable de contrôle. Sa syntaxe est la suivante :
for (initialisation ; test ; itération) opération;
où initialisation est une instruction (ou un bloc d’instructions) exécutée avant le premier par-cours de la boucle du for. test est une expression dont la valeur déterminera la fin de la boucle. itération est l’opération à effectuer en fin de boucle, et opération constitue le traitement de la boucle. Chacune de ces parties est facultative.
La séquence d’exécution est la suivante :
initialisation
test : saut en fin du for ou suite
opération
itération
retour au test
fin du for.
Exemple 2-2. Boucle for
somme = 0;
for (i=0; i<=10; i=i+1) somme = somme + i;
Note : En C++, il est possible que la partie initialisation déclare une variable. Dans ce cas, la variable déclarée n’est définie qu’à l’intérieur de l’instruction for. Par exemple,
for (int i=0; i<10; ++i);
est strictement équivalent à :
{
int i;
for (i=0; i<10; ++i);
}
Cela signifie que l’on ne peut pas utiliser la variable i après l’instruction for, puisqu’elle n’est définie que dans le corps de cette instruction. Cela permet de réaliser des variables muettes qui ne servent qu’à l’instruction for dans laquelle elles sont définies.
Note : Cette règle n’est pas celle utilisée par la plupart des compilateurs C++. La règle qu’ils utilisent spécifie que la variable déclarée dans la partie initialisation de l’instruction for reste déclarée après cette instruction. La différence est subtile, mais importante. Cela pose assurément des problèmes de compatibilité avec les programmes C++ écrits pour ces compilateurs, puisque dans un cas la variable doit être redéclarée et dans l’autre cas elle ne le doit pas. Il est donc recommandé de ne pas déclarer de variables dans la partie initialisation des instructions for pour assurer une portabilité maximale.

Le while

Le while permet d’exécuter des instructions en boucle tant qu’une condition est vraie. Sa syntaxe est la suivante :
while (test) opération;
où opération est effectuée tant quetest est vérifié. Comme pour leif, les parenthèses autour du test sont nécessaires. L’ordre d’exécution est :
test
opération
Exemple 2-3. Boucle while
somme = i = 0;
while (somme<1000)
{
somme = somme + 2 * i / (5 + i);
i = i + 1;
}

Le do

La structure de contrôle do permet, tout comme le while, de réaliser des boucles en attente d’une condition. Cependant, contrairement à celui-ci, le do effectue le test sur la condition après l’exécution des instructions. Cela signifie que les instructions sont toujours exécutées au moins une fois, que le test soit vérifié ou non. Sa syntaxe est la suivante :
do opération;
while (test);
opération est effectuée jusqu’à ce que test ne soit plus vérifié.
L’ordre d’exécution est :
opération
test
Exemple 2-4. Boucle do
p = i = 1;
do
{
p = p * i;
i = i + 1;
} while (i != 10);

Le branchement conditionnel

Dans le cas où plusieurs instructions différentes doivent être exécutées selon la valeur d’une variable de type intégral, l’écriture deif successifs peut être relativement lourde. Le C/C++ fournit donc la structure de contrôle switch, qui permet de réaliser un branchement conditionnel. Sa syntaxe est la suivante :
switch (valeur)
{
case cas1:
[instruction;
[break;]
]
case cas2:
[instruction;
[break;]
]
.
.
.
case casN:
[instruction;
[break;]
]
[default:
[instruction;
[break;]
]
]
}
valeur est évalué en premier. Son type doit être entier. Selon le résultat de l’évaluation, l’exécution du programme se poursuit au cas de même valeur. Si aucun des cas ne correspond et sidefault est présent, l’exécution se poursuit aprèsdefault. Si en revanche default n’est pas présent, on sort du switch.
Les instructions qui suivent le case approprié ou default sont exécutées. Puis, les instructions du cas suivant sont également exécutées (on ne sort donc pas duswitch). Pour forcer la sortie du switch, on doit utiliser le mot clébreak.
Exemple 2-5. Branchement conditionnel switch
i= 2;
switch (i)
{
case 1:
case 2: /* Si i=1 ou 2, la ligne suivante sera exécutée. */ i=2-i;
break;
case 3:
i=0; /* Cette ligne ne sera jamais exécutée. */ default:
break;
}
Note : Il est interdit d’effectuer une déclaration de variable dans un des case d’un switch.

