Apprenez à programmer en C

Une variable, c'est une petite information temporaire qu'on stocke dans la mémoire vive (RAM).

En langage C, une variable est constituée de deux choses :

1. Une valeur : c'est le nombre qu'elle stocke, par exemple 5.

2. Un nom : c'est ce qui permet de la reconnaître. En programmant en C, on n'aura pas à retenir l'adresse mémoire (ouf !) : à la place, on va juste indiquer des noms de variables. C'est le compilateur qui fera la conversion entre le nom et l'adresse. Voilà déjà un souci de moins.

Donnez un nom à vos variables

En langage C, chaque variable doit donc avoir un nom. Pour une variable qui retient le nombre de vies dans un programme de jeu, on aimerait bien l'appeler "Nombre de vies" ou quelque chose du genre. Hélas, il y a quelques contraintes.

De plus, le langage C fait la différence entre les majuscules et les minuscules. Pour votre culture, sachez qu'on dit que c'est un langage qui "respecte la casse".

Les variables largeur  , LARGEUR ou encore LArgEuR sont trois variables différentes en langage C, même si pour nous ça a l'air de signifier la même chose !

Voici quelques exemples de noms de variables corrects :nombreDeVies  , prenom  ,nom  ,numero_de_telephone  ,numeroDeTelephone.

Chaque programmeur a sa propre façon de nommer des variables. Pendant ce cours, je vais vous montrer ma manière de faire :

• je commence tous mes noms de variables par une lettre minuscule ;

• s'il y a plusieurs mots dans mon nom de variable, je mets une lettre majuscule au début de chaque nouveau mot.

Je vais vous demander de faire de la même manière que moi, ça nous permettra d'être sur la même longueur d'ondes.

Utilisez différents types de variables

Notre ordinateur n'est en fait rien d'autre qu'une (très grosse) machine à calculer. Il ne sait traiter que des nombres :

• les nombres entiers positifs et négatifs, comme 45 ou -87 ;

• les nombres décimaux positifs ou négatifs, comme 75,909 ou -76,9.

Lorsque vous lui demandez de stocker un nombre, vous devez dire de quel type il est.

Voici les principaux types de variables existant en langage C, que l'on peut classer en deux catégories :

• ceux qui permettent de stocker des nombres entiers : signed char  ,int  ,long ;

• ceux qui permettent de stocker des nombres décimaux (aussi appelés "nombres flottants") : float  ,double .

Votre ordinateur ne connaît pas la virgule, il utilise le point. Vous ne devez donc pas écrire 54,9 mais plutôt 54.9 !

Le tableau ci-dessous montre les fourchettes de valeurs minimales et maximales garanties par le langage :

Pour les types entiers ( signed char, int, long…), il existe d'autres types dits unsigned(non signés) qui, eux, ne peuvent stocker que des nombres positifs. Pour les utiliser, il suffit d'écrire le mot unsigned devant le type :

Comme vous le voyez, les unsigned sont des types qui ont le défaut de ne pas pouvoir stocker de nombres négatifs, mais l'avantage de pouvoir stocker des nombres deux fois plus grands (signed char s'arrête à 127, tandis que unsigned char s'arrête à 255, par exemple).

Oui, mais on a créé à l'origine plusieurs types pour économiser de la mémoire. Ainsi, quand on dit à l'ordinateur qu'on a besoin d'une variable de type char, on prend moins d'espace en mémoire que si on avait demandé une variable de type int.

Toutefois, c'était utile surtout à l'époque où la mémoire était limitée. Aujourd'hui, nos ordinateurs ont largement assez de mémoire vive pour que ça ne soit plus vraiment un problème. Il ne sera donc pas utile de se prendre la tête pendant des heures sur le choix d'un type. Si vous ne savez pas si votre variable risque de prendre une grosse valeur, mettez int ou double pour un flottant.

Déclarez une variable

On y arrive. Maintenant, créez un nouveau projet console que vous appellerez « variables ».
On va voir comment déclarer une variable, c'est-à-dire demander à l'ordinateur la permission d'utiliser un peu de mémoire.

