Introduction à la Programmation avec le Langage C

Objectifs

À la fin de ce cours, les étudiants seront capables de :

1. Comprendre les concepts fondamentaux du langage C : variables, types, et structures de contrôle.
2. Écrire des programmes simples en C pour résoudre des problèmes concrets.
3. Manipuler les tableaux et les chaînes de caractères efficacement.
4. Utiliser les fonctions pour une programmation modulaire et réutilisable.
5. Découvrir la gestion de mémoire en C avec les pointeurs et les allocations dynamiques.

Table des matières

1. Introduction au langage C

   • Qu’est-ce que le langage C ?
   • Pourquoi apprendre le C ?

2. Les bases du C : Syntaxe et variables

   • Structure de base d’un programme C.
   • Déclaration et initialisation des variables.
   • Types de données primitifs.

3. Structures de contrôle

   • Conditions : if, else, switch.
   • Boucles : for, while, do...while.

4. Tableaux et chaînes de caractères

   • Définir et manipuler des tableaux.
   • Travailler avec les chaînes de caractères.

5. Les fonctions en C

   • Définir et appeler des fonctions.
   • Passer des paramètres par valeur ou par référence.

6. Les pointeurs et la gestion de la mémoire

   • Introduction aux pointeurs.
   • Allocation dynamique de mémoire.

7. Projet final : Un programme interactif en C

   • Créer un mini-calculateur qui effectue des opérations de base.

1. Introduction au langage C

1.1 Qu’est-ce que le langage C ?

Le langage C est un langage de programmation compilé, créé dans les années 1970 par Dennis Ritchie. Il est connu pour sa performance et sa capacité à travailler près du matériel.

1.2 Pourquoi apprendre le C ?

• Performance élevée : Utilisé pour des systèmes où la vitesse est critique (systèmes d’exploitation, pilotes matériels).
• Base des langages modernes : C a influencé de nombreux langages comme C++, Java, et Python.
• Contrôle sur la mémoire : Vous gérez la mémoire manuellement, ce qui développe votre compréhension des systèmes informatiques.

2. Structure de base d’un programme C

Un programme en C suit une structure bien définie :

Structure d’un programme C

1. Inclusion des bibliothèques nécessaires.
2. Déclaration des fonctions.
3. Fonction principale main().
4. Instructions à exécuter.

Exemple : Un programme minimal en C

#include <stdio.h>  // Inclusion de la bibliothèque standard pour printf

int main() {        // Début de la fonction principale
    printf("Bonjour le monde !\n");  // Affiche un message
    return 0;       // Retourne 0 pour indiquer que le programme s'est bien terminé
}

3. Variables et types de données

3.1 Qu’est-ce qu’une variable ?

Une variable est un espace mémoire où une valeur est stockée. Elle a un type, un nom et une valeur.

Exemple : Déclaration et initialisation de variables

int age = 25;          // Entier
float poids = 72.5;    // Nombre flottant
char initiale = 'A';   // Caractère

3.2 Types de données en C

4. Opérateurs en C

5. Structures de contrôle

5.1 Conditions : if, else, switch

Condition if...else :

Exemple : Vérifier si un nombre est pair ou impair

#include <stdio.h>

int main() {
    int nombre;
    printf("Entrez un nombre : ");
    scanf("%d", &nombre);  // Lecture d'un entier

    if (nombre % 2 == 0) {
        printf("Le nombre est pair.\n");
    } else {
        printf("Le nombre est impair.\n");
    }

    return 0;
}

Structure switch :

Exemple : Menu simple avec switch

#include <stdio.h>

int main() {
    int choix;
    printf("1. Démarrer\n2. Arrêter\n3. Quitter\n");
    printf("Choisissez une option : ");
    scanf("%d", &choix);

    switch (choix) {
        case 1:
            printf("Démarrage...\n");
            break;
        case 2:
            printf("Arrêt...\n");
            break;
        case 3:
            printf("Au revoir !\n");
            break;
        default:
            printf("Option invalide.\n");
    }

    return 0;
}

5.2 Boucles : for, while, do...while

La boucle for :

Utilisée pour des itérations définies.
Exemple :

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("Itération %d\n", i);
    }
    return 0;
}

La boucle while :

Répète tant qu’une condition est vraie.
Exemple :

#include <stdio.h>

int main() {
    int compteur = 0;
    while (compteur < 5) {
        printf("Compteur : %d\n", compteur);
        compteur++;
    }
    return 0;
}

La boucle do...while :

Exécute au moins une fois, puis vérifie la condition.
Exemple :

#include <stdio.h>

int main() {
    int nombre;
    do {
        printf("Entrez un nombre positif : ");
        scanf("%d", &nombre);
    } while (nombre <= 0);

    printf("Nombre valide : %d\n", nombre);
    return 0;
}

6. Tableaux et chaînes de caractères

6.1 Tableaux

Un tableau stocke une collection d’éléments du même type.

Exemple : Déclarer et parcourir un tableau

#include <stdio.h>

int main() {
    int nombres[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("nombres[%d] = %d\n", i, nombres[i]);
    }
    return 0;
}

6.2 Chaînes de caractères

Les chaînes en C sont des tableaux de caractères terminés par \0.

Exemple : Lire et afficher une chaîne

#include <stdio.h>

int main() {
    char nom[20];
    printf("Entrez votre nom : ");
    scanf("%s", nom);
    printf("Bonjour, %s !\n", nom);
    return 0;
}

7. Les fonctions en C

Les fonctions permettent de diviser le code en blocs réutilisables.

Exemple : Calculer le carré d’un nombre

#include <stdio.h>

int carre(int nombre) {
    return nombre * nombre;
}

int main() {
    int resultat = carre(5);
    printf("Le carré de 5 est : %d\n", resultat);
    return 0;
}

8. Pointeurs et gestion de la mémoire

8.1 Introduction aux pointeurs

Un pointeur stocke l’adresse d’une variable.

Exemple :

#include <stdio.h>

int main() {
    int nombre = 42;
    int *pointeur = &nombre;

    printf("Adresse : %p\n", pointeur);
    printf("Valeur : %d\n", *pointeur);
    return 0;
}

8.2 Allocation dynamique de mémoire

Exemple : Utiliser malloc et free

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("Allocation échouée\n");
        return 1;
    }

    *ptr = 42;
    printf("Valeur : %d\n", *ptr);
    free(ptr);  // Libère la mémoire
    return 0;
}

9. Projet final : Mini-calculateur interactif

Objectif :
Créer un programme qui effectue des opérations mathématiques de base selon le choix de l’utilisateur.

Code complet :

#include <stdio.h>

int main() {
    float a, b, resultat;
    char operateur;

    printf("Entrez le premier nombre : ");
    scanf("%f", &a);

    printf("Entrez un opérateur (+, -, *, /) : ");
    scanf(" %c", &operateur);

    printf("Entrez le second nombre : ");
    scanf("%f", &b);

    switch (operateur) {
        case '+':
            resultat = a + b;
            break;
        case '-':
            resultat = a - b;
            break;
        case '*':
            resultat = a * b;
            break;
        case '/':
            if (b != 0)
                resultat = a / b;
            else {
                printf("Erreur : Division par zéro\n");
                return 1;
            }
            break;
        default:
            printf("Opérateur invalide\n");
            return 1;
    }

    printf("Le résultat est : %.2f\n", resultat);
    return 0;
}

Avec cette progression, vous maîtriserez les bases du C et serez prêt à explorer des concepts plus avancés !