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1.2 Boucle for ... in ...⚓︎

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1. Les énumérables⚓︎

En mathématiques, on dit qu'un ensemble est dénombrable lorsqu'on peut associer à chaque élément de l'ensemble un nombre (traditionnellement 1, 2, 3 ...)

  • les fraises Tagada d'un paquet sont dénombrables.
  • les voitures qui roulent sur l'autoroute sont dénombrables.
  • l'eau qui coule d'un robinet n'est pas dénombrable.

En informatique, il existe un concept similaire qui va désigner les objets que l'on peut énumérer, c'est-à-dire les décomposer en une succession ordonnée d'éléments. On les appelle les énumérables ou les itérables (Python utilise le mot anglais iterable).

  • la variable "NSI" (qui est de type String) est énumérable : on peut la décomposer en N, S, I.
  • la variable [4, 3, 17] (qui est de type List) est énumérable : on peut la décomposer en 4, 3, 17.
  • la variable 5 (qui est de type Int) n'est PAS énumérable : on ne peut pas la décomposer.

2. Itérer sur les itérables : la boucle for ... in ...⚓︎

2.1 Itérer sur une chaîne de caractères⚓︎

La principale caractéristique d'un ordinateur est d'exceller dans les opérations répétitives.

(je vous laisse retrouver la citation de Gérard Berry, professeur au Collège de France, commençant par «l'ordinateur est...»)

Il existe donc une instruction permettant de faire une (ou plusieurs) action(s) à chaque itération sur un élément énumérable.

Exemple fondateur n°1 ❤

Le programme suivant : 

1
2
for k in 'NSI':
    print(k)
va donner ceci : 
N
S
I

Analyse grâce à PythonTutor

Étudions, grâce à PythonTutor, le détail de cette exécution.

Cliquez sur Next et observez bien l'évolution de la variable k.

La variable k prend donc successivement toutes les lettre de la chaîne de caractère "NSI".

Pour chaque valeur de k, la ou les instruction(s) situées de manière indentée sous la ligne du for seront exécutées.

Ici, il y a simplement un print(k), donc chaque lettre de "NSI" s'affiche l'une après l'autre.

Exercice 1

Que donne le script suivant ? 

1
2
for m in 'NASA':
    print("bonjour")

Correction 
bonjour
bonjour
bonjour
bonjour

Dans cet exercice, la variable de boucle m est muette : elle n'apparaît dans les instructions indentées sous le for.

La variable m prend successivement les valeurs 'N, 'A', 'S' et 'A', mais on ne la voit pas.

image

2.3 L'indentation⚓︎

L'indentation est primordiale en Python : c'est elle qui indique les blocs de code. Dans d'autres langages, ils peuvent être délimités par des accolades { et }.

Dans une boucle, tout ce qui sera indenté sous le for sera répété un certain nombre de fois. Puis le code continuera : on dit qu'on sera sorti de la boucle.

Observez la différence entre l'exécution des codes suivants :

1
2
3
for m in 'NASA':
    print("bonjour")
    print("au revoir")

et 

1
2
3
for m in 'NASA':
    print("bonjour")
print("au revoir")

et persuadez-vous de l'importance d'être vigilant sur l'indentation !

Comment éviter les erreurs classiques

Quand vous écrivez une boucle for ... in ..., veillez bien à :

  • finir la ligne du for par les deux points :
  • indenter sous le for les instructions qui doivent être répétées. Si l'indentation ne s'est pas faite automatiquement après appui sur la touche Entrée, c'est que vous avez oublié les :.

2.3 Itérer sur une liste⚓︎

Exemple fondateur n°2 ❤

Le programme suivant : 

1
2
for jour in ["lundi", "mardi", "mercredi", "jeudi", "vendredi"]:
    print("je vais au lycée le", jour)
va donner ceci : 
je vais au lycée le lundi
je vais au lycée le mardi
je vais au lycée le mercredi
je vais au lycée le jeudi
je vais au lycée le vendredi

Analyse grâce à PythonTutor

⚠ Attention: très souvent, l'objet énumérable que la boucle va parcourir aura été au préalable stocké dans une variable :

Exemple fondateur n°3 ❤

Le programme précédent est équivalent à : 

1
2
3
semaine = ["lundi", "mardi", "mercredi", "jeudi", "vendredi"]
for jour in semaine:
    print("je vais au lycée le", jour)

Notez l'importance d'avoir choisi des noms de variables explicites : ils aident grandement à la lisibilité du code.

3. Comment répéter n fois la même action ?⚓︎

Scratch dispose du (très pratique) bloc suivant : image

Comment effectuer la même chose en Python ?

Comment répéter 10 fois la phrase "We're up all night to get lucky" ?

Nous pourrions nous en sortir par 

1
2
for k in "blablablab": #(1) 
    print("We're up all night to get lucky")

  1. n'importe quel mot de 10 caractères ferait l'affaire...

mais il doit clairement y avoir mieux...

Il y a mieux !

L'ensemble range ❤

Le programme suivant : 

1
2
for i in range(5):
    print("We're up all night to get lucky")
va donner ceci :

We're up all night to get lucky
We're up all night to get lucky
We're up all night to get lucky
We're up all night to get lucky
We're up all night to get lucky

Là encore, le i est une variable muette.

Le _ comme variable muette

Lorsque la variable de boucle est muette et ne sert qu'à effectuer \(n\) fois la même action, on utilise souvent le caractère _ (appelé underscore)comme variable de boucle.

