Listes et boucles for

Contenu

Listes et boucles for#

Qu'est-ce qu'une liste ?#

Là où une variable de type int, float, str, ou bool ne peut contenir qu'une seule valeur, une liste (type list) peut en contenir plusieurs. Les listes sont très pratiques quand un programme contient une grande quantité de données, afin de toutes les enregistrer dans une seule variable.

Une liste est entourée de crochets [] et ses valeurs sont séparées par des virgules ,.

panier = ["Poires", "Champignons", "Raviolis", "Pêches"]
print("Dans le panier il y a :", panier)

notes_math = [3.5, 4.8, 5.7, 4.1, 4.5, 5, 3.8, 5.9, 3.2, 4.4, 6]
print("Mes notes en math sont :", notes_math)

Astuce

Pour écrire des crochets sur :

Windows : [ AltGr+ è ou ] AltGr+ !
Mac : [ Option+ 5 ou ] Option+ 6

Indexation#

L'indexation permet d'accéder à un élément précis d'une liste. Pour ce faire, on fait suivre la liste d'une paire de crochets [] entre lesquels on écrit l'index de l'élément souhaité. L'index correspond à la position de l'élément dans la liste, sachant que le premier élément a l'index 0, le deuxième l'index 1, etc.

joueurs = ["Sommer", "Akanji", "Xhaka", "Embolo", "Freuler", "Vargas"]

print("Liste complète :", joueurs)
print("Premier joueur :", joueurs[0])
print("5ème joueur :", joueurs[4])

Un index peut aussi être contenu dans une variable, ce qui permet par exemple de laisser l'utilisateur choisir l'élément à afficher.

joueurs = ["Sommer", "Akanji", "Xhaka", "Embolo", "Freuler", "Vargas"]

index = int(input("Quel index sélectionnes-tu ?"))
print("Tu as sélectionné :", joueurs[index])

Important

Le premier élément d'une liste est toujours à l'index 0.
Dans une liste de n éléments, le dernier élément sera à l'index n-1.

Fonctions sur les listes#

En Python, il existe de nombreuses fonctions très pratiques pouvant être utilisées sur les listes. Voici celles que nous utiliserons dans ce cours.

len(ma_liste) : retourne le nombre (=la longueur) d'éléments dans ma_liste
```
lettres = ["S", "A", "L", "U", "T"]
print(len(lettres))
```

ma_liste.append(element) : ajoute un élément à la fin de ma_liste

outils = ["tournevis", "vis", "vis", "vis", "clous", "marteau"]
outils.append("scie")
outils.append("hache")
print(outils)

ma_liste.remove(element) : retire 1x l'élément de ma_liste

outils = ["tournevis", "vis", "vis", "vis", "clous", "marteau"]
outils.remove("clous")
outils.remove("vis")
print(outils)

Contrôler si un élément est dans une liste#

Sans lire manuellement chaque élément d'une liste, il est possible de tester si un élément en fait partie grâce à la structure if element in liste. Par exemple, le programme ci-dessous contrôle si un prénom fait partie des invités d'une fête.

invités = ["Mila", "Loris", "Anja", "Kilian", "Sara", "Pedro"]
prénom = input("Quel est ton prénom ?")

if prénom in invités:
    print("Bienvenue à la fête,", prénom)
else:
    print("Désolé, tu n'es pas sur la liste")

La liste peut même être écrite directement dans la condition :

achat = input("Qu'as-tu acheté ?")

if achat in ["pomme", "poire", "pêche", "abricot", "raisin"]:
    print("C'est un fruit")
elif achat in ["poivron", "chou-rouge", "carotte"]:
    print("C'est un légume")
else:
    print("Je ne sais pas ce que c'est")

Parcourir chaque élément d'une liste#

Quand on traite les éléments d'une liste, il est courant de vouloir exécuter la même opération pour chacun de ses éléments. En Python, l'instruction Pour chaque ... dans ... se traduit avec les mots-clefs for ... in .... Les instructions indentées en dessous sont exécutées en boucle pour chaque élément de la liste : la nouvelle variable définie après le for prend tour à tour la valeur de chaque élément de la liste placée après le in.

invités = ["Mila", "Loris", "Anja", "Kilian", "Sara", "Pedro"]

