Les tableaux

La manipulation d’une collection d’objets se fait en Python avec une list. La structure de données la plus proche en langage C est le tableau.

De ce que l’on a vu pour le moment, C ne manipule que des types primitifs (et des pointeurs) et on aura donc des tableaux d’entiers, de nombres rééls ou de caractères (et de pointeurs). Le tableau de caractères est la façon de représenter une chaîne de caractères en C.

Les tableaux C ne contiennent que des données homogènes. Un tableau d’entiers ne peut contenir que des entiers.

Les données stockées dans un tableau sont stockées dans des cases mémoires contigües. On exploitera cette caractéristique lorsqu’on manipulera les tableaux avec des pointeurs.

Avertissement

On verra dans le chapitre Structures et alias que l’on peut aggréger dans une structure plusieurs types primitifs pour les manipuler comme une entité unique. Sans surprise, on pourra manipuler une collection de ces structure dans un tableau de structure.

Déclaration

En C, comme toute variable, un tableau doit être déclaré avec la syntaxe type nom [ taille ];. Ainsi :

int x[10]; déclare un tableau x permettant de stocker 10 entiers ;
double y[10]; déclare un tableau y permettant de stocker 10 rééls ;
char z[10]; déclare un tableau z permettant de stocker une chaîne de 10 caractères ;
int* p[10]; déclare un tableau p permettant de stocker 10 pointeurs vers des entiers.

La déclaration définit un espace réservé qui doit être plus vaste que l’espace rééllement utilisé.

Il y a ici une différence majeure entre C et Python :

Python fait croitre/décroitre dynamiquement (au cours de l’exécution du programme) et automatiquement (sans intervention du programmeur) la taille des listes ;
en C la déclaration est statique (définie à la compilation) et la mémoire allouée de cette façon ne peut pas être modifiée au cours de l’exécution du programme. On verra dans le chapitre Allocation dynamique comment gérer la mémoire dynamiquement (c’est à dire au cours de la vie du programme). Mais contrairement à Python, ça nécessitera l’intervention du programmeur.

Initialisation

Dans certains langages, la déclaration d’un tableau initialise également les valeurs à 0. Ce n’est pas le cas en C. Ainsi, le programme suivant, qui déclare un tableau (ligne 5) mais ne l’initialise pas, conduit à un résultat imprévisible (et non reproductible) :

//tab.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    int x[10] ;

    // ABSENCE d'INITIALISATION

    for ( int i = 0; i < 10; i++ ){
        printf("%d\n", x[i]);
    }

    return 0;
}

Lorsqu’on l’exécute dans un terminal, on obtient des valeurs étranges:

-1409518872 32573 -2096975408 22037 0 0 -2096975744 22037 898055648 32766

A la déclaration, le compilateur réserve 40 octets (4 octets pour chacun des 10 éléments du tableau) quelque part dans la mémoire. L’affichage reflète l’état de cette portion de mémoire.

Encore plus ennuyeux, l’affichage d’un élément qui n’appartient pas au tableau est un code C valide (en Python ça déclenche une erreur) :

printf("%d ", x[10]);

Dans le meilleur des cas, une autre valeur étrange est retournée. Dans le pire des cas, cet accès illégal peut provoquer le crash du programme

Segmentation fault

Il est donc indispensable de :

déclarer le tableau pour réserver de la place en mémoire ;
initialiser ses valeurs, sinon ce sont des nombres aléatoires ;
et contrôler l’accès aux éléments d’un tableau, sinon on risque un accès à une zone illégale de la mémoire et un crash du programme.

Pour les tableaux de taille réduite, on peut déclarer/initialiser en une seule instruction. La taille du tableau n’est pas requise, elle est déduite de la partie RHS (Right Hand Side) de l’affectation :

int x[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} ;

On peut également (d’abord) déclarer, puis (ensuite) initialiser le tableau dans une autre partie du programme :

int x[10] ;

for ( int i = 0; i < 10; i++ ){
        x[i] = i ;
        printf("%d ", x[i]);
    }

Avertissement

La déclaration/initialisation globale dans une même instruction est correcte :

int x[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} ;

La déclaration, suivie de l’initialisation élément par élément est correcte également :

int x[10];

for (int i=0 ; i<10 ; i++) {
    x[i] = i;
}

Mais la déclaration, suivie d’une initialisation globale échoue à la compilation :

int x[10];
x = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

Le compilateur renvoie une erreur de compilation car hors déclaration, l’accolade est utilisée pour délimiter un bloc de code:

error: expected expression before ‘{’ token
x = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

Tableau multidimensionnel

Le langage C permet la manipulation de tableaux multi dimensionnels avec la syntaxe

type nom [ x ][ y ];

qui déclare un tableau de x lignes et y colonnes.

Voici deux façons de déclarer / initialiser un tableau à 2 dimensions. La première fait apparaître explicitement la structuration en lignes et en colonnes :

int x[2][3] = {
{0, 1, 2} ,
{3, 4, 5}
};

La seconde non. Le tableau est rempli de gauche à droite et de haut en bas (ligne par ligne) :

int x[2][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};

Chacune des deux déclaration / initialisation conduit au même résultat :

L’accès à un des éléments est direct : x[1][2] = 5.

Exercice 1 : recherche dans un tableau

L’objectif de cet exercice est de se familiariser avec les tableaux en écrivant quelques fonctions pour les manipuler.

Le code source sera stocké dans le fichier tab.c.

Initialisation

Dans la fonction principale main() :

déclarer un tableau t d’entiers capable de stocker 100 valeurs ;
déclarer un entier size qui définit la taille effective du tableau. Initialiser à 10 dans la même instruction ;
écrire une boucle d’initialisation du tableau t en lui affectant size valeurs aléatoires entre 0 et 49 (lire ci dessous). A chaque itération, afficher la valeur dans le terminal ;

Astuce

La fonction rand() ne prend pas de paramètres et retourne un entier choisi aléatoirement entre 0 et une valeur dépendante de la machine. L’instruction rand() % n retourne une valeur entre 0 et n-1. Le prototype de rand() est dans <stdlib.h>.

Minimum

Ecrire la fonction secondaire mini() retournant la valeur minimale contenue dans le tableau. Le prototype de la fonction (c’est à dire le code de la fonction dont le corps a été remplacé par un ;) est défini ci dessous. Contrairement à Python, le tableau C ne connait pas sa taille. Lors de l’écriture de fonctions manipulant les tableaux, on passera donc systématiquement en paramètres, le tableau lui même et la taille du tableau.

int mini(int t[], int size);