Déclarer une variable, c'est très simple maintenant que vous savez tout ce qu'il faut. Il suffit :

1. D'indiquer le type de la variable que l'on veut créer.

2. D'insérer un espace.

3. D'indiquer le nom que vous voulez donner à la variable.

4. Et enfin, de ne pas oublier le point-virgule.

Par exemple, si je veux créer ma variable nombreDeVies de type int, je dois taper la ligne suivante :

int nombreDeVies;

Et c'est tout ! Quelques autres exemples stupides pour la forme :

int noteDeMaths;
double sommeArgentRecue; 
unsigned int nombreDeLecteursEnTrainDeLireUnNomDeVariableUnPeuLong;

Bon bref, vous avez compris le principe, je pense !

Vous devez faire les déclarations de variables au début des fonctions. Comme pour le moment on n'a qu'une seule fonction (la fonction main), vous allez déclarer la variable comme ceci :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc, char *argv[]) // Équivalent de int main()
{
  int nombreDeVies; 
     
  return 0;
}

Si vous lancez le programme ci-dessus, vous constaterez avec stupeur… qu'il ne fait rien.

Alors, avant que vous ne m'étrangliez en croyant que je vous mène en bateau depuis tout à l'heure, laissez-moi juste dire une chose pour ma défense : en fait, il se passe des choses, mais vous ne les voyez pas.

Lorsque le programme arrive à la ligne de la déclaration de variable, il demande bien gentiment à l'ordinateur s'il peut utiliser un peu d'espace dans la mémoire vive.

Si tout va bien, l'ordinateur répond « Oui bien sûr, fais comme chez toi ». Généralement, cela se passe sans problème.

Le seul souci qu'il pourrait y avoir, c'est qu'il n'y ait plus de place en mémoire… Mais heureusement cela arrive rarement, car pour remplir toute la mémoire rien qu'avec des int, il faut vraiment le vouloir !

Soyez donc sans crainte, vos variables devraient normalement être créées sans souci.

En tapant int nombreDeVies, niveau, ageDuJoueur;  , vous créez trois variables de type int : 

1. nombreDeVies.

2. niveau.

3. ageDuJoueur .

Maintenant qu'on a créé notre variable, on va pouvoir lui donner une valeur.

Affectez une valeur à une variable

Si vous voulez donner une valeur à la variable nombreDeVies, il suffit de procéder comme ceci :

nombreDeVies = 5;

Rien de plus à faire. Vous indiquez le nom de la variable, un signe égal, puis la valeur que vous voulez y mettre.

Ici, on vient de donner la valeur 5 à la variable nombreDeVies.

Notre programme complet ressemble donc à ceci :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
  int nombreDeVies;
  nombreDeVies = 5;
       
  return 0;
}

Là encore, rien ne s'affiche à l'écran, tout se passe dans la mémoire.

Quelque part dans les tréfonds de votre ordinateur, une petite case de mémoire vient de prendre la valeur 5. N'est-ce pas magnifique ?

On peut s'amuser si on veut à changer la valeur par la suite :

int nombreDeVies; 
nombreDeVies = 5;
nombreDeVies = 4;
nombreDeVies = 3;

Dans cet exemple, la variable prend d'abord la valeur 5, puis 4, et enfin 3. Comme votre ordinateur est très rapide, tout cela se passe extrêmement vite. Vous n'avez pas le temps de cligner des yeux que votre variable vient de prendre les valeurs 5, 4 et 3… et ça y est, votre programme est fini.

En effet, quand l'ordinateur lit cette ligne :

int nombreDeVies;

... il réserve un petit emplacement en mémoire, d'accord. Mais quelle est la valeur de la variable à ce moment-là ? Y a-t-il une valeur par défaut (par exemple 0) ?

Eh bien, accrochez-vous : la réponse est non. Non, non et non, il n'y a pas de valeur par défaut. En fait, l'emplacement est réservé mais la valeur ne change pas. On n'efface pas ce qui se trouve dans la « case mémoire ». Du coup, votre variable prend la valeur qui se trouvait là avant dans la mémoire, et cette valeur peut être n'importe quoi !

Si cette zone de la mémoire n'a jamais été modifiée, la valeur est peut-être 0. Mais vous n'en êtes pas sûr, il pourrait très bien y avoir le nombre 363 ou 18 à la place, c'est-à-dire un reste d'un vieux programme qui est passé par là avant !