#Pour chaque prénom dans la liste des invités
for prénom in invités:
    print("Bonjour", prénom)

La boucle for est souvent combinée à une variable qui accumule un résultat au fil des tours. Dans l'exemple ci-dessous, le programme compte le nombre de notes insuffisantes d'une liste.

notes = [4.5, 5.75, 3.5, 4.25, 3, 5, 3.75, 4.5]
nb_insuffisantes = 0

#Pour chaque note dans la liste des notes
for note in notes:
    if note < 4:
        print(note, ": Tu peux faire mieux !")
        nb_insuffisantes = nb_insuffisantes + 1
    else:
        print(note, ": Bravo !")

print("Au total il y a", nb_insuffisantes, "notes insuffisantes")

Important

for element in liste parcourt tous les éléments de la liste, du premier au dernier.
Une variable qui accumule un résultat (un total, un compteur, un maximum) se définit avant la boucle, puis se met à jour dans la boucle.

La boucle for avec range()#

La fonction range() produit une suite de nombres entiers. Combinée à une boucle for, elle permet de répéter un bloc d'instructions un nombre précis de fois, sans devoir gérer soi-même un compteur comme avec un while. Les deux programmes ci-dessous affichent par exemple exactement la même chose.

Avec `while`	Avec `for ... in range()`
compteur = 0 while compteur < 5: print(compteur) compteur = compteur + 1	for compteur in range(5): print(compteur)

La fonction range() peut recevoir un, deux ou trois paramètres. Dans tous les cas, la valeur de fin n'est jamais atteinte : elle est exclue de la suite.

Instruction	Nombres produits	Explication
`range(5)`	`0, 1, 2, 3, 4`	de 0 jusqu'à 5 (exclu)
`range(2, 6)`	`2, 3, 4, 5`	de 2 jusqu'à 6 (exclu)
`range(0, 10, 3)`	`0, 3, 6, 9`	de 0 jusqu'à 10 (exclu), de 3 en 3
`range(10, 0, -2)`	`10, 8, 6, 4, 2`	de 10 jusqu'à 0 (exclu), en descendant de 2 en 2

print("Compte à rebours :")
for i in range(10, 0, -1):
    print(i)
print("Décollage !")

Parcourir les index d'une liste#

En combinant range() et len(), on obtient la suite de tous les index d'une liste : range(len(ma_liste)). Cela est utile lorsqu'on a besoin de connaître la position de chaque élément, et pas seulement sa valeur. Dans l'exemple ci-dessous, la variable i prend tour à tour les valeurs 0, 1, 2, etc., et arrivée[i] donne le coureur à cette position.

arrivée = ["Isaac", "Victor", "Pascal", "Lucien", "Bruno", "Aurélien"]

for i in range(len(arrivée)):
    print(i + 1, ":", arrivée[i])

Connaître l'index permet aussi d'accéder aux voisins d'un élément. Le programme ci-dessous compare chaque température à celle du jour suivant pour compter le nombre de jours où il a fait plus chaud que la veille. Comme le dernier élément n'a pas de suivant, la boucle s'arrête à l'avant-dernier index, d'où le len(températures) - 1.

températures = [12, 15, 14, 17, 19, 16, 18]
nb_hausses = 0

for i in range(len(températures) - 1):
    if températures[i + 1] > températures[i]:
        nb_hausses = nb_hausses + 1

print("La température a augmenté", nb_hausses, "fois")

Important

range(fin), range(début, fin) et range(début, fin, pas) : la valeur de fin est toujours exclue.
for element in liste donne directement les valeurs de la liste.
for i in range(len(liste)) donne les index de la liste : la valeur s'obtient alors avec liste[i].

Exercices#

Exercice 14#

Les trois instructions ci-dessous sont exécutées l'une après l'autre. Suivez le contenu de la liste à la main, puis répondez.

sac = ["pomme", "pain", "eau"]
sac.append("pomme")
sac.remove("pomme")

À la fin, que vaut len(sac) ?
À la fin, que vaut sac[0] ?
À la fin, que vaut sac[2] ?

Solution

Après le append, la liste vaut ["pomme", "pain", "eau", "pomme"].

