NUMERIQUE ET SCIENCES INFORMATIQUES

Écrire une fonction occurrences(caractere, chaine) qui prend en paramètres caractere, une chaîne de caractère de longueur 1, et chaine, une chaîne de caractères.

Cette fonction renvoie le nombre d’occurrences de caractere dans chaine, c’est-à-dire le nombre de fois où caractere apparaît dans chaine.

Exemples :

>>> occurrences('e', "sciences")
2
>>> occurrences('i',"mississippi")
4
>>> occurrences('a',"mississippi")
0

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On s’intéresse à un algorithme récursif qui permet de rendre la monnaie à partir d’une liste donnée de valeurs de pièces et de billets

Le système monétaire est donné sous forme d’une liste valeurs=[100, 50, 20, 10, 5, 2, 1]. On suppose que les pièces et billets sont disponibles sans limitation.

On cherche à donner la liste de valeurs à rendre pour une somme donnée en argument. L’algorithme utilisé est de type glouton

Compléter le code Python ci-dessous de la fonction rendu_glouton qui implémente cet algorithme et renvoie la liste des valeurs à rendre.

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On devra obtenir :

>>>rendu_glouton(67,0)
[50, 10, 5, 2]
>>>rendu_glouton(291,0)
[100, 100, 50, 20, 20, 1]
>>>rendu_glouton(291,1) # si on ne dispose pas de billets de 100
[50, 50, 50, 50, 50, 20, 20, 1]

Écrire une fonction moyenne(notes) qui renvoie la moyenne pondérée des résultats contenus dans la liste notes, non vide, donnée en paramètre. Cette liste contient des couples (note, coefficient) dans lesquels :

• note est un nombre flottant (float) compris entre 0 et 20 ;
• coefficient est un nombre entier strictement positif.

Ainsi, l’expression moyenne([(15.0,2),(9.0,1),(12.0,3)]) devra renvoyer 12.5 :

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On cherche à déterminer les valeurs du triangle de Pascal (Figure 1).

Dans le triangle de Pascal, chaque ligne commence et se termine par le nombre 1. Comme l’illustre la Figure 2, on additionne deux valeurs successives d’une ligne pour obtenir la valeur qui se situe sous la deuxième valeur.

Compléter les fonctions ligne_suivante et pascal ci-dessous. La fonction ligne_suivante prend en paramètre une liste d’entiers ligne correspondant à une ligne du triangle de Pascal et renvoie la liste correspondant à la ligne suivante du triangle de Pascal. La fonction pascal prend en paramètre un entier n et l’utilise pour construire le triangle de Pascal ayant n+1 lignes sous la forme d’une liste de listes.

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Exemples :

>>> ligne_suivante([1, 3, 3, 1])
[1, 4, 6, 4, 1]
>>> pascal(2)
[[1], [1, 1], [1, 2, 1]]
>>> pascal(3)
[[1], [1, 1], [1, 2, 1], [1, 3, 3, 1]]

Le codage par différence (delta encoding en anglais) permet de compresser un tableau de données en indiquant pour chaque donnée, sa différence avec la précédente (plutôt que la donnée elle-même). On se retrouve alors avec un tableau de données assez petites nécessitant moins de place en mémoire. Cette méthode se révèle efficace lorsque les valeurs consécutives sont proches.

Programmer la fonction delta(liste) qui prend en paramètre un tableau non vide de nombres entiers et qui renvoie un tableau contenant les valeurs entières compressées à l’aide cette technique.

Exemples:

>>> delta([1000, 800, 802, 1000, 1003])
[1000, -200, 2, 198, 3]
>>> delta([42])
[42]

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Une expression arithmétique ne comportant que les quatre opérations +, −,×,÷ peut être représentée sous forme d’arbre binaire. Les nœuds internes sont des opérateurs et les feuilles sont des nombres. Dans un tel arbre, la disposition des nœuds joue le rôle des parenthèses que nous connaissons bien.

En parcourant en profondeur infixe l’arbre binaire ci-contre, on retrouve l’expression notée habituellement

La classe Expr ci-après permet d’implémenter une structure d’arbre binaire pour représenter de telles expressions.

Compléter la méthode récursive infixe qui renvoie une chaîne de caractères contenant des parenthèses représentant l’expression arithmétique sur laquelle on l’applique.

Exécuter

Exemples :

>>> a = Expr(Expr(None, 1, None), '+', Expr(None, 2, None))
>>> a.infixe()
'(1+2)'
>>> b = Expr(Expr(Expr(None, 1, None), '+', Expr(None, 2, None)),
'*', Expr(Expr(None, 3, None), '+', Expr(None, 4, None)))
>>> b.infixe()
'((1+2)*(3+4))'
>>> e = Expr(
Expr(Expr(None, 3, None), '*', Expr(Expr(None, 8, None),
'+', Expr(None, 7, None))),
'-', Expr(Expr(None, 2, None), '+', Expr(None, 1, None)))
>>> e.infixe()
'((3*(8+7))-(2+1))'

Écrire une fonction couples_consecutifs qui prend en paramètre une liste de nombres entiers tab non vide (type list), et qui renvoie la liste (éventuellement vide) des couples d'entiers consécutifs successifs qu'il peut y avoir dans tab.

Exemples

>>> couples_consecutifs([1, 4, 3, 5])
[]
>>> couples_consecutifs([1, 4, 5, 3])
[(4, 5)]
>>> couples_consecutifs([1, 1, 2, 4])
[(1, 2)]
>>> couples_consecutifs([7, 1, 2, 5, 3, 4])
[(1, 2), (3, 4)]
>>> couples_consecutifs ([5, 1, 2, 3, 8, -5, -4, 7])
[(1, 2), (2, 3), (-5, -4)]

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Soit une image binaire représentée dans un tableau à 2 dimensions. Les éléments M[i][j], appelés pixels, sont égaux soit à 0 soit à 1.

Par exemple, les composantes de

On souhaite, à partir d’un pixel égal à 1 dans une image M, donner la valeur val à tous les pixels de la composante à laquelle appartient ce pixel.

La fonction colore_comp1 prend pour paramètre une image M (représentée par une liste de listes), deux entiers i et j et une valeur entière val. Elle met à la valeur val tous les pixels de la composante du pixel M[i][j] s’il vaut 1 et ne fait rien sinon.

Par exemple, colore_comp1(M,2,1,3) donne

Compléter le code récursif de la fonction colore_comp1 donné ci-dessous

Exécuter

Exemple :

>>> M = [[0,0,1,0],[0,1,0,1],[1,1,1,0],[0,1,1,0]]
>>> colore_comp1(M,2,1,3)
>>> M
[[0, 0, 1, 0], [0, 3, 0, 1], [3, 3, 3, 0], [0, 3, 3, 0]]

Écrire une fonction min_et_max qui prend en paramètre un tableau de nombres tab non vide, et qui renvoie la plus petite et la plus grande valeur du tableau sous la forme d’un dictionnaire à deux clés min et max.

Les tableaux seront représentés sous forme de liste Python.

L’utilisation des fonctions natives min, max et sorted, ainsi que la méthode sort n’est pas autorisée.

Exemples

>>> min_et_max([0, 1, 4, 2, -2, 9, 3, 1, 7, 1])
{'min': -2, 'max': 9}
>>> min_et_max([0, 1, 2, 3])
{'min': 0, 'max': 3}
>>> min_et_max([3])
{'min': 3, 'max': 3}
>>> min_et_max([1, 3, 2, 1, 3])
{'min': 1, 'max': 3}
>>> min_et_max([-1, -1, -1, -1, -1])
{'min': -1, 'max': -1}

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On dispose d’une classe Carte permettant de créer des objets modélisant des cartes à jouer.

Compléter la classe Paquet_de_cartes suivante en respectant les spécifications données dans les chaînes de documentation.

Ajouter une assertion dans la méthode recuperer_carte afin de vérifier que le paramètre pos est correct.

Exécuter

Exemple :

>>> jeu = Paquet_de_cartes()
>>> carte1 = jeu.get_carte(20)
>>> print(carte1.get_valeur() + " de " + carte1.get_couleur())
8 de coeur
>>> carte2 = jeu.get_carte(0)
>>> print(carte2.get_valeur() + " de " + carte2.get_couleur())
As de pique
>>> carte3 = jeu.get_carte(52)
AssertionError : paramètre pos invalide

Écrire une fonction maxi qui prend en paramètre une liste tab de nombres entiers et qui renvoie un couple donnant le plus grand élément de cette liste ainsi que l’indice de la première apparition de ce maximum dans la liste.

Exemple

>>> maxi([1,5,6,9,1,2,3,7,9,8])
(9,3)

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La fonction recherche prend en paramètres deux chaines de caractères gene et seq_adn et renvoie True si on retrouve gene dans seq_adn et False sinon.

Compléter le code Python ci-dessous pour qu’il implémente la fonction recherche.

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Exemples :

>>> recherche("AATC", "GTACAAATCTTGCC")
True
>>> recherche("AGTC", "GTACAAATCTTGCC")
False

Écrire une fonction ecriture_binaire_entier_positif qui prend en paramètre un entier positif n et renvoie une liste d'entiers correspondant à l‘écriture binaire de n.

On rappelle que :

• l’écriture binaire de 25 est 11001 car 25 = 1 × 2⁴ + 1 × 2³ + 0 × 2² + 0 × 2¹ + 1 × 2⁰ ;type list) d’éléments du même type
• n % 2 vaut 0 ou 1 selon que n est pair ou impair ;
• n // 2 donne le quotient de la division euclidienne de n par 2.

Il est interdit dans cet exercice d’utiliser la fonction bin de Python.

Exemple :

>>> 5 % 2
1
>>> 5 // 2
2
>>> ecriture_binaire_entier_positif(0)
'0'
>>> ecriture_binaire_entier_positif(2)
'10'
>>> ecriture_binaire_entier_positif(105)
'1101001'

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La fonction tri_bulles prend en paramètre une liste tab d’entiers (type list) et le modifie pour le trier par ordre croissant.

Le tri à bulles est un tri en place qui commence par placer le plus grand élément en dernière position en parcourant la liste de gauche à droite et en échangeant au passage les éléments voisins mal ordonnés (si la valeur de l’élément d’indice i a une valeur strictement supérieure à celle de l’indice i + 1, ils sont échangés). Le tri place ensuite en avant-dernière position le plus grand élément de la liste privée de son dernier élément en procédant encore à des échanges d’éléments voisins. Ce principe est répété jusqu’à placer le minimum en première position.

Exemple : pour trier la liste [7, 9, 4, 3] :

• première étape : 7 et 9 ne sont pas échangés, puis 9 et 4 sont échangés, puis 9 et 3 sont échangés, la liste est alors [7, 4, 3, 9]
• deuxième étape : 7 et 4 sont échangés, puis 7 et 3 sont échangés, la liste est alors [4, 3, 7, 9]

• troisième étape : 4 et 3 sont échangés, la liste est alors [3, 4, 7, 9]

Compléter le code Python ci-dessous qui implémente la fonction tri_bulles.