Le saut

Le C/C++ dispose d’une instruction de saut permettant de poursuivre l’exécution du programme en un autre point. Bien qu’il soit fortement déconseillé de l’utiliser, cette instruction est nécessaire et peut parfois être très utile, notamment dans les traitements d’erreurs. Sa syntaxe est la suivante :
goto étiquette;
où étiquette est une étiquette marquant la ligne destination dans la fonction. Les étiquettes sont simplement déclarées avec la syntaxe suivante :
étiquette:
Les étiquettes peuvent avoir n’importe quel nom d’identificateur.
Il n’est pas possible d’effectuer des sauts en dehors d’une fonction. En revanche, il est possible d’effectuer des sauts en dehors et à l’intérieur des blocs d’instructions sous certaines conditions. Si la destination du saut se trouve après une déclaration, cette déclaration ne doit pas comporter d’initialisations. De plus, ce doit être la déclaration d’un type simple (c’est-à-dire une déclaration qui ne demande pas l’exécution de code) comme les variables, les structures ou les tableaux. Enfin, si, au cours d’un saut, le contrôle d’exécution sort de la portée d’une variable, celle-ci est détruite.
Note : Ces dernières règles sont particulièrement importantes en C++ si la variable est un objet dont la classe a un constructeur ou un destructeur non trivial. Voir le Chapitre 8 pour plus de détails à ce sujet.
Autre règle spécifique au C++ : il est impossible d’effectuer un saut à l’intérieur d’un bloc de code en exécution protégéetry {}. Voir aussi le Chapitre 9 concernant les exceptions.

Les commandes de rupture de séquence

En plus du goto vu précédemment, il existe d’autres commandes derupture de séquence(c’est-à-dire de changement de la suite des instructions à exécuter). Ces commandes sont les suivantes :
continue;
ou
break;
ou
return [valeur];
return permet de quitter immédiatement la fonction en cours. Comme on l’a déjà vu, la commande return peut prendre en paramètre la valeur de retour de la fonction.
break permet de passer à l’instruction suivant l’instruction while, do, for ou switch la plus im-briquée (c’est-à-dire celle dans laquelle on se trouve).
continue saute directement à la dernière ligne de l’instruction while, do ou for la plus imbriquée. Cette ligne est l’accolade fermante. C’est à ce niveau que les tests de continuation sont faits pour for et do, ou que le saut au début duwhile est effectué (suivi immédiatement du test). On reste donc dans la structure dans laquelle on se trouvait au moment de l’exécution decontinue, contrairement à ce qui se passe avec le break.
Exemple 2-6. Rupture de séquence par continue
/* Calcule la somme des 1000 premiers entiers pairs : */ somme_pairs=0;
for (i=0; i<1000; i=i+1)
{
if (i % 2 == 1) continue;
somme_pairs=somme_pairs + i;
}