Le remove ne retire qu'une seule occurrence, et c'est la première rencontrée : c'est donc la pomme du début qui disparaît, pas celle de la fin. La liste finale vaut ["pain", "eau", "pomme"].

La liste a donc bien retrouvé sa longueur de départ, mais son contenu a changé d'ordre : le premier élément n'est plus pomme mais pain.

Exercice 15#

Pour chacun des programmes ci-dessous, indiquez ce que vaut la variable indiquée à la fin de l'exécution. Répondez sans exécuter les programmes : parcourez la liste à la main, élément par élément.

Que vaut total ?

nombres = [3, 7, 2, 9]
total = 0
for n in nombres:
    total = total + n

Que vaut compteur ?

mots = ["chat", "chien", "rat", "souris"]
compteur = 0
for m in mots:
    if len(m) > 3:
        compteur = compteur + 1

Que vaut resultat ?

notes = [3, 5, 4, 6]
resultat = 0
for note in notes:
    resultat = note

Que vaut produit ?

valeurs = [2, 3, 4]
produit = 1
for v in valeurs:
    produit = produit * v

Que vaut mot ?

lettres = ["P", "Y", "T", "H", "O", "N"]
mot = ""
for l in lettres:
    mot = mot + l

Solution

21. À chaque tour, l'élément est ajouté au total : 0, puis 3, 10, 12 et enfin 21. C'est le schéma de l'accumulateur, que l'on retrouve dans presque tous les exercices de cette page.
3. Seul rat fait 3 lettres ; chat, chien et souris en font plus de 3.
6. Piège classique : l'instruction est resultat = note et non resultat = resultat + note. La variable est donc écrasée à chaque tour et ne conserve que la dernière valeur de la liste. Une seule lettre de différence, et le programme ne fait plus du tout la même chose.
24. Même schéma que le n° 1, mais avec une multiplication. Notez que produit doit partir de 1 et non de 0 : en partant de 0, tout produit vaudrait 0.
PYTHON. L'accumulateur fonctionne aussi avec du texte : + colle les chaînes les unes après les autres. La variable doit alors partir de la chaîne vide "".

Exercice 16#

Pour chacun des programmes ci-dessous, indiquez ce que vaut la variable indiquée à la fin de l'exécution. Répondez sans exécuter les programmes : écrivez d'abord la suite de nombres produite par le range(), puis suivez la boucle tour après tour.

Que vaut total ?

total = 0
for i in range(5):
    total = total + i

Que vaut total ?

total = 0
for i in range(1, 6):
    total = total + i

Que vaut total ?

total = 0
for i in range(0, 10, 3):
    total = total + i

Que vaut compteur ?

compteur = 0
for i in range(10, 0, -2):
    compteur = compteur + 1

Que vaut compteur ?

valeurs = [3, 7, 5, 8, 2, 9]
compteur = 0
for i in range(len(valeurs) - 1):
    if valeurs[i] > valeurs[i + 1]:
        compteur = compteur + 1

Solution

10. range(5) produit 0, 1, 2, 3, 4 : le 5 est exclu. On a donc \(0 + 1 + 2 + 3 + 4 = 10\).
15. range(1, 6) produit 1, 2, 3, 4, 5. Pour additionner les nombres de 1 à 5, la fin doit être fixée à 6.
18. range(0, 10, 3) produit 0, 3, 6, 9 : le nombre suivant, 12, dépasse la fin.
5. range(10, 0, -2) produit 10, 8, 6, 4, 2 : cinq nombres, le 0 étant exclu. La valeur de i n'est pas utilisée ici, la boucle sert seulement à compter ses tours.
2. La boucle compare chaque élément à son voisin de droite : 3 et 7, 7 et 5, 5 et 8, 8 et 2, puis 2 et 9. Seules les paires 7/5 et 8/2 sont dans le "mauvais" ordre. Notez le len(valeurs) - 1 : sans lui, au dernier tour, valeurs[i + 1] désignerait un élément qui n'existe pas.

Exercice 17#

Chacun des programmes suivants comporte au moins une erreur. Parfois, cette erreur fait directement buguer le programme avec un message d'erreur rouge. D'autres fois, le programme s'exécute correctement, mais son résultat n'est pas logique.