Exécuter

Exemples :

>>> tri_bulles([])
[]
>>> tri_bulles([7])
[7]
>>> tri_bulles([9, 3, 7, 2, 3, 1, 6])
[1, 2, 3, 3, 6, 7, 9]
>>> tri_bulles([9, 7, 4, 3])
[3, 4, 7, 9]

Écrire une fonction recherche qui prend en paramètres elt un nombre entier et tab un tableau de nombres entiers, et qui renvoie l’indice de la première occurrence de elt dans tab si elt est dans tab et -1 sinon.

Ne pas oublier d’ajouter au corps de la fonction une documentation et une ou plusieurs assertions pour vérifier les pré-conditions.

Exemple

>>> recherche(1, [2, 3, 4])
-1
>>> recherche(1, [10, 12, 1, 56])
2
>>> recherche(50, [1, 50, 1])
1
>>> recherche(15, [8, 9, 10, 15])
3
>>> recherche(50, [])
-1
>>> recherche(4, [2, 4, 4, 3, 4])
1

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On considère la fonction insere ci-dessous qui prend en argument un entier a et un tableau tab d'entiers triés par ordre croissant. Cette fonction crée et renvoie un nouveau tableau à partir de celui fourni en paramètre en y insérant la valeur a de sorte que le tableau renvoyé soit encore trié par ordre croissant. Les tableaux seront représentés sous la forme de listes Python.

Exécuter

Compléter la fonction insere ci-dessus.

Exemples :

>>> insere(3, [1, 2, 4, 5])
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> insere(30, [1, 2, 7, 12, 14, 25])
[1, 2, 7, 12, 14, 25, 30]
>>> insere(1, [2, 3, 4])
[1, 2, 3, 4]
>>> insere(1, [])
[1]

On rappelle que :

• le nombre aⁿ est le nombre a × a × … × a, où le facteur a apparaît n fois,
• en langage Python, l’instruction t[-1] permet d’accéder au dernier élément du tableau t.

Dans cet exercice, l’opérateur ** et la fonction pow ne sont pas autorisés. Programmer en langage Python une fonction liste_puissances qui prend en argument un nombre entier a, un entier strictement positif n et qui renvoie la liste de ses puissances [a1, a2, ... , an ].

Programmer également une fonction liste_puisssances_borne qui prend en argument un nombre entier a supérieur ou égal à 2 et un entier borne, et qui renvoie la liste de ses puissances, à l’exclusion de a⁰, strictement inférieures à borne.

Exemples :

>>> liste_puissances(3, 5)
[3, 9, 27, 81, 243]
>>> liste_puissances(-2, 4)
[-2, 4, -8, 16]
>>> liste_puissances_borne(2, 16)
[2, 4, 8]
>>> liste_puissances_borne(2, 17)
[2, 4, 8, 16]
>>> liste_puissances_borne(5, 5)
[]

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On affecte à chaque lettre de l’alphabet un code selon les tableaux ci-dessous :

Cette table de correspondance est stockée dans un dictionnaire dico où les clés sont les lettres de l’alphabet et les valeurs les codes correspondants.

dico = {"A": 1, "B": 2, "C": 3, "D": 4, "E": 5, "F": 6,
        "G": 7, "H": 8, "I": 9, "J": 10, "K": 11, "L": 12,
        "M": 13, "N": 14, "O": 15, "P": 16, "Q": 17,
        "R": 18, "S": 19, "T": 20, "U": 21, "V": 22,
        "W": 23, "X": 24, "Y": 25, "Z": 26}

Pour un mot donné, on détermine d’une part son code alphabétique concaténé, obtenu par la juxtaposition des codes de chacun de ses caractères, et d’autre part, son code additionné, qui est la somme des codes de chacun de ses caractères.

Par ailleurs, on dit que ce mot est parfait si le code additionné divise le code concaténé.

Exemples :

• Pour le mot "PAUL", le code concaténé est la chaîne 1612112, soit l’entier 1 612 112. Son code additionné est l’entier 50 car 16+1+21+12=50. 50 ne divise pas l’entier 1 612 112 ;
  par conséquent, le mot "PAUL" n’est pas parfait.

• Pour le mot "ALAIN", le code concaténé est la chaîne 1121914, soit l’entier 1 121 914. Le code additionné est l’entier 37 car 1+12+1+9+14=37. 37 divise l’entier 1 121 914 ;
  par conséquent, le mot "ALAIN" est parfait.

Compléter la fonction est_parfait ci-dessous qui prend en paramètre un mot en majuscule et renvoie un triplet constitué du code additionné, du code concaténé et d’un booléen indiquant si le mot est parfait ou non.

On rappelle que pour tester si un entier a divise un entier b, on utilise l’opérateur modulo a % b qui renvoie le reste de la division euclidienne de b par a. Si a % b vaut 0, alors a divise b.

Exécuter

Exemples :

>>> est_parfait("PAUL")
[50, 1612112, False]
>>> est_parfait("ALAIN")
[37, 1121914, True]

Le nombre d’occurrences d’un caractère dans une chaîne de caractère est le nombre d’apparitions de ce caractère dans la chaîne.

Exemples :

• l’occurrence du caractère ‘o’ dans ‘bonjour’ est 2 ;
• l’occurrence du caractère ‘b’ dans ‘Bébé’ est 1 ;
• l’occurrence du caractère ‘B’ dans ‘Bébé’ est 1 ;
• l’occurrence du caractère ‘ ‘ dans ‘Hello world !’ est 2.

On cherche le nombre d’occurrences des caractères dans une chaîne de caractères. On souhaite stocker ces nombres d’occurrences dans un dictionnaire dont les clefs seraient les caractères de la chaîne et les valeurs le nombre d’occurrences de ces caractères.

Par exemple : avec la phrase 'Hello world !' le dictionnaire est le suivant :

{'H': 1,'e': 1,'l': 3,'o': 2,' ': 2,'w': 1,'r': 1,'d': 1,'!': 1}

l’ordre des clefs n’ayant pas d’importance.

Écrire une fonction nbr_occurrences prenant comme paramètre une chaîne de caractères chaine et renvoyant le dictionnaire des nombres d’occurrences des caractères de cette chaîne.

Exécuter

La fonction fusion prend deux tableaux tab1, tab2 (type list) d’entiers triés par ordre croissant et les fusionne en un tableau trié tab12 qu’elle renvoie. Compléter le code de la fonction fusion ci-dessous.

Exécuter

Exemples :

>>> fusion([1,2,3],[])
[1, 2, 3]
>>> fusion([], [])
[]
>>> fusion([1, 6, 10],[0, 7, 8, 9])
[0, 1, 6, 7, 8, 9, 10]

Écrire une fonction recherche qui prend en paramètres un tableau tab de nombres entiers triés par ordre croissant et un nombre entier n, et qui effectue une recherche dichotomique du nombre entier n dans le tableau non vide tab.

Cette fonction doit renvoyer un indice correspondant au nombre cherché s’il est dans le tableau, None sinon.

Exemples

>>> recherche([2, 3, 4, 5, 6], 5)
3
>>> recherche([2, 3, 4, 6, 7], 5) # renvoie None

Exécuter

Le codage de César transforme un message en changeant chaque lettre en la décalant dans l’alphabet.

Par exemple, avec un décalage de 3, le A se transforme en D, le B en E, ..., le X en A, le Y en B et le Z en C. Les autres caractères (‘!’,’ ?’…) ne sont pas codés.

La fonction position_alphabet ci-dessous prend en paramètre un caractère lettre et renvoie la position de lettre dans la chaîne de caractères ALPHABET s’il s’y trouve.

La fonction cesar prend en paramètre une chaîne de caractères message et un nombre entier decalage et renvoie le nouveau message codé avec le codage de César utilisant le décalage decalage.

Exécuter

Compléter la fonction cesar.

Exemples :

>>> cesar('BONJOUR A TOUS. VIVE LA MATIERE NSI !', 4)
'FSRNSYV E XSYW. ZMZI PE QEXMIVI RWM !'
>>> cesar('GTSOTZW F YTZX. ANAJ QF RFYNJWJ SXN !', -5)
'BONJOUR A TOUS. VIVE LA MATIERE NSI !'

Programmer la fonction moyenne prenant en paramètre un tableau d'entiers tab (de type list) qui renvoie la moyenne de ses éléments si le tableau est non vide. Proposer une façon de traiter le cas où le tableau passé en paramètre est vide.

Dans cet exercice, on s’interdira d’utiliser la fonction Python sum.

Exemple

>>> moyenne([5,3,8])
5.333333333333333
>>> moyenne([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
5.5
>>> moyenne([])
# Comportement différent suivant le traitement proposé.

Exécuter

On considère un tableau d'entiers tab (type list) dont les éléments sont des 0 ou des 1. On se propose de trier ce tableau selon l'algorithme suivant : à chaque étape du tri, le tableau est constitué de trois zones consécutives, la première ne contenant que des 0, la seconde n'étant pas triée et la dernière ne contenant que des 1.Au départ, les zones ne contenant que des 0 et des 1 sont vides.

[0, ..., 0, <zone non triée>, 1, ..., 1]

Tant que la zone non triée n'est pas réduite à un seul élément, on regarde son premier élément :

• si cet élément vaut 0, on considère qu'il appartient désormais à la zone ne contenant que des 0 ;
• si cet élément vaut 1, il est échangé avec le dernier élément de la zone non triée et on considère alors qu’il appartient à la zone ne contenant que des 1.

Dans tous les cas, la longueur de la zone non triée diminue de 1.

compléter la fonction tri suivante :

Exécuter

Exemples :

>>> tab = [0,1,0,1,0,1,0,1,0]
>>> tri(tab)
>>> tab
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]

On s’intéresse au problème du rendu de monnaie. On suppose qu’on dispose d’un nombre infini de billets de 5 euros, de pièces de 2 euros et de pièces de 1 euro.

Le but est d’écrire une fonction nommée rendu dont le paramètre est un entier positif non nul somme_a_rendre et qui retourne une liste de trois entiers n1, n2 et n3 qui correspondent aux nombres de billets de 5 euros (n1) de pièces de 2 euros (n2) et de pièces de 1 euro (n3) à rendre afin que le total rendu soit égal à somme_a_rendre.

On utilisera un algorithme glouton : on commencera par rendre le nombre maximal de billets de 5 euros, puis celui des pièces de 2 euros et enfin celui des pièces de 1 euros.