I. Le langage C++
1. Première approche du C/C++
1.1. Les commentaires en C++
1.2. Les types prédéfinis du C/C++
1.3. Notation des valeurs
1.4. La définition des variables
1.5. Instructions et opérations
1.6. Les fonctions
1.7. La fonction main
1.8. Les fonctions d’entrée / sortie de base
1.9. Exemple de programme complet
2. Les structures de contrôle
2.1. La structure conditionnelle if
2.2. La boucle for
2.3. Le while
2.4. Le do
2.5. Le branchement conditionnel
2.6. Le saut
2.7. Les commandes de rupture de séquence
3. Types avancés et classes de stockage
3.1. Structures de données et types complexes
3.2. Les classes de stockage
4. Les pointeurs et références
4.1. Notion d’adresse
4.2. Notion de pointeur
4.3. Déréférencement, indirection
4.4. Notion de référence
4.5. Lien entre les pointeurs et les références
4.6. Passage de paramètres par variable ou par valeur
4.7. Références et pointeurs constants et volatiles
4.8. Arithmétique des pointeurs
4.9. Utilisation des pointeurs avec les tableaux
4.10. Les chaînes de caractères : pointeurs et tableaux à la fois !
4.11. Allocation dynamique de mémoire
4.12. Pointeurs et références de fonctions
4.13. Paramètres de la fonction main – ligne de commande
4.14. DANGER
5. Le préprocesseur C
5.1. Définition
5.2. Les commandes du préprocesseur
5.3. Les macros
5.4. Manipulation de chaînes de caractères dans les macros
5.5. Les trigraphes
6. Modularité des programmes et génération des binaires
6.1. Pourquoi faire une programmation modulaire ?
6.2. Les différentes phases du processus de génération des exécutables
6.3. Compilation séparée en C/C++
6.4. Syntaxe des outils de compilation
6.5. Problèmes syntaxiques relatifs à la compilation séparée
7. Comment faire du code illisible ?
8. C++ : la couche objet
8.1. Généralités
8.2. Extension de la notion de type du C
8.3. Déclaration de classes en C++
8.4. Encapsulation des données
8.5. Héritage
8.6. Classes virtuelles
8.7. Fonctions et classes amies
8.8. Constructeurs et destructeurs
8.9. Pointeur this
8.10. Données et fonctions membres statiques
8.11. Surcharge des opérateurs
8.12. Des entrées – sorties simplifiées
8.13. Méthodes virtuelles
8.14. Dérivation
8.15. Méthodes virtuelles pures – Classes abstraites
8.16. Pointeurs sur les membres d’une classe
9. Les exceptions en C++
9.1. Lancement et récupération d’une exception
9.2. Remontée des exceptions
9.3. Liste des exceptions autorisées pour une fonction
9.4. Hiérarchie des exceptions
9.5. Exceptions dans les constructeurs
10. Identification dynamique des types
10.1. Identification dynamique des types
10.2. Transtypages C++
11. Les espaces de nommage
11.1. Définition des espaces de nommage
11.2. Déclaration using
11.3. Directive using
12. Les template
12.1. Généralités
12.2. Déclaration des paramètres template
12.3. Fonctions et classes template
12.4. Instanciation des template
12.5. Spécialisation des template
12.6. Mot-clé typename
12.7. Fonctions exportées
II. La bibliothèque standard C++
13. Services et notions de base de la bibliothèque standard
13.1. Encapsulation de la bibliothèque C standard
13.2. Définition des exceptions standards
13.3. Abstraction des types de données : les traits
13.4. Abstraction des pointeurs : les itérateurs
13.5. Abstraction des fonctions : les foncteurs
13.6. Gestion personnalisée de la mémoire : les allocateurs
13.7. Notion de complexité algorithmique
14. Les types complémentaires
14.1. Les chaînes de caractères
14.2. Les types utilitaires
14.3. Les types numériques
15. Les flux d’entrée / sortie
15.1. Notions de base et présentation générale
15.2. Les tampons
15.3. Les classes de base des flux : ios_base et basic_ios
15.4. Les flux d’entrée / sortie
15.5. Les flux d’entrée / sortie sur chaînes de caractères
15.6. Les flux d’entrée / sortie sur fichiers
16. Les locales
16.1. Notions de base et principe de fonctionnement des facettes
16.2. Les facettes standards
16.3. Personnalisation des mécanismes de localisation
17. Les conteneurs
17.1. Fonctionnalités générales des conteneurs
17.2. Les séquences
17.3. Les conteneurs associatifs
18. Les algorithmes
18.1. Opérations générales de manipulation des données
18.2. Opérations de recherche
18.3. Opérations d’ordonnancement
18.4. Opérations de comparaison
18.5. Opérations ensemblistes
19. Conclusion
A. Priorités des opérateurs
B. Draft Papers
C. GNU Free Documentation License
D. Licence de documentation libre GNU
BIBLIOGRAPHIE