Il faut donc faire très attention à ça si on veut éviter des problèmes par la suite. Le mieux est d'initialiser la variable dès qu'on la déclare. En C, c'est tout à fait possible. En gros, ça consiste à combiner la déclaration et l'affectation d'une variable dans la même instruction :

int nombreDeVies = 5;

Ici, la variable nombreDeVies est déclarée et prend tout de suite la valeur 5. L'avantage, c'est que vous êtes sûr après que cette variable contient une valeur correcte, et pas du n'importe quoi.

Grâce aux constantes, justement parce que leur valeur reste constante.

Pour déclarer une constante, il faut utiliser le mot const juste devant le type quand vous déclarez votre variable.

Exemple :

const int NOMBRE_DE_VIES_INITIALES = 5;

Une constante s'utilise comme une variable normale.

La seule chose qui change, c'est que si vous essayez de modifier la valeur de la constante plus loin dans le programme, le compilateur vous indiquera qu'il y a une erreur avec cette constante (les erreurs de compilation sont affichées en bas de l'écran).

Et le compilateur vous affichera alors un mot doux du genre :

[Warning] assignment of read-only variable 'NOMBRE_DE_VIES_INITIALES'

Traduction : « Triple idiot, pourquoi tu essaies de modifier la valeur d'une constante ? ».

Affichez le contenu d'une variable

On sait afficher du texte à l'écran avec la fonction printf.

Maintenant, on va voir comment afficher la valeur d'une variable avec cette même fonction.

On utilise en fait printf de la même manière, sauf que l'on rajoute un symbole spécial à l'endroit où l'on veut afficher la valeur de la variable :

printf("Il vous reste %d vies");

Ce « symbole spécial » est en fait un %  suivi d'une lettre (dans mon exemple, la lettre d).

Cette lettre permet d'indiquer ce que l'on doit afficher.

d  signifie que l'on souhaite afficher un int.

Il existe plusieurs autres possibilités, mais pour des raisons de simplicité on va se contenter de retenir celles-ci :

Bon, on a indiqué qu'à un endroit précis on voulait afficher un nombre entier, mais on n'a pas précisé lequel ! Il faut donc indiquer à la fonction printf quelle est la variable dont on veut afficher la valeur. Pour ce faire, vous devez taper le nom de la variable après les guillemets, et après avoir rajouté une virgule :

printf("Il vous reste %d vies", nombreDeVies);

Le %d sera remplacé par la variable indiquée après la virgule, à savoir nombreDeVies.

On se teste ça dans un programme ?

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

int main(int argc, char *argv[])
{
  int nombreDeVies = 5; // Au départ, le joueur a 5 vies
  
  printf("Vous avez %d vies\n", nombreDeVies);
  printf("**** B A M ****\n"); // Là il se prend un grand coup sur la tête
  nombreDeVies = 4; // Il vient de perdre une vie !
  printf("Ah desole, il ne vous reste plus que %d vies maintenant !\n\n", nombreDeVies);
  
  return 0;
}

Ce programme affiche ceci à l'écran :

Vous avez 5 vies
**** B A M ****
Ah desole, il ne vous reste plus que 4 vies maintenant !

Vous devriez reconnaître ce qui se passe dans votre programme.

1. Au départ le joueur a 5 vies, on affiche ça dans un printf.

2. Ensuite, le joueur prend un coup sur la tête (d'où le BAM).

3. Finalement il n'a plus que 4 vies, on affiche ça aussi avec un printf.

Bref, c'est plutôt simple.

Je vous propose tout de même de regarder cette vidéo qui résume comment créer et utiliser une variable :

Affichez plusieurs variables dans un même printf

Il est possible d'afficher la valeur de plusieurs variables dans un seul printf.