Exemple

>>> rendu(13)
[2,1,1]
>>> rendu(64)
[12,2,0]
>>> rendu(89)
[17,2,0]

Exécuter

On veut écrire une classe pour gérer une file à l’aide d’une liste chaînée. On dispose d’une classe Maillon permettant la création d’un maillon de la chaîne, celui-ci étant constitué d’une valeur et d’une référence au maillon suivant de la chaîne :

Compléter la classe File suivante où l’attribut dernier_file contient le maillon correspondant à l’élément arrivé en dernier dans la file :

Exécuter

On pourra tester le fonctionnement de la classe en utilisant les commandes suivantes dans la console Python :

>>> F = File()
>>> F.est_vide()
True
>>> F.enfile(2)
>>> F.affiche()
2
>>> F.est_vide()
False
>>> F.enfile(5)
>>> F.enfile(7)
>>> F.affiche()
7
5
2
>>> F.defile()
2
>>> F.defile()
5
>>> F.affiche()
7

On considère des mots à trous : ce sont des chaînes de caractères contenant uniquement des majuscules et des caractères '*'. Par exemple 'INFO*MA*IQUE', '***I***E**' et '*S*' sont des mots à trous.

Programmer une fonction correspond :

• qui prend en paramètres deux chaînes de caractères mot et mot_a_trous où mot_a_trous est un mot à trous comme indiqué ci-dessus,
• et qui renvoie :
• True si on peut obtenir mot en remplaçant convenablement les caractères '*' de mot_a_trous.
• False sinon.

Exemples

>>> correspond('INFORMATIQUE', 'INFO*MA*IQUE')
True
>>> correspond('AUTOMATIQUE', 'INFO*MA*IQUE')
False
>>> correspond('STOP', 'S*')
False
>>> correspond('AUTO', '*UT*')
True

Exécuter

On considère au plus 26 personnes A, B, C, D, E, F ... qui peuvent s'envoyer des messages avec deux règles à respecter :

• chaque personne ne peut envoyer des messages qu'à la même personne (éventuellement elle-même),
• chaque personne ne peut recevoir des messages qu'en provenance d'une seule personne (éventuellement elle-même).

Voici un exemple - avec 6 personnes - de « plan d'envoi des messages » qui respecte les règles ci-dessus, puisque chaque personne est présente une seule fois dans chaque colonne :

• A envoie ses messages à E
• E envoie ses messages à B
• B envoie ses messages à F
• F envoie ses messages à A
• C envoie ses messages à D
• D envoie ses messages à C

Et le dictionnaire correspondant à ce plan d'envoi est le suivant :

plan_a = {'A':'E', 'B':'F', 'C':'D', 'D':'C', 'E':'B', 'F':'A'}

Un cycle est une suite de personnes dans laquelle la dernière est la même que la première.

Sur le plan d'envoi plan_a des messages ci-dessus, il y a deux cycles distincts : un premier cycle avec A, E, B, F et un second cycle avec C et D.

En revanche, le plan d’envoi plan_b ci-dessous :

plan_b = {'A':'C', 'B':'F', 'C':'E', 'D':'A', 'E':'B', 'F':'D'}

comporte un unique cycle : A, C, E, B, F, D. Dans ce cas, lorsqu’un plan d’envoi comporte un unique cycle, on dit que le plan d’envoi est cyclique.

Pour savoir si un plan d'envoi de messages comportant N personnes est cyclique, on peut utiliser l'algorithme ci-dessous :

• on part d’un expéditeur (ici A) et on inspecte son destinataire dans le plan d'envoi,
• chaque destinataire devient à son tour expéditeur, selon le plan d’envoi, tant qu’on ne « retombe » pas sur l’expéditeur initial,
• le plan d’envoi est cyclique si on l’a parcouru en entier.

Compléter la fonction est_cyclique située à la page suivante en respectant la spécification. On rappelle que la fonction Python len permet d’obtenir la longueur d’un dictionnaire.

Exécuter

Exemples :

>>> est_cyclique({'A':'E', 'F':'A', 'C':'D', 'E':'B', 'B':'F', 'D':'C'})
False
>>> est_cyclique({'A':'E', 'F':'C', 'C':'D', 'E':'B', 'B':'F', 'D':'A'})
True
>>> est_cyclique({'A':'B', 'F':'C', 'C':'D', 'E':'A', 'B':'F', 'D':'E'})
True
>>> est_cyclique({'A':'B', 'F':'A', 'C':'D', 'E':'C', 'B':'F', 'D':'E'})
False

Écrire une fonction python appelée nb_repetitions qui prend en paramètres un élément elt et une liste tab (type list) d’éléments du même type et renvoie le nombre de fois où l’élément apparaît dans la liste.

Exemples

>>> nb_repetitions(5,[2,5,3,5,6,9,5])
3
>>> nb_repetitions('A',[ 'B', 'A', 'B', 'A', 'R'])
2
>>> nb_repetitions(12,[1,'!',7,21,36,44])
0

Exécuter

Pour rappel, la conversion d’un nombre entier positif en binaire peut s’effectuer à l’aide des divisions successives comme illustré ici :

Compléter la fonction binaire.

Exécuter

Exemples :

>>> binaire(0)
'0'
>>> binaire(77)
'1001101'

Écrire une fonction maxi qui prend en paramètre une liste tab de nombres entiers et renvoie un couple donnant le plus grand élément de cette liste, ainsi que l’indice de la première apparition de ce maximum dans la liste.

Exemples

>>> maxi([1,5,6,9,1,2,3,7,9,8])
(9,3)

Exécuter

Cet exercice utilise des piles qui seront représentées en Python par des listes (type list). On rappelle que l’expression T1 = list(T) fait une copie de T indépendante de T, que l’expression x = T.pop() enlève le sommet de la pile T et le place dans la variable x et, enfin, que l’expression T.append(v) place la valeur v au sommet de la pile T.

Compléter le code Python de la fonction positif ci-dessous qui prend une pile T de nombres entiers en paramètre et qui renvoie la pile des entiers positifs dans le même ordre, sans modifier la variable T.

Exécuter

Exemples :

>>> positif([-1,0,5,-3,4,-6,10,9,-8 ])
T = [-1, 0, 5, -3, 4, -6, 10, 9, -8]
[0, 5, 4, 10, 9]

Dans cet exercice, on considère des phrases composées de mots.

• On appelle mot une chaîne de caractères composée de caractères choisis parmi les 26 lettres minuscules ou majuscules de l'alphabet.
• On appelle phrase une chaîne de caractères :
  • composée d’un ou de plusieurs « mots » séparés entre eux par un seul caractère espace ' ',
  • se finissant :
  • soit par un point '.' qui est alors collé au dernier mot,
  • soit par un point d'exclamation '!' ou d'interrogation '?' qui est alors séparé du dernier mot par un seul caractère espace ' '.
  Voici deux exemples de phrases :
  • 'Cet exercice est simple.'
  • 'Le point d exclamation est separe !'

  Après avoir remarqué le lien entre le nombre de mots et le nombres de caractères espace dans une phrase, programmer une fonction nombre_de_mots qui prend en paramètre une phrase et renvoie le nombre de mots présents dans celle-ci.

  Exemple :

  >>> nombre_de_mots('Cet exercice est simple.')
  4
  >>> nombre_de_mots('Le point d exclamation est separe !')
  6
  >>> nombre_de_mots('Combien de mots y a t il dans cette phrase ?')
  10
  >>> nombre_de_mots('Fin.')
  1

  Exécuter

Un arbre binaire de recherche est soit vide, représenté en Python par la valeur None, soit un noeud, contenant une étiquette et deux sous-arbres gauche et droit et représenté par une instance de la classe Noeud donnée ci-dessous.

On considère ici que les étiquettes des noeuds sont des entiers et que les arbres binaires de recherche considérés ne contiennent pas de doublons.

Exécuter

Compléter la fonction récursive inserer afin qu'elle permette d’insérer une clé dans l’arbre binaire de recherche non vide sur lequel on l’appelle.

Voici un exemple d'utilisation :

>>> arbre = Noeud(7)
>>>for cle in (3, 9, 1, 6):
       arbre.inserer(cle)
>>> arbre.gauche.getValeur()
3
>>> arbre.droit.getValeur()
9
>>> arbre.gauche.gauche.getValeur()
1
>>> arbre.gauche.droit.getValeur()
6

On a relevé les valeurs moyennes annuelles des températures à Paris pour la période allant de 2013 à 2019. Les résultats ont été récupérés sous la forme de deux tableaux (de type list) : l’un pour les températures, l’autre pour les années :

t_moy = [14.9, 13.3, 13.1, 12.5, 13.0, 13.6, 13.7]
annees = [2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019]

Écrire la fonction annee_temperature_minimale qui prend en paramètres ces deux tableaux et qui renvoie la plus petite valeur relevée au cours de la période et l’année correspondante.

On suppose que la température minimale est atteinte

Exemple

annee_temperature_minimale(t_moy, annees)
(12.5, 2016)

Exécuter

Un mot palindrome peut se lire de la même façon de gauche à droite ou de droite à gauche : kayak, radar, et non sont des mots palindromes.

De même certains nombres sont eux aussi des palindromes : 33, 121, 345543.

L’objectif de cet exercice est d’obtenir un programme Python permettant de tester si un nombre est un nombre palindrome.

Pour remplir cette tâche, on vous demande de compléter le code des trois fonctions cidessous qui s’appuient les unes sur les autres :

• inverse_chaine : qui renvoie une chaîne de caractères inversée ;
• est_palindrome : qui teste si une chaîne de caractères est un palindrome ;
• est_nbre_palindrome : qui teste si un nombre est un palindrome.

Compléter le code des trois fonctions ci-dessous.

Exécuter

Exemples :

>>> inverse_chaine('bac')
'cab'
>>> est_palindrome('NSI')
False
>>> est_palindrome('ISN-NSI')
True
>>> est_nbre_palindrome(214312)
False
>>> est_nbre_palindrome(213312)
True

Programmer la fonction multiplication prenant en paramètres deux nombres entiers relatifs n1 et n2, et qui renvoie le produit de ces deux nombres.

Les seules opérations autorisées sont l’addition et la soustraction.

Exemples

>>> multiplication(3,5)
15
>>> multiplication(-4,-8)
32
>>> multiplication(-2,6)
-12
>>> multiplication(-2,0)
0

Exécuter

Soit tab un tableau non vide d'entiers triés dans l'ordre croissant et n un entier.

La fonction chercherci-dessous, doit renvoyer un indice où la valeur n apparaît dans dans tab si cette valeur y figure et et None sinon.

Les paramètres de la fonction sont :

• tab, le tableau dans lequel s'effectue la recherche ;
• x, l'entier à chercher dans le tableau ;
• i, l'indice de début de la partie du tableau où s'effectue la recherche ;
• j, l'indice de fin de la partie du tableau où s'effectue la recherche.

L’algorithme demandé est une recherche dichotomique récursive.

Recopier et compléter le code de la fonction chercher suivante

Exécuter

L’exécution du code doit donner :

>>> chercher([1,5,6,6,9,12],7,0,10)
Erreur
>>> chercher([1,5,6,6,9,12],7,0,5)
>>> chercher([1,5,6,6,9,12],9,0,5)
4
>>> chercher([1,5,6,6,9,12],6,0,5)
2

L'opérateur « ou exclusif » entre deux bits renvoie 0 si les deux bits sont égaux et 1 s'ils sont différents. Il est symbolisé par le caractère ⊕. :

Ansi :

• 0 ⊕ 0 = 0
• 0 ⊕ 1 = 1
• 1 ⊕ 0 = 1
• 1 ⊕ 1 = 0

Écrire une fonction ou_exclusif qui prend en paramètres deux tableaux de 0 ou de 1 de même longueur et qui renvoie un tableau où l’élément situé à position i est le résultat, par l’opérateur « ou exclusif », des éléments à la position i des tableaux passés en paramètres.