Corrigez chacun de ces codes de manière à ce qu'ils s'exécutent correctement et affichent un résultat logique.

sac = [] #Définit une liste vide
objet = input("Quel objet veux-tu mettre dans ton sac ?")
while objet != "STOP":
    append(sac.objet)
    objet = input("Quel autre objet veux-tu mettre dans ton sac ?")
print("Contenu du sac", sac)

#Retire tous les 0 de la liste
bits = [1, 0, 1, 1, 0, 1, 0] #Ne pas toucher à cette ligne
bits.remove(0)
print(bits)

#Affiche la liste des tâches à faire avec le texte TODO avant chaque tâche
todo = ["Réviser math", "Devoir de français", "Apprendre Scedryk par coeur"]
for tâche in todo:
    print("TODO :", todo)

votes = ["oui", "non", "non", "oui", "oui", "non", "non", "oui", "non", "oui", "oui"]
oui = 0
non = 0
for v in votes:
    if v == "oui":
        oui += 1
    elif v == "non":
        non += 1

    if oui > non:
        print("Les OUI l'emportent")
    elif non > oui:
        print("Les NON l'emportent")
    else:
        print("Egalité")

#Affiche les nombres de 1 à 10
for i in range(10):
    print(i)

#Compte combien de fois un nombre est suivi d'un nombre plus grand
nombres = [4, 9, 2, 7, 7, 10]
compteur = 0
for i in range(len(nombres)):
    if nombres[i + 1] > nombres[i]:
        compteur += 1
print(compteur)

Solution

sac = [] #Définit une liste vide
objet = input("Quel objet veux-tu mettre dans ton sac ?")
while objet != "STOP":
    sac.append(objet)
    objet = input("Quel autre objet veux-tu mettre dans ton sac ?")
print("Contenu du sac", sac)

```
1#Retire tous les 0 de la liste
2bits = [1, 0, 1, 1, 0, 1, 0] #Ne pas toucher à cette ligne
3while 0 in bits:
4    bits.remove(0)
5print(bits)
```
remove() ne retire qu'une seule occurrence de la valeur, et la liste en contient trois. Plutôt que d'écrire trois fois bits.remove(0), on répète le remove tant que la liste contient encore un 0 : ce programme fonctionne quel que soit le nombre de zéros.

#Affiche la liste des tâches à faire avec le texte TODO avant chaque tâche
todo = ["Réviser math", "Devoir de français", "Apprendre Scedryk par coeur"]
for tâche in todo:
    print("TODO :", tâche)

À chaque tour, c'est la variable tâche qui contient l'élément courant. Afficher todo affiche la liste complète à chaque tour.

votes = ["oui", "non", "non", "oui", "oui", "non", "non", "oui", "non", "oui", "oui"]
oui = 0
non = 0
for v in votes:
    if v == "oui":
        oui += 1
    elif v == "non":
        non += 1

if oui > non:
    print("Les OUI l'emportent")
elif non > oui:
    print("Les NON l'emportent")
else:
    print("Egalité")

Le résultat du vote ne doit être affiché qu'une seule fois, une fois que tous les votes ont été comptés : le if final doit donc être sorti de la boucle (désindenté).

```
1#Affiche les nombres de 1 à 10
2for i in range(1, 11):
3    print(i)
```
La valeur de fin d'un range() est toujours exclue, et range(10) commence à 0 : il produit donc les nombres de 0 à 9.

#Compte combien de fois un nombre est suivi d'un nombre plus grand
nombres = [4, 9, 2, 7, 7, 10]
compteur = 0
for i in range(len(nombres) - 1):
    if nombres[i + 1] > nombres[i]:
        compteur += 1
print(compteur)

Au dernier tour, i vaut l'index du dernier élément, et nombres[i + 1] n'existe pas (list index out of range). Comme le dernier élément n'a pas de suivant, la boucle doit s'arrêter à l'avant-dernier index.

Exercice 18#

Complétez le programme ci-dessous afin que l'utilisateur puisse petit à petit créer une liste avec les codes postaux dans lesquels il souhaite se rendre. Cette liste des codes postaux ne doit jamais contenir de doublons ! Si l'utilisateur essaie d'en entrer un, le programme affichera Erreur, ce code postal est déjà dans la liste et continuera ensuite normalement. Le programme s'arrête quand l'utilisateur entre un code postal négatif. À ce moment, la liste des codes postaux est simplement affichée.