Il faut le comprendre comme un avertissement au lecteur du code : «cette boucle ne sert qu'à faire \(n\) fois la même chose»

1
2
for _ in range(5):
    print("Tout ça est très répétitif")

4. Tout sur le range.⚓︎

4.1 Retour sur l'exemple précédent.⚓︎

Si nous rendions la variable i moins muette ?

1
2
for i in range(5):
    print(i, "We're up all night to get lucky")
va donner ceci : 
0 We're up all night to get lucky
1 We're up all night to get lucky
2 We're up all night to get lucky
3 We're up all night to get lucky
4 We're up all night to get lucky
i prend donc successivement toutes les valeurs entières entre 0 et 4. Il y en a bien 5.

4.2 Utilisation minimale de l'objet range()⚓︎

Syntaxe minimale de range() ❤

Le programme suivant : 

1
2
for k in range(4):
    print(k)
va donner ceci : 
0
1
2
3
Interprétation : faire parcourir à une variable k l'ensemble range(n) va faire prendre à k les valeurs 0, 1, 2, ..., n-1.

4.3 Utilisation avancée de l'objet range()⚓︎

Syntaxe complète de range() ❤

Le programme suivant : 

1
2
for k in range(5, 15, 2):
    print(k)
va donner ceci : 
5
7
9
11
13
Interprétation : faire parcourir à k l'ensemble range(start, stop, step) fait :

  • démarrer k à la valeur start ,
  • progresser k de step en step tant que k est strictement inférieur à stop .

Remarques :

  • si le step est omis, il vaut 1 par défaut.
  • l'objet range(5) n'est pas «techniquement» égal à la liste [0, 1, 2, 3, 4], car ce n'est pas un objet de type List:

>>> type(range(5))
<class 'range'>
Si nécessaire, on peut le convertir en liste : 
>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

Il faut donc garder en tête que l'objet renvoyé par range() est un itérable assimilable à une liste de nombres.

Exercice 2

Faire afficher les séries de nombres suivantes.

On utilisera la syntaxe print(k, end = ' ') ) pour afficher les nombres horizontalement.

A. 0 1 2 3 4 5

Correction 
1
2
for k in range(6):
    print(k, end = ' ')

B. 10 11 12 13 14 15

Correction 
1
2
for k in range(10,16):
    print(k, end = ' ')

C. 3 6 9 12

Correction 
1
2
for k in range(3,13,3):
    print(k, end = ' ')

D. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Correction 
1
2
for k in range(10,-1,-1):
    print(k, end = ' ')

5. Une situation classique : la double boucle⚓︎

Il est très souvent utile d'imbriquer une boucle dans une autre, notamment lors du parcours de tous les pixels d'une image. Prenons pour l'instant un exemple numérique.

Exemple fondateur ❤

Le programme suivant : 

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2
3
4
for a in range(1,5):
    for b in range(1,4):
        p = a * b
        print(a, '*', b, '=', p)
va donner ceci : 
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
2 * 1 = 2
2 * 2 = 4
2 * 3 = 6
3 * 1 = 3
3 * 2 = 6
3 * 3 = 9
4 * 1 = 4
4 * 2 = 8
4 * 3 = 12

Analyse grâce à PythonTutor

Exercice 3

Écrire un programme qui affiche : 

Papa dit : « et une cuillère pour Riri ! »
Papa dit : « et une cuillère pour Fifi ! »
Papa dit : « et une cuillère pour Loulou ! »
Maman dit : « et une cuillère pour Riri ! »
Maman dit : « et une cuillère pour Fifi ! »
Maman dit : « et une cuillère pour Loulou ! »
Mamie dit : « et une cuillère pour Riri ! »
Mamie dit : « et une cuillère pour Fifi ! »
Mamie dit : « et une cuillère pour Loulou ! »

Correction 
1
2
3
4
5
6
adultes = ['Papa', 'Maman', 'Mamie']
enfants = ['Riri', 'Fifi', 'Loulou']

for parent in adultes:
    for enfant in enfants:
        print(parent, 'dit : « et une cuillère pour', enfant, '! »')

Exercice 4

Rajouter à la phrase précédente le contenu de la cuillère (purée puis compote).

Exemple : 

Papa dit : « et une cuillère de purée pour Riri ! »
Papa dit : « et une cuillère de compote pour Riri ! »
Papa dit : « et une cuillère de purée pour Fifi ! »
Papa dit : « et une cuillère de compote pour Fifi ! »
Papa dit : « et une cuillère de purée pour Loulou ! »
Papa dit : « et une cuillère de compote pour Loulou ! »
Maman dit : « et une cuillère de purée pour Riri ! »
Maman dit : « et une cuillère de compote pour Riri ! »
...

Correction 
1
2
3
4
for parent in ['Papa', 'Maman', 'Mamie']:
    for enfant in ['Riri', 'Fifi', 'Loulou']:
        for nourriture in ['purée', 'compote']:
            print(parent, 'dit : « et une cuillère de', nourriture, 'pour', enfant, '! »')

6. Pour conclure⚓︎

À retenir ❤ ❤ ❤

  • La boucle for ... in ... s'utilise lorsque :
    • on veut parcourir un à un les éléments d'un objet itérable (une chaîne de caractère, une liste, un tuple, un dictionnaire...)
    • on veut répéter une action un nombre de fois connu à l'avance. On parle de boucle bornée.

  • Les instructions répétées peuvent - mais ce n'est pas obligatoire - faire appel à la variable de boucle, mais il ne faut pas que ces instructions la modifient.

  • Ne pas oublier les : et l'indentation !

  • range(n) génère une séquence de n nombres entiers: on s'en servira dès qu'on aura besoin de répéter n fois des instructions.