Exemples

>>> ou_exclusif([1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1], [0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0])
[1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1]
>>> ou_exclusif([1, 1, 0, 1], [0, 0, 1, 1])
[1, 1, 1, 0]

Exécuter

Dans cet exercice, on appelle carré d’ordre n un tableau de n lignes et n colonnes dont chaque case contient un entier naturel.

Exemples:

>>> lst_c3 = [3, 4, 5, 4, 4, 4, 5, 4, 3]
>>> c3 = Carre(lst_c3, 3)
>>> c3.affiche()
[3, 4, 5]
[4, 4, 4]
[5, 4, 3]

Programmer la fonction multiplication, prenant en paramètres deux nombres entiers n1 et n2, et qui renvoie le produit de ces deux nombres.

Les seules opérations autorisées sont l’addition et la soustraction.

Exemples

>>> multiplication(3,5)
15
>>> multiplication(-4,-8)
32
>>> multiplication(-2,6)
-12
>>> multiplication(-2,0)
0

Exécuter

On s’intéresse dans cet exercice à la recherche dichotomique dans un tableau trié d’entiers. Compléter la fonction suivante en respectant la spécification.

Exécuter

Exemples :

>>> dichotomie([15, 16, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 31, 33],28)
True
>>> dichotomie([15, 16, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 31, 33],27)
False

Programmer une fonction renverse, prenant en paramètre une chaîne de caractères non vide mot et renvoie cette chaîne de caractères en ordre inverse.

Exemples

>>> renverse("")
""
>>> renverse("abc")
"cba"
>>> renverse("informatique")
"euqitamrofni"

Exécuter

Un nombre premier est un nombre entier naturel qui admet exactement deux diviseurs distincts entiers et positifs : 1 et lui-même.

Le crible d’Ératosthène permet de déterminer les nombres premiers plus petit qu’un certain nombre n fixé.

On considère pour cela un tableau tab de n booléens (type list), initialement tous égaux à True, sauf tab[0] et tab[1] qui valent False, 0 et 1 n’étant pas des nombres premiers.

On parcourt alors ce tableau de gauche à droite et pour chaque indice i :

• si tab[i] vaut True : le nombre i est premier et on donne la valeur False à toutes les cases du tableau dont l’indice est un multiple de i, à partir de 2*i (c’est-à-dire 2*i, 3*i ...).
• si tab[i] vaut False : le nombre i n’est pas premier et on n’effectue aucun changement sur le tableau.

On dispose de la fonction crible, donnée ci-dessous et à compléter, prenant en paramètre un entier n strictement positif et renvoyant un tableau contenant tous les nombres premiers plus petits que n.

Exécuter

Exemples :

>>> crible(40)
[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37]
>> crible(5)
[2, 3]

Sur le réseau social TipTop, on s’intéresse au nombre de « like » des abonnés. Les données sont stockées dans des dictionnaires où les clés sont les pseudos et les valeurs correspondantes sont les nombres de « like » comme ci-dessous :

{'Bob': 102, 'Ada': 201, 'Alice': 103, 'Tim': 50}

Écrire une fonction max_dico qui :

• Prend en paramètre un dictionnaire dico non vide dont les clés sont des chaînes de caractères et les valeurs associées sont des entiers ;
• Renvoie un tuple dont :
  • La première valeur est la clé du dictionnaire associée à la valeur maximale ;
  • La seconde valeur est la première valeur maximale présente dans le dictionnaire.

Exemples

>>> max_dico({'Bob': 102, 'Ada': 201, 'Alice': 103, 'Tim': 50})
('Ada', 201)
>>> max_dico({'Alan': 222, 'Ada': 201, 'Eve': 220, 'Tim': 50})
('Alan', 222)

Exécuter

Nous avons l’habitude de noter les expressions arithmétiques avec des parenthèses comme par exemple : (2 + 3) × 5.

Il existe une autre notation utilisée par certaines calculatrices, appelée notation postfixe, qui n’utilise pas de parenthèses. L’expression arithmétique précédente est alors obtenue en saisissant successivement 2, puis 3, puis l’opérateur +, puis 5, et enfin l’opérateur ×. On modélise cette saisie par le tableau [2, 3, '+', 5, '*'].

Autre exemple, la notation postfixe de 3 × 2 + 5 est modélisée par le tableau :

[3, 2, '*', 5, '+'].

D’une manière plus générale, la valeur associée à une expression arithmétique en notation postfixe est déterminée à l’aide d’une pile en parcourant l’expression arithmétique de gauche à droite de la façon suivante :

• Si l’élément parcouru est un nombre, on le place au sommet de la pile ;
• Si l’élément parcouru est un opérateur, on récupère les deux éléments situés au sommet de la pile et on leur applique l’opérateur. On place alors le résultat au sommet de la pile.
• A la fin du parcours, il reste alors un seul élément dans la pile qui est le résultat de l’expression arithmétique.

Dans le cadre de cet exercice, on se limitera aux opérations × et +.

Pour cet exercice, on dispose d’une classe Pile qui implémente les méthodes de base sur la structure de pile.

Compléter le script de la fonction eval_expression qui reçoit en paramètre une liste python représentant la notation postfixe d’une expression arithmétique et qui renvoie sa valeur associée.

Exécuter

Exemples :

>>> eval_expression([2, 3, '+', 5, '*'])
25
>>> eval_expression([1, 2, '+', 3, '*'])
9
>>> eval_expression([1, 2, 3, '+', '*'])
5

Écrire la fonction maxliste, prenant en paramètre un tableau non vide de nombres tab (type list) et renvoyant le plus grand élément de ce tableau.

Exemples

>>> maxliste([98, 12, 104, 23, 131, 9])
131
>>> maxliste([-27, 24, -3, 15])
24

Exécuter

On dispose de chaînes de caractères contenant uniquement des parenthèses ouvrantes et fermantes.

Un parenthésage est correct si :

• le nombre de parenthèses ouvrantes de la chaîne est égal au nombre de parenthèses fermantes.
• en parcourant la chaîne de gauche à droite, le nombre de parenthèses déjà ouvertes doit être, à tout moment, supérieur ou égal au nombre de parenthèses déjà fermées.

Ainsi, "((()())(()))" est un parenthésage correct.

Les parenthésages "())(()" et "(())(()" sont, eux, incorrects.

On dispose du code de la classe Pile suivant :

class Pile: """ Classe définissant une pile """ def __init__(self, valeurs=[]): self.valeurs = valeurs def est_vide(self): """Renvoie True si la pile est vide, False sinon""" return self.valeurs == [] def empiler(self, c): """Place l’élément c au sommet de la pile""" self.valeurs.append(c) def depiler(self): """Supprime l’élément placé au sommet de la pile, à condition qu’elle soit non vide""" if self.est_vide() == False: self.valeurs.pop() def parenthesage (ch): """Renvoie True si la chaîne ch est bien parenthésée et False sinon""" p = Pile() for c in ch: if c == ...: p.empiler(c) elif c == ...: if p.est_vide(): return ... else: ... return p.est_vide()

Exécuter

On souhaite programmer une fonction parenthesage qui prend en paramètre une chaîne ch de parenthèses et renvoie True si la chaîne est bien parenthésée et False sinon.

Cette fonction utilise une pile et suit le principe suivant : en parcourant la chaîne de gauche à droite, si on trouve une parenthèse ouvrante, on l’empile au sommet de la pile et si on trouve une parenthèse fermante, on dépile (si possible !) la parenthèse ouvrante stockée au sommet de la pile.

La chaîne est alors bien parenthésée si, à la fin du parcours, la pile est vide.

Elle est, par contre, mal parenthésée :

• si dans le parcours, on trouve une parenthèse fermante, alors que la pile est vide ;
• ou si, à la fin du parcours, la pile n’est pas vide.

Compléter le code de la fonction parenthesage et le tester.

Exemples :

>>> parenthesage("((()())(()))")
True
>>> parenthesage("())(()")
False
>>> parenthesage("(())(()")
False

On considère des tables, c’est-à-dire des tableaux de dictionnaires ayant tous les mêmes clés, qui contiennent des enregistrements relatifs à des animaux hébergés dans un refuge.

Les attributs des enregistrements sont 'nom', 'espece', 'age', 'enclos'.

Voici un exemple d'une telle table :

Programmer une fonction selection_enclos qui :

• prend en paramètres :
  • une table animaux contenant des enregistrements relatifs à des animaux (comme dans l'exemple ci-dessus),
  • un numéro d'enclos num_enclos ;
• renvoie une table contenant les enregistrements de table_animaux dont l'attribut 'enclos' est num_enclos.

Exemples avec la table animaux ci-dessus :

>>> selection_enclos(animaux, 5)
[{'nom':'Titine', 'espece':'chat', 'age':2, 'enclos':5},
{'nom':'Mirza', 'espece':'chat', 'age':6, 'enclos':5}]
>>> selection_enclos(animaux, 2)
[{'nom':'Medor', 'espece':'chien', 'age':5, 'enclos':2}]
>>> selection_enclos(animaux, 7)
[]

Exécuter

On considère des tableaux de nombres dont tous les éléments sont présents exactement trois fois à la suite, sauf un élément qui est présent une unique fois et que l’on appelle « l’intrus ». Voici quelques exemples :

On remarque qu'avec de tels tableaux :

• pour les indices multiples de 3 situés strictement avant l'intrus, l'élément correspondant et son voisin de droite sont égaux,
• pour les indices multiples de 3 situés après l'intrus, l'élément correspondant et son voisin de droite - s'il existe - sont différents.

Ce que l'on peut observer ci-dessous en observant les valeurs des paires de voisins marquées par des caractères ^ :

Dans des listes comme celles ci-dessus, un algorithme récursif pour trouver l'intrus consiste alors à choisir un indice i multiple de 3 situé approximativement au milieu des indices parmi lesquels se trouve l'intrus.

Puis, en fonction des valeurs de l'élément d'indice i et de son voisin de droite, à appliquer récursivement l'algorithme à la moitié droite ou à la moitié gauche des indices parmi lesquels se trouve l'intrus.

Par exemple, si on s’intéresse à l’indice 12, on voit les valeurs 2 et 4 qui sont différentes : l’intrus est donc à gauche de l’indice 12 (indice 12 compris)

En revanche, si on s’intéresse à l’indice 3, on voit les valeurs 9 et 9 qui sont identiques : l’intrus est donc à droite des indices 3-4-5, donc à partir de l’indice 6.

Compléter la fonction récursive trouver_intrus proposée page suivante qui met en oeuvre cet algorithme.