# Complétez le programme
codes_postaux = []
code_postal = int(input("Entre un code postal: "))

while code_postal >= 0:
    # Complétez le programme à partir de là

Solution

codes_postaux = []
code_postal = int(input("Entre un code postal : "))
while code_postal >= 0:
    if code_postal in codes_postaux:
        print("Erreur, ce code postal est déjà dans la liste.")
    else:
        codes_postaux.append(code_postal)
    code_postal = int(input("Entre un code postal : "))

print(codes_postaux)

Exercice 19#

La liste ci-dessous contient toutes les notes d'un bulletin. Avec cette liste, calculez les valeurs suivantes :

Le nombre de bonnes notes (4.5 et plus).
La moyenne. On calcule une moyenne en additionnant toutes les valeurs, puis en les divisant par leur nombre.
La meilleure note obtenue.

notes = [3.6, 5.7, 3.6, 5.8, 2.2, 5.2, 2.4, 4.6, 2.8, 3.6, 3.8, 4.1]

# Complétez le programme à partir de là
nb_bonnes_notes =
moyenne =
meilleure_note =

print("Il y a", nb_bonnes_notes, "bonnes notes.")
print("La moyenne est de", moyenne)
print("La meilleure note obtenue est", meilleure_note)

Solution

notes = [3.6, 5.7, 3.6, 5.8, 2.2, 5.2, 2.4, 4.6, 2.8, 3.6, 3.8, 4.1]

#Calcul du nombre de bonnes notes
nb_bonnes_notes = 0
for note in notes:
    if note >= 4.5:
        nb_bonnes_notes += 1

#Calcul de la moyenne
moyenne = 0
for note in notes:
    moyenne += note
moyenne = moyenne / len(notes)

#Calcul de la meilleure note
meilleure_note = 0
for note in notes:
    if note > meilleure_note:
        meilleure_note = note

print("Il y a", nb_bonnes_notes, "bonnes notes.")
print("La moyenne est de", moyenne)
print("La meilleure note obtenue est", meilleure_note)

Exercice 20#

Écrivez un programme qui vérifie si une liste de nombres est triée dans l'ordre croissant, c'est-à-dire si chaque élément est plus petit ou égal à celui qui le suit. Le programme affichera La liste est triée ou La liste n'est pas triée. Testez-le avec les trois listes proposées.

nombres = [2, 5, 5, 8, 13, 21]    # triée
#nombres = [2, 5, 4, 8, 13, 21]   # pas triée
#nombres = [21, 13, 8, 5, 2]      # pas triée

#Écrivez votre code ici

Solution

nombres = [2, 5, 5, 8, 13, 21]

triée = True
for i in range(len(nombres) - 1):
    if nombres[i] > nombres[i + 1]:
        triée = False

if triée:
    print("La liste est triée")
else:
    print("La liste n'est pas triée")

On part du principe que la liste est triée, et on cherche une preuve du contraire : il suffit d'une seule paire de voisins dans le mauvais ordre pour que la liste ne soit pas triée.
Il ne faut surtout pas remettre triée = True dans un else à l'intérieur de la boucle : la dernière paire comparée effacerait alors le résultat de toutes les précédentes.
La boucle s'arrête à l'avant-dernier index, car le dernier élément n'a pas de voisin de droite.

Exercice 21#

Écrivez un programme qui crée une nouvelle liste inverse contenant les éléments de la liste podium dans l'ordre inverse, puis l'affiche. Utilisez une boucle for avec un range() qui parcourt les index en partant de la fin. Le programme doit afficher :

['Bronze', 'Argent', 'Or']

podium = ["Or", "Argent", "Bronze"]
inverse = []

#Complétez le programme ici

Solution

podium = ["Or", "Argent", "Bronze"]
inverse = []

for i in range(len(podium) - 1, -1, -1):
    inverse.append(podium[i])

print(inverse)

Le dernier index de la liste est len(podium) - 1, c'est donc le début du range().
On veut descendre jusqu'à l'index 0 compris. Comme la fin est toujours exclue, il faut indiquer -1 comme valeur de fin.
Le pas de -1 fait descendre les index un par un : range(2, -1, -1) produit 2, 1, 0.