Il suffit d'indiquer des %d ou des %f là où vous voulez, puis d'indiquer les variables correspondantes dans le même ordre, séparées par des virgules :

printf("Vous avez %d vies et vous etes au niveau n° %d", nombreDeVies, niveau);

Allez, un petit test maintenant. Notez que j'enlève les lignes tout en haut (les directives de préprocesseur commençant par un #) ; je vais supposer que vous les mettez à chaque fois, maintenant :

int main(int argc, char *argv[])
{
  int nombreDeVies = 5, niveau = 1;
  
  printf("Vous avez %d vies et vous etes au niveau n° %d\n", nombreDeVies, niveau);
  
  return 0;
}

Ce qui affichera :

Vous avez 5 vies et vous etes au niveau n° 1

Récupérez une saisie

Les variables commencent à devenir intéressantes maintenant. On va apprendre à demander à l'utilisateur de taper un nombre dans la console. Ce nombre, on va le récupérer et le stocker dans une variable. Une fois que ça sera fait, on pourra faire tout un tas de choses avec, vous verrez.

Pour demander à l'utilisateur d'entrer quelque chose dans la console, on va utiliser scanf.

Cette fonction ressemble beaucoup à printf :

1. Vous devez mettre un format pour indiquer ce que l'utilisateur doit entrer : int, float...

2. Ensuite, vous devez indiquer le nom de la variable qui va recevoir le nombre.

Voici comment faire, par exemple :

int age = 0;
scanf("%d", &age);

On doit mettre :

• %d entre guillemets ;

• &  devant le nom de la variable qui va recevoir la valeur.

double poids = 0;
scanf("%lf", &poids);

Revenons à notre programme.

Lorsque celui-ci arrive à un scanf, il se met en pause et attend que l'utilisateur entre un nombre. Ce nombre sera stocké dans la variable age.

Voici un petit programme simple qui demande l'âge de l'utilisateur et qui le lui affiche ensuite :

int main(int argc, char *argv[])
{
  int age = 0; // On initialise la variable à 0
  
  printf("Quel age avez-vous ? ");
  scanf("%d", &age); // On demande d'entrer l'âge avec scanf
  printf("Ah ! Vous avez donc %d ans !\n\n", age);
       
  return 0;
}

Quel age avez-vous ? 20
Ah ! Vous avez donc 20 ans !

Le programme se met donc en pause après avoir affiché la question "Quel age avez-vous ?". Le curseur apparaît à l'écran, vous devez taper un nombre entier (votre âge). Tapez ensuite sur "Entrée" pour valider, et le programme continuera à s'exécuter.

Ici, tout ce qu'il fait après, c'est afficher la valeur de la variable age  à l'écran :

"Ah ! Vous avez donc 20 ans !".

Vous avez compris le principe : grâce à la fonction scanf  , on peut donc commencer à interagir avec l'utilisateur.

Notez que rien ne vous empêche de taper autre chose qu'un nombre entier :

• si vous rentrez un nombre décimal, comme 2.9, il sera automatiquement tronqué, c'est-à-dire que seule la partie entière sera conservée. Dans ce cas, c'est le nombre 2 qui aurait été stocké dans la variable ;

• si vous tapez des lettres au hasard ("éèydf"), la variable ne changera pas de valeur. Ce qui est bien ici, c'est qu'on avait initialisé notre variable à 0 au début. De ce fait, le programme affichera "0 ans" si ça n'a pas marché. Si on n'avait pas initialisé la variable, le programme aurait pu afficher n'importe quoi !

En résumé

• Nos ordinateurs possèdent plusieurs types de mémoire comme les registres, la mémoire cache, la mémoire vive et le disque dur. Pour « retenir » des informations, notre programme a besoin de stocker des données dans la mémoire. Il utilise pour cela la mémoire vive.

• Dans notre code source, les variables sont des données stockées temporairement en mémoire vive. La valeur de ces données peut changer au cours du programme.

• À l'opposé, on parle de constantes pour des données stockées en mémoire vive. La valeur de ces données ne peut pas changer.

• Il existe plusieurs types de variables, qui occupent plus ou moins d'espace en mémoire. Certains types comme int sont prévus pour stocker des nombres entiers, tandis que d'autres comme double stockent des nombres décimaux.

• La fonction scanf permet de demander à l'utilisateur de saisir un nombre. 

Maintenant que vous avez fait connaissance avec les variables, vous allez voir comment les utiliser pour faire des calculs. Je ne vous en dis pas plus, vous allez voir c'est magique !