Exécuter

Exemples :

trouver_intrus([3, 3, 3, 9, 9, 9, 1, 1, 1, 7, 2, 2, 2, 4, 4, 4, 8, 8, 8], 0, 18)
7
>>> trouver_intrus([8, 5, 5, 5, 9, 9, 9, 18, 18, 18, 3, 3, 3], 0, 12)
8
>>> trouver_intrus([5, 5, 5, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 6, 6, 6, 3, 8, 8, 8], 0, 15)
3

Écrire une fonction Recherche_min qui prend en paramètre un tableau de nombres tab, et qui renvoie l'indice de la première occurrence du minimum de ce tableau. Les tableaux seront représentés sous forme de liste Python.

Exemples

>>> Recherche_min([5])
0
>>> Recherche_min([2, 4, 1])
2
>>> Recherche_min([5, 3, 2, 2, 4])
2

Exécuter

On considère la fonction separe ci-dessous qui prend en argument un tableau tab dont les éléments sont des 0 et des 1 et qui sépare les 0 des 1 en plaçant les 0 en début de tableau et les 1 à la suite.

Exécuter

Compléter la fonction separe ci-dessus.

Exemples :

>>> separe([1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0])
[0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]
>>> separe([1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0])
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

Description d’étapes effectuées par la fonction separe sur le tableau ci-dessous, les caractères ^ indiquent les cases pointées par les indices gauche et droite :

tab = [1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0]
       ^                    ^ 

Etape 1 : on regarde la première case, qui contient un 1 : ce 1 va aller dans la seconde partie du tableau final et on l’échange avec la dernière case.

Il est à présent bien positionné : on ne prend plus la dernière case en compte.

tab = [0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1]
       ^                 ^    

Etape 2 : on regarde à nouveau la première case, qui contient maintenant un 0 : ce 0 va aller dans la première partie du tableau final et est bien positionné : on ne prend plus la première case en compte.

tab = [0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1]
          ^              ^    

Etape 3 : on regarde la seconde case, qui contient un 0 : ce 0 va aller dans la première partie du tableau final et est bien positionné : on ne prend plus la seconde case en compte.

tab = [0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1]
             ^           ^    

Etape 4 : on regarde la troisième case, qui contient un 1 : ce 1 va aller dans la seconde partie du tableau final et on l’échange avec l’avant-dernière case.
Il est à présent bien positionné : on ne prend plus l’avant-dernière case en compte.

tab = [0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1]
             ^        ^       

Et ainsi de suite...

tab = [0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]


Compléter la fonction separe présentée ci-dessus.

Dans cet exercice, un arbre binaire de caractères non vide est stocké sous la forme d’un dictionnaire où les clefs sont les caractères des noeuds de l’arbre et les valeurs, pour chaque clef, la liste des caractères des fils gauche et droit du noeud. On utilise la valeur '' pour représenter un fils vide.

Par exemple, l’arbre

est stocké dans

Écrire une fonction récursive taille prenant en paramètres un arbre binaire arbre sous la forme d’un dictionnaire et un caractère lettre qui est la valeur du sommet de l’arbre, et qui renvoie la taille de l’arbre à savoir le nombre total de nœuds.

On observe que, par exemple, arbre[lettre][0], respectivement arbre[lettre][1], permet d’atteindre la clé du sous-arbre gauche, respectivement droit, de l’arbre arbre de sommet lettre.

Exemples

taille(a, 'F')
9
>>> taille(a, 'B')
5
>>> taille(a, 'I')
2

Exécuter

On considère l'algorithme de tri de tableau suivant : à chaque étape, on parcourt depuis le début du tableau tous les éléments non rangés et on place en dernière position le plus grand élément.

Exemple avec le tableau :

t = [41, 55, 21, 18, 12, 6, 25]

Le programme ci-dessous implémente cet algorithme.

Exécuter

Compléter le code de cette fonction de façon à obtenir :

>>> tab = [41, 55, 21, 18, 12, 6, 25]
>>> tri_selection(liste)
>>> tab
[6, 12, 18, 21, 25, 41, 55]

Écrire une fonction moyenne qui prend en paramètre un tableau non vide de nombres flottants et qui renvoie la moyenne des valeurs du tableau. Les tableaux seront représentés sous forme de liste Python.

Exemple

>>> moyenne([1.0])
1.0
>>> moyenne([1.0, 2.0, 4.0])
2.3333333333333335

Exécuter

On considère la fonction binaire ci-dessous qui prend en paramètre un entier positif a en écriture décimale et qui renvoie son écriture binaire sous la forme d'une chaine de caractères.

L’algorithme utilise la méthode des divisions euclidiennes successives comme l’illustre l’exemple ci-après.

Compléter le code de la fonction binaire.

Exécuter

Compléter la fonction binaire..

Exemples :

>>> binaire(83)
'1010011'
>>> binaire(6)
'110'
>>> binaire(127)
'1111111'
>>> binaire(0)
'0'

On s’intéresse à la suite d’entiers définie par :

• les deux premiers termes sont égaux à 1,
• ensuite, chaque terme est obtenu en faisant la somme des deux termes qui le précèdent.

ELa troisième valeur est donc 1 + 1 = 2, la quatrième est 1 + 2 = 3, la cinquième est 2 + 3 = 5, la sixième est 3 + 5 = 8, et ainsi de suite.

Cette suite d’entiers est connue sous le nom de suite de Fibonacci.

Écrire en Python une fonction fibonacci qui prend en paramètre un entier n supposé strictement positif et qui renvoie le terme d’indice n de cette suite.

Exemples :

>>> fibonacci(1)
1
>>> fibonacci(2)
1
>>> fibonacci(25)
75025

Exécuter

On considère la fonction eleves_du_mois prenant en paramètres eleves et notes deux tableaux de même longueur, le premier contenant le nom des élèves et le second, des entiers positifs désignant leur note à un contrôle de sorte que eleves[i] a obtenu la note notes[i].

Cette fonction renvoie le couple constitué de la note maximale attribuée et des noms des élèves ayant obtenu cette note regroupés dans un tableau.

Ainsi, l’instruction eleves_du_mois(['a', 'b', 'c', 'd'], [15,18,12,18]) renvoie le couple (18, ['b', 'd']).

Compléter le code suivant :

Exécuter

Compléter ce code.

Exemples :

>>> eleves_nsi = ['a','b','c','d','e','f','g','h','i','j']
>>> notes_nsi = [30, 40, 80, 60, 58, 80, 75, 80, 60, 24]
>>> eleves_du_mois(eleves_nsi, notes_nsi)
(80, ['c', 'f', 'h'])
>>> eleves_du_mois([],[])
(0, [])

Programmer la fonction fusion prenant en paramètres deux tableaux non vides tab1 et tab2 (type list) d'entiers, chacun dans l’ordre croissant, et renvoyant un tableau trié dans l’ordre croissant et contenant l’ensemble des valeurs de tab1 et tab2.

Exemples :

>>> fusion([3, 5], [2, 5])
[2, 3, 5, 5]
>>> fusion([-2, 4], [-3, 5, 10])
[-3, -2, 4, 5, 10]
>>> fusion([4], [2, 6])
[2, 4, 6]
>>> fusion([], [])
[]
>>> fusion([1, 2, 3], [])
[1, 2, 3]

Exécuter

Le but de cet exercice est d’écrire une fonction récursive traduire_romain qui prend en paramètre une chaîne de caractères, non vide, représentant un nombre écrit en chiffres romains et qui renvoie son écriture décimale.

Les chiffres romains considérés sont : I, V, X, L, C, D et M. Ils représentent respectivement les nombres 1, 5, 10, 50, 100, 500, et 1000 en base dix.

On dispose d’un dictionnaire romains dont les clés sont les caractères apparaissant dans l’écriture en chiffres romains et les valeurs sont les nombres entiers associés en écriture décimale :

Le code de la fonction traduire_romain fournie, page suivante, repose sur le principe suivant :

• la valeur d’un caractère est ajoutée à la valeur du reste de la chaîne si ce caractère a une valeur supérieure (ou égale) à celle du caractère qui le suit ;
• la valeur d’un caractère est retranchée à la valeur du reste de la chaîne si ce caractère a une valeur strictement inférieure à celle du caractère qui le suit.

Ainsi, XIV correspond au nombre 10 + 5 - 1 puisque :

• la valeur de X (10) est supérieure à celle de I (1), on ajoute donc 10 à la valeur du reste de la chaîne, c’est-à-dire IV ;
• la valeur de I (1) est strictement inférieure à celle de V (5), on soustrait donc 1 à la valeur du reste de la chaîne, c’est-à-dire V.

On rappelle que pour priver une chaîne de caractères de son premier caractère, on utilisera l’instruction :

nom_de_variable[1:]

Par exemple, si la variable mot contient la chaîne "CDI", mot[1:] renvoie "DI"

Compléter le code de la fonction traduire_romain et le tester.

Exécuter

Compléter le code de la fonction traduire_romain et le tester.

Exemples :

>>> traduire_romain("XIV")
14
>>> traduire_romain("CXLII")
142
>>> traduire_romain("MMXXIV")
2024

Écrire une fonction compte_occurrences prenant comme paramètres une variable x et un tableau tab (de type list) et renvoyant le nombre d’occurrences de x dans tab.

L’objectif de cet exercice étant de parcourir un tableau, il est interdit d’utiliser la méthode count des listes Python.

Exemples :

>>> compte_occurrences(5, [])
0
>>> compte_occurrences(5, [-2, 3, 1, 5, 3, 7, 4])
1
>>> compte_occurrences('a', ['a','b','c','a','d','e','a'])
3

Exécuter

On considère dans cet exercice un algorithme glouton pour le rendu de monnaie. Pour rendre une somme en monnaie, on utilise à chaque fois la plus grosse pièce possible et ainsi de suite jusqu’à ce que la somme restante à rendre soit nulle.

Les pièces de monnaie utilisées sont :

pieces = [1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200].

On souhaite écrire une fonction rendu_monnaie qui prend en paramètres

• un entier somme_due représentant la somme à payer ;
• un entier somme_versee représentant la somme versée qui est supérieure ou égale à somme_due ;
• et qui renvoie un tableau de type list contenant les pièces qui composent le rendu de la monnaie restante, c’est-à-dire de somme_versee - somme_due.

Ainsi, l’instruction rendu_monnaie(452, 500) renvoie le tableau [20, 20, 5, 2, 1].

En effet, la somme à rendre est de 48 euros soit 20 + 20 + 5 + 2 + 1.

Le code de la fonction rendu_monnaie est donné ci-dessous :

Exécuter

Compléter ce code et le tester.

Exemples :

>>> rendu_monnaie(700, 700)
[]
>>> rendu_monnaie(102, 500)
[200, 100, 50, 20, 20, 5, 2, 1]

Écrire une fonction recherche qui prend en paramètres elt un nombre et tab un tableau de nombres (type list), et qui renvoie l’indice de la dernière occurrence de elt dans tab si elt est dans tab et None sinon.

Exemples :

>>> recherche(1, [2, 3, 4]) # renvoie None
>>> recherche(1, [10, 12, 1, 56])
2
>>> recherche(1, [1, 0, 42, 7])
0
>>> recherche(1, [1, 50, 1])
2
>>> recherche(1, [8, 1, 10, 1, 7, 1, 8])
5

Exécuter

On définit une classe gérant une adresse IPv4.

On rappelle qu’une adresse IPv4 est une adresse de longueur 4 octets, notée en décimale à point, en séparant chacun des octets par un point. On considère un réseau privé avec une plage d’adresses IP de 192.168.0.0 à 192.168.0.255.

On considère que les adresses IP saisies sont valides.

Les adresses IP 192.168.0.0 et 192.168.0.255 sont des adresses réservées.

Le code ci-dessous implémente la classe AdresseIP.

Exécuter

Compléter le code ci-dessus et instancier trois objets : adresse1, adresse2, adresse3 avec respectivement les arguments suivants :

'192.168.0.1', '192.168.0.2', '192.168.0.0'

Vérifier que :

>>> adresse1.liste_octets()
[192, 168, 0, 1]
>>> adresse1.est_reservee()
False
>>> adresse3.est_reservee()
True
>>> adresse2.adresse_suivante().adresse # acces valide à adresse
# ici car on sait que l'adresse suivante existe
'192.168.0.3'

On considère dans cet exercice une représentation binaire d’un entier non signé en tant que tableau de booléens.

Si

tab = [True, False, True, False, False, True, True]

Écrire une fonction gb_vers_entier qui prend en paramètre un tel tableau et renvoie l’entier qu’il représente.

Exécuter

Exemple :

>>> gb_vers_entier([])
0
>>> gb_vers_entier([True])
1
>>> gb_vers_entier([True, False, True,
False, False, True, True])
83
>>> gb_vers_entier([True, False, False, False,
False, False, True, False])
130

La fonction tri_insertion suivante prend en argument une liste tab (type list) et trie cette liste en utilisant la méthode du tri par insertion. Compléter cette fonction pour qu'elle réponde à la spécification demandée.

On rappelle le principe du tri par insertion : on considère les éléments à trier un par un, le premier élément constituant, à lui tout seul, un tableau trié de longueur 1. On range ensuite le second élément pour constituer un tableau trié de longueur 2, puis on range le troisième élément pour avoir un tableau trié de longueur 3 et ainsi de suite...

A chaque étape, le premier élément du sous-tableau non trié est placé dans le sous-tableau des éléments déjà triés de sorte que ce sous-tableau demeure trié.

Le principe du tri par insertion est donc d’insérer à la n-ième itération, le n-ième élément à la bonne place.

Exécuter

Exemples :

>>> liste = [9, 5, 8, 4, 0, 2, 7, 1, 10, 3, 6]
>>> tri_insertion(liste)
>>> liste
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

Écrire une fonction occurrence_max prenant en paramètres une chaîne de caractères chaine et qui renvoie le caractère le plus fréquent de la chaîne. La chaine ne contient que des lettres en minuscules sans accent.

On pourra s’aider du tableau

alphabet=['a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o,','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z']

et du tableau occurrence de 26 éléments où l’on mettra dans occurrence[i] le nombre d’apparitions de alphabet[i]dans la chaine.

Puis on calculera l’indice k d’un maximum du tableau occurrence et on affichera alphabet[k].

Exemple :

>>> ch='je suis en terminale et je passe le bac et je souhaite
poursuivre des etudes pour devenir expert en informatique’
>>> occurrence_max(ch)
‘e’

Exécuter

On considère une image en 256 niveaux de gris que l’on représente par une grille de nombres, c’est-à-dire une liste composée de sous-listes toutes de longueurs identiques.

La largeur de l’image est donc la longueur d’une sous-liste et la hauteur de l’image est le nombre de sous-listes.

Chaque sous-liste représente une ligne de l’image et chaque élément des sous-listes est un entier compris entre 0 et 255, représentant l’intensité lumineuse du pixel.

Le négatif d’une image est l’image constituée des pixels x_n tels que x_n + x_i = 255 où x_i est le pixel correspondant de l’image initiale.

Compléter le programme ci-dessous :

Exécuter

Exemple :

>>> img=[[20, 34, 254, 145, 6], [23, 124, 287, 225, 69], [197, 174, 207, 25, 87], [255, 0, 24, 197, 189]]
>>> nbLig(img)
4
>>> nbCol(img)
5
>>> negatif(img)
[[235, 221, 1, 110, 249], [232, 131, -32, 30, 186], [58, 81, 48, 230, 168], [0, 255, 231, 58, 66]]
>>> binaire(img,120)
[[1, 1, 0, 0, 1], [1, 1, 0, 0, 1], [0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0, 0]]

Écrire une fonction moyenne qui prend en paramètre un tableau d’entiers non vide et qui renvoie un nombre flottant donnant la moyenne de ces entiers.

Attention : il est interdit d’utiliser la fonction sum ou la fonction mean (module statistics) de Python.

Exemples :

>>> moyenne([1])
1.0
>>> moyenne([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])
4.0
>>. moyenne([1, 2])
1.5

Exécuter

Le but de l’exercice est de compléter une fonction qui détermine si une valeur est présente dans un tableau de valeurs triées dans l’ordre croissant.

Compléter l'algorithme de dichotomie donné ci-après.

Exécuter

Exemple :

>>> dichotomie([15, 16, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 31, 33], 28)
True
>>> dichotomie([15, 16, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 31, 33], 27)
False
>>> dichotomie([15, 16, 18, 19, 23, 24, 28, 29, 31, 33], 1)
False
>>> dichotomie([], 28)
False

Programmer la fonction recherche, prenant en paramètre un tableau non vide tab (type list) d'entiers et un entier n, et qui renvoie l'indice de la dernière occurrence de l'élément cherché. Si l'élément n'est pas présent, la fonction renvoie None.

Exemples :

>>> recherche([5, 3],1)
2
>>> recherche([2,4],2)
0
>>> recherche([2,3,5,2,4],2)
3

Exécuter

On souhaite programmer une fonction donnant la distance la plus courte entre un point de départ et une liste de points. Les points sont tous à coordonnées entières.

Les points sont tous à coordonnées entières et sont donnés sous la forme d’un tuple de deux entiers. Le tableau des points à traiter est donc un tableau de tuples.

On rappelle que la distance entre deux points du plan de coordonnées (x ; y) et (x' ; y') est donnée par la formule :

Compléter le code des fonctions distance_carre et point_le_plus_proche fournies ci-dessous pour qu’elles répondent à leurs spécifications.

Exécuter

Exemples :

>>> distance_carre((1, 0), (5, 3))
25
>>> distance_carre((1, 0), (0, 1))
2
>>> point_le_plus_proche((0, 0), [(7, 9), (2, 5), (5, 2)])
(2, 5)
>>> point_le_plus_proche((5, 2), [(7, 9), (2, 5), (5, 2)])
(5, 2)

Programmer la fonction verifie qui prend en paramètre un tableau de valeurs numériques non vide et qui renvoie True si ce tableau est trié dans l’ordre croissant, False sinon.

Un tableau vide est considéré comme trié.

Exemples :

>>> verifie([0, 5, 8, 8, 9])
True
>>> verifie([8, 12, 4])
False
>>> verifie([-1, 4])
True
>>> verifie([])
True
>>> verifie([5])
True

Exécuter

On considère dans cet exercice l’élection d’un vainqueur à l’issue d’un vote. Les résultats du vote sont stockés dans un tableau : chaque vote exprimé est le nom d’un ou d’une candidate.

Par exemple, les résultats pourraient correspondre au tableau :

Urne = ['A', 'A', 'A', 'B', 'C', 'B', 'C', 'B', 'C', 'B']

indiquant que 3 candidats ont obtenus au moins un vote chacun : A, B et C.

On cherche à déterminer le ou les candidats ayant obtenu le plus de suffrages. Pour cela, on propose d’écrire deux fonctions :

• la fonction depouille doit permettre de compter le nombre de votes exprimés pour chacune des issues. Elle prend en paramètre un tableau et renvoie le résultat dans un dictionnaire dont les clés sont les noms des issues et les valeurs le nombre de votes en leur faveur ;
• la fonction vainqueurs doit désigner le nom du ou des gagnants. Elle prend en paramètre un dictionnaire non vide dont la structure est celle du dictionnaire renvoyé par la fonction depouille et renvoie un tableau. Ce tableau peut donc contenir plusieurs éléments s’il y a des artistes ex-aequo.

Compléter les fonctions depouille et vainqueurs ci-après pour qu’elles renvoient les résultats attendus.

Exécuter

Exemples d’utilisation :

>>> depouille([ 'A', 'B', 'A' ])
{'A': 2, 'B': 1}
>>> depouille([])
{}
>>> election = depouille(['A', 'A', 'A', 'B', 'C',
'B', 'C', 'B', 'C', 'B'])
>>> election
{'A': 3, 'B': 4, 'C': 3}
>>> vainqueurs(election)
['B']
>>> vainqueurs({ 'A' : 2, 'B' : 2, 'C' : 1})
['A', 'B']

Écrire une fonction tri_selection qui prend en paramètre un tableau tab de nombres entiers (type list) et qui le modifie afin qu’il soit trié par ordre croissant.

On utilisera l’algorithme suivant :

• on recherche le plus petit élément de la liste, en la parcourant du rang 0 au dernier rang, et on l'échange avec l'élément d'indice 0;
• on recherche ensuite le plus petit élément de la liste restreinte du rang 1 au dernier rang, et on l'échange avec l'élément d'indice 1;
• on continue de cette façon jusqu'à ce que la liste soit entièrement triée.

Exemples :

>>> tri_selection([1,52,6,-9,12])
[-9, 1, 6, 12, 52]

Exécuter

Le jeu du « plus ou moins » consiste à deviner un nombre entier choisi entre 1 et 99.

Une élève de NSI décide de le coder en langage Python de la manière suivante :

• le programme génère un nombre entier aléatoire compris entre 1 et 99 ;
• si la proposition de l’utilisatrice est plus petite que le nombre cherché, l’utilisatrice en est avertie. Elle peut alors en tester un autre ;
• si la proposition de l’utilisatrice est plus grande que le nombre cherché, l’utilisatrice en est avertie. Elle peut alors en tester un autre ;
• si l’utilisatrice trouve le bon nombre en 10 essais ou moins, elle gagne ;
• si l’utilisatrice a fait plus de 10 essais sans trouver le bon nombre, elle perd.

La fonction randint est utilisée.

Si a et b sont des entiers tesls que a<=b, randint(a,b) renvoie un nombre entier compris entre a et b inclus. Compléter le code ci-dessous et le tester :

Exécuter

Dans cet exercice on cherche à calculer la moyenne pondérée d’un élève dans une matière donnée. Chaque note est associée à un coefficient qui la pondère.

Par exemple, si ses notes sont : 14 avec coefficient 3, 12 avec coefficient 1 et 16 avec coefficient 2, sa moyenne pondérée sera donnée par

Écrire une fonction moyenne :

• qui prend en paramètre une liste notes non vide de tuples à deux éléments entiers de la forme (note, coefficient) (int ou float) positifs ou nuls ;
• et qui renvoie la moyenne pondérée des notes de la liste sous forme de flottant si la somme des coefficients est non nulle, None sinon.

Exemples :

>>> moyenne([(8, 2), (12, 0), (13.5, 1), (5, 0.5)])
9.142857142857142
>>> moyenne([(3, 0), (5, 0)])
None

Exécuter

On travaille sur des dessins en noir et blanc obtenu à partir de pixels noirs et blancs :

La figure « cœur » ci-contre va servir d’exemple.

On la représente par une grille de nombres, c’est-à-dire par une liste composée de sous-listes de mêmes longueurs.

Chaque sous-liste représentera donc une ligne du dessin.

Dans le code ci-dessous, la fonction affiche permet d’afficher le dessin. Les pixels noirs (1 dans la grille) seront représentés par le caractère " *" et les blancs (0 dans la grille) par deux espaces.

La fonction liste_zoom prend en argument une liste liste_depart et un entier k. Elle renvoie une liste où chaque élément de liste_depart est dupliqué k fois.

La fonction dessin_zoom prend en argument une grille grille et renvoie une nouvelle grille où toutes les lignes de grille sont zoomées k fois et répétées k fois.

Compléter les fonctions liste_zoom et dessin_zoom du code suivant :

Exécuter

Exemples :

>>> coeur = [[0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0],
[0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0],
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
[0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]
>>> affiche(coeur)
            
       * *       * *      
     *     *   *     *    
   *         *         *  
   *                   *  
   *                   *  
     *               *    
       *           *      
         *       *        
           *   *          
             *            
             
>>> affiche(dessin_zoom(coeur,2))

             * * * *             * * * *            
             * * * *             * * * *            
         * *         * *     * *         * *        
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         * *                             * *        
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             * *                     * *            
                 * *             * *                
                 * *             * *                
                     * *     * *                    
                     * *     * *                    
                         * *                        
                         * *                        



>>> liste_zoom([1,2,3],3)
[1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]

Écrire une fonction recherche_indices_classement quiprend en paramètres un entier elt et une liste d’entiers tab représenté par une liste Python, et qui renvoie trois listes Python d’entiers :

• la première liste contient les indices des valeurs du tableau tab strictement inférieures à elt ;
• la deuxième liste contient les indices des valeurs du tableau tab égales à elt ;
• la troisième liste contient les indices des valeurs du tableau tab strictement supérieures à elt.

Exemples :

>>> recherche_indices_classement(3, [1, 3, 4, 2, 4, 6, 3, 0])
([0, 3, 7], [1, 6], [2, 4, 5])
>>> recherche_indices_classement(3, [1, 4, 2, 4, 6, 0])
([0, 2, 5], [], [1, 3, 4])
>>>recherche_indices_classement(3, [1, 1, 1, 1])
([0, 1, 2, 3], [], [])
>>> recherche_indices_classement(3, [])
([], [], [])

Exécuter

Une professeure de NSI décide de gérer les résultats de sa classe sous la forme d’un dictionnaire :

• les clefs sont les noms des élèves ;
• les valeurs sont des dictionnaires dont les clefs sont les types d’épreuves sous forme de chaîne de caractères et les valeurs sont les notes obtenues associées à leurs coefficients dans une liste.

Avec :

L’élève dont le nom est Durand a ainsi obtenu au DS2 la note de 8 avec un coefficient 4.

La professeure crée une fonction moyenne qui prend en paramètre le nom d’un de ces élèves et lui renvoie sa moyenne arrondie au dixième.

Compléter le code du la professeure ci-dessous :

Exécuter

Écrire une fonction a_doublon qui prend en paramètre une liste triée de nombres dans l’ordre croissant et renvoie True si la liste contient au moins deux nombres identiques, False sinon.

Exemples :

>>> a_doublon([])
False
>>> a_doublon([1])
False
>>> a_doublon([1, 2, 4, 6, 6])
True
>>> a_doublon([2, 5, 7, 7, 7, 9])
True
>>> a_doublon([0, 2, 3])
False

Exécuter

On souhaite générer des grilles du jeu de démineur à partir de la position des bombes à placer.

On se limite à la génération de grilles carrées de taille n × n où n est le nombre de bombes du jeu.

Dans le jeu du démineur, chaque case de la grille contient soit une bombe, soit une valeur qui correspond aux nombres de bombes situées dans le voisinage direct de la case (au- dessus, en dessous, à droite, à gauche ou en diagonal : chaque case a donc 8 voisins si elle n'est pas située au bord de la grille).

Voici un exemple de grille 5x5 de démineur dans laquelle la bombe est représentée par une étoile est représenté ci-dessous.

On utilise une liste de listes pour représenter la grille et on choisit de coder une bombe par la valeur -1.

L'exemple ci-dessus sera donc codé par la liste :

[[1,  1, 1,  0,  0],
 [1, -1, 1,  1,  1],
 [2,  2, 3,  2, -1],
 [1, -1, 2, -1,  3],
 [1,  1, 2,  2, -1]]

Compléter le code situé à la page suivante afin de générer des grilles de démineur, on pourra vérifier que l’appel

genere_grille([(1, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 3), (4, 4)])

renvoie bien la liste donnée en exemple.

Exécuter

Dans cet exercice les tableaux sont représentés par des listes Python (type list).

Écrire en python deux fonctions :

• lancer de paramètre n, un entier positif, qui renvoie un tableau de n entiers obtenus aléatoirement entre 1 et 6 (1 et 6 inclus) ;

• paire_6 de paramètre tab, un tableau de n entiers entre 1 et 6 obtenus aléatoirement, qui renvoie un booléen égal à True si le nombre de 6 est supérieur ou égal à 2, False sinon.

On pourra utiliser la fonction randint(a,b) du module random pour laquelle la documentation officielle est la suivante :

random.randint(a, b)

Renvoie un entier aléatoire N tel que a <= N <= b.

Exemples :

>>> lancer1 = lancer(5)
[5, 6, 6, 2, 2]
>>> paire_6(lancer1)
True
>>> lancer2 = lancer(5)
[6, 5, 1, 6, 6]
>>> paire_6(lancer2)
True
>>> lancer3 = lancer(3)
[2, 2, 6]
>>> paire_6(lancer3)
False
>>> lancer4 = lancer(0)
[]
>>> paire_6(lancer4)
False

Exécuter

On considère une image en 256 niveaux de gris que l’on représente par une grille de nombres, c’est-à-dire une liste composée de sous-listes toutes de longueurs identiques.

La largeur de l’image est donc la longueur d’une sous-liste et la hauteur de l’image est le nombre de sous-listes.

Chaque sous-liste représente une ligne de l’image et chaque élément des sous-listes est un entier compris entre 0 et 255, représentant l’intensité lumineuse du pixel.

Le négatif d’une image est l’image constituée des pixels x_n tels que x_n + x_i = 255 où x_i est le pixel correspondant de l’image initiale.

Compléter le programme ci-dessous :

Exécuter

Exemples :

>>> img=[[20, 34, 254, 145, 6], [23, 124, 237, 225, 69],[197, 174, 207, 25, 87], [255, 0, 24, 197, 189]]
>>> nombre_lignes(img)
4
>>> nombre_colonnes(img)
5
>>> negatif(img)
[[235, 221, 1, 110, 249], [232, 131, 18, 30, 186],[58, 81, 48, 230, 168], [0, 255, 231, 58, 66]]
>>> binaire(img,120)
[[0, 0, 1, 1, 0],[0, 1, 1, 1, 0],[1, 1, 1, 0, 0],[1, 0, 0, 1, 1]]

Dans cet exercice, on considère des arbres binaires de recherche qui sont :

• soit l’arbre vide identifié par None ;
• soit un noeud, contenant une clé et deux sous-arbres gauche et droit et représenté par un triplet (g, v, d) où g et d sont les sous-arbres gauche et droit et v la clé.



Ainsi, l’arbre binaire de recherche abr1 ci-dessus est créé par le code python ci- dessous :

n0 = ABR(None, 0, None) n3 = ABR(None, 3, None) n2 = ABR(None, 2, n3) abr1 = ABR(n0, 1, n2)

Écrire une fonction récursive insertion_abr(a, cle) qui prend en paramètres une clé cle et un arbre binaire de recherche a, et qui renvoie un arbre binaire de recherche dans lequel cle a été insérée.

Dans le cas où cle est déjà présente dans a, la fonction renvoie l’arbre a inchangé.

Résultats à obtenir :

>>> insertion_abr(abr1, 4)
((None,0,None),1,(None,2,(None,3,(None,4,None))))
>>> insertion_abr(abr1, -5)
(((None,-5,None),0,None),1,(None,2,(None,3,None)))
>>> insertion_abr(abr1, 2)
((None,0,None),1,(None,2,(None,3,None)))

Exécuter

On dispose d’un ensemble d’objets dont on connaît, pour chacun, la masse. On souhaite ranger l’ensemble de ces objets dans des boites identiques de telle manière que la somme des masses des objets contenus dans une boîte ne dépasse pas la capacité c de la boîte. On souhaite utiliser le moins de boîtes possibles pour ranger cet ensemble d’objets.

Pour résoudre ce problème, on utilisera un algorithme glouton consistant à placer chacun des objets dans la première boîte où cela est possible.

Par exemple, pour ranger dans des boîtes de capacité c = 5 un ensemble de trois objets dont les masses sont représentées en Python par la liste [1, 5, 2], on procède de la façon suivante :

• Le premier objet, de masse 1, va dans une première boite.
• Le deuxième objet, de masse 5, ne peut pas aller dans la même boite que le premier objet car cela dépasserait la capacité de la boite. On place donc cet objet dans une deuxième boîte.
• Le troisième objet, de masse 2, va dans la première boîte.

On a donc utilisé deux boîtes de capacité c = 5 pour ranger les 3 objets.

Compléter la fonction Python empaqueter(liste_masses, c) suivante pour qu’elle renvoie le nombre de boîtes de capacité c nécessaires pour empaqueter un ensemble d’objets dont les masses sont contenues dans la liste liste_masses. On supposera que toutes les masses sont inférieures ou égales à c.

Exécuter

Exemples :

>>> empaqueter([1, 2, 3, 4, 5], 10)
2
>>> empaqueter([1, 2, 3, 4, 5], 5)
4
>>> empaqueter([7, 6, 3, 4, 8, 5, 9, 2], 11)
5

Écrire une fonction max_et_indice qui prend en paramètre un tableau non vide tab (type Python list) de nombres entiers et qui renvoie la valeur du plus grand élément de ce tableau ainsi que l’indice de sa première apparition dans ce tableau.

L’utilisation de la fonction native max n’est pas autorisée.

Exemples :

>>> max_et_indice([1, 5, 6, 9, 1, 2, 3, 7, 9, 8])
(9, 3)
>>> max_et_indice([-2])
(-2, 0)
>>> max_et_indice([-1, -1, 3, 3, 3])
(3, 2)
>>> max_et_indice([1, 1, 1, 1])
(1, 0)

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L’ordre des gènes sur un chromosome est représenté par un tableau ordre de n cases d’entiers distincts deux à deux et compris entre 1 et n.

Par exemple, ordre = [5, 4, 3, 6, 7, 2, 1, 8, 9] dans le cas n=9.

On dit qu’il y a un point de rupture dans ordre dans chacune des situations suivantes :

• la première valeur de ordre n’est pas 1 ;
• l’écart entre deux gènes consécutifs n’est pas égal à 1 ;
• la dernière valeur de ordre n’est pas n.

Par exemple, si ordre = [5, 4, 3, 6, 7, 2, 1, 8, 9] avec n = 9, on a

• un point de rupture au début car 5 est différent de 1
• un point de rupture entre 3 et 6 (l’écart est de 3)
• un point de rupture entre 7 et 2 (l’écart est de 5)
• un point de rupture entre 1 et 8 (l’écart est de 7)

Il y a donc 4 points de rupture.

Compléter les fonctions Python est_un_ordre et nombre_points_rupture proposées à la page suivante pour que :

• la fonction est_un_ordre renvoie True si le tableau passé en paramètre représente bien un ordre de gènes de chromosome et False sinon ;
• la fonction nombre_points_rupture renvoie le nombre de points de rupture d’un tableau passé en paramètre représentant l’ordre de gènes d’un chromosome.

Exécuter

Exemples :

>>> est_un_ordre([1, 6, 2, 8, 3, 7])
False
>>> est_un_ordre([5, 4, 3, 6, 7, 2, 1, 8, 9])
True
>>> nombre_points_rupture([5, 4, 3, 6, 7, 2, 1, 8, 9])
4
>>> nombre_points_rupture([1, 2, 3, 4, 5])
0
>>> nombre_points_rupture([1, 6, 2, 8, 3, 7, 4, 5])
7
>>> nombre_points_rupture([2, 1, 3, 4])
2

Écrire une fonction ajoute_dictionnaires qui prend en paramètres deux dictionnaires d1 et d2 dont les clés sont des nombres et renvoie le dictionnaire d défini de la façon suivante :

• Les clés de d sont celles de d1 et celles de d2 réunies.
• Si une clé est présente dans les deux dictionnaires d1 et d2, sa valeur associée dans le dictionnaire d est la somme de ses valeurs dans les dictionnaires d1 et d2.
• Si une clé n’est présente que dans un des deux dictionnaires, sa valeur associée dans le dictionnaire d est la même que sa valeur dans le dictionnaire où elle est présente.

Exemples :

>>> ajoute_dictionnaires({1: 5, 2: 7}, {2: 9, 3: 11})
{1: 5, 2: 16, 3: 11}
>>> ajoute_dictionnaires({}, {2: 9, 3: 11})
{2: 9, 3: 11}
>>> ajoute_dictionnaires({1: 5, 2: 7}, {})
{1: 5, 2: 7}

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On considère une piste carrée qui contient 4 cases par côté. Les cases sont numérotées de 0 inclus à 12 exclu comme ci-dessous :

L’objectif de l’exercice est d’implémenter le jeu suivant :

Au départ, le joueur place son pion sur la case 0. A chaque coup, il lance un dé équilibré à six faces et avance son pion d’autant de cases que le nombre indiqué par le dé (entre 1 et 6 inclus) dans le sens des aiguilles d’une montre.

Par exemple, s’il obtient 2 au premier lancer, il pose son pion sur la case 2 puis s’il obtient 6 au deuxième lancer, il le pose sur la case 8, puis s’il obtient à nouveau 6, il pose le pion sur la case 2.

Le jeu se termine lorsque le joueur a posé son pion sur toutes les cases de la piste.

Compléter la fonction nombre_coups ci-dessous de sorte qu’elle renvoie le nombre de lancers aléatoires nécessaires pour terminer le jeu.

Proposer ensuite quelques tests pour en vérifier le fonctionnement.

Exécuter

Écrire une fonction enumere qui prend en paramètre une liste tab (type list) et renvoie un dictionnaire d dont les clés sont les éléments de tab avec pour valeur associée la liste des indices de l’élément dans la liste tab.

Exemples :

>>> enumere([])
{}
>>> enumere([1, 2, 3])
{1: [0], 2: [1], 3: [2]}
>>> enumere([1, 1, 2, 3, 2, 1])
{1: [0, 1, 5], 2: [2, 4], 3: [3]}

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Un arbre binaire est soit vide, représenté en Python par la valeur None, soit un noeud, contenant une étiquette et deux sous-arbres gauche et droit et représenté par une instance de la classe Noeud donnée ci-dessous.

La fonction récursive parcours renvoie la liste des étiquettes des nœuds de l’arbre implémenté par l’instance arbre dans l’ordre du parcours en profondeur infixe à partir d’une liste vide passée en argument.

Compléter le code de la fonction insere, présenté page suivante, qui prend en argument un arbre binaire de recherche arbre représenté ainsi et une étiquette cle, non présente dans l’arbre, et qui :

• renvoie une nouvelle feuille d’étiquette cle s’il est vide ;
• renvoie l’arbre après l’avoir modifié en insérant cle sinon ;
• garantit que l’arbre ainsi complété soit encore un arbre binaire de recherche.

Tester ensuite ce code en utilisant la fonction parcours et en insérant successivement des nœuds d’étiquette 1, 4, 6 et 8 dans l’arbre binaire de recherche représenté ci- dessous :

Exécuter

Un arbre binaire est soit vide, représenté en Python par la valeur None, soit un noeud, contenant une étiquette et deux sous-arbres gauche et droit et représenté par une instance de la classe Noeud donnée ci-dessous.

L’arbre ci-dessus sera donc implémenté de la manière suivante :

Écrire une fonction récursive taille prenant en paramètre un arbre a et qui renvoie la taille de l’arbre que cette instance implémente.

Écrire de même une fonction récursive hauteur prenant en paramètre un arbre a et qui renvoie la hauteur de l’arbre que cette instance implémente.

On considère que la hauteur d’un arbre vide est -1 et la taille d’un arbre vide est 0.

Exemples

>>> hauteur(a)
2
>>> taille(a)
4
>>> hauteur(None)
-1
>>> taille(None)
0
>>> hauteur(Noeud(1, None, None))
0
>>> taille(Noeud(1, None, None))
1

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On rappelle que les tableaux sont représentés par des listes en Python du type list.

Le but de cet exercice est d’écrire une fonction ajoute qui prend en paramètres trois arguments indice, element et tab et renvoie un tableau tab_ins dans lequel les éléments sont ceux du tableau tab avec, en plus, l’élément element à l’indice indice.

On considère que les variables indice et element sont des entiers positifs et que les éléments de tab sont également des entiers.

En réalisant cette insertion, Les éléments du tableau tab dont les indices sont supérieurs ou égaux à indice apparaissent décalés vers la droite dans le tableau tab_ins.

Si indice est égal au nombre d’éléments du tableau tab, l’élément element est ajouté dans tab_ins après tous les éléments du tableau tab.

Exemple :

>>> ajoute(1, 4, [7, 8, 9])
[7, 4, 8, 9]
>>> ajoute(3, 4, [7, 8, 9])
[7, 8, 9, 4]
>>> ajoute(4, 4, [7, 8, 9])
[7, 8, 9, 4]

Compléter et tester le code ci-dessous :

Exécuter

On veut trier par ordre croissant les notes d’une évaluation qui sont des nombres entiers compris entre 0 et 10 (inclus).

Ces notes sont contenues dans un tableau notes_eval (type list).

Écrire une fonction effectif_notes prenant en paramètre le tableau notes_eval et renvoyant un tableau de longueur 11 tel que la valeur d’indice i soit le nombre de notes valant i dans le tableau notes_eval.

Écrire ensuite une fonction notes_triees prenant en paramètre le tableau des effectifs des notes et renvoyant un tableau contenant les mêmes valeurs que notes_eval mais triées dans l’ordre croissant.

Exemple :

>>> notes_eval = [2, 0, 5, 9, 6, 9, 10, 5, 7,
9, 9, 5, 0, 9, 6, 5, 4]
>>> eff = effectif_notes(notes_eval)
>>> eff
[2, 0, 1, 0, 1, 4, 2, 1, 0, 5, 1]
>>> notes_triees(eff)
[0, 0, 2, 4, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 7, 9, 9, 9, 9, 9, 10]

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L’objectif de cet exercice est d’écrire deux fonctions récursives dec_to_bin et bin_to_dec assurant respectivement la conversion de l’écriture décimale d’un nombre entier vers son écriture en binaire et, réciproquement, la conversion de l’écriture en binaire d’un nombre vers son écriture décimale.

Dans cet exercice, on s’interdit l’usage des fonctions Python bin et int.

25 = 1 + 2 × 12
   = 2 × (2 × 6 + 0) + 1
   = 2 × (2 × (2 × 3 + 0) + 0) + 1
   = 2 × (2 × (2 × (2 × 1 + 1) + 0) + 0) + 1
   = 2 × (2 × (2 × (2 × (2 × 0 + 1) + 1) + 0) + 0) + 1
   = 1 × 24 + 1 × 23 + 0 × 22 + 0 × 21 + 1 × 20
   = 110012

L’écriture en binaire de 25 est donc 11001.

0n rappelle également que :

• l’expression a // 2 renvoie le quotient de la division euclidienne de a par 2.
• l’expression a % 2 renvoie le reste dans la division euclidienne de a par 2.

On indique enfin qu’en Python si mot = "informatique" alors :

• l’expression mot[-1] renvoie 'e', c’est-à-dire le dernier caractère de la chaîne de caractères mot.
• l’expression mot[:-1] renvoie 'informatiqu' , c’est-à-dire l’ensemble de la chaîne de caractères mot privée de son dernier caractère.

Compléter, puis tester, le code des deux fonctions situées à la page suivante.

On précise que la fonction récursive dec_to_bin prend en paramètre un nombre entier et renvoie une chaîne de caractères contenant l’écriture en binaire du nombre passé en paramètre.

Exemple :

>>> dec_to_bin(25)
'11001'

La fonction récursive bin_to_dec prend en paramètre une chaîne de caractères représentant l’écriture d’un nombre en binaire et renvoie l’écriture décimale de ce nombre.

>>> bin_to_dec('101010')
42

def dec_to_bin(nb_dec): q, r = nb_dec // 2, nb_dec % 2 if q == ...: return ... else: return dec_to_bin(...) + ... def bin_to_dec(nb_bin): if len(nb_bin) == 1: if ... == '0': return 0 else: return ... else: if nb_bin[-1] == '0': bit_droit = 0 else: ... return ... * bin_to_dec(nb_bin[:-1]) + ...

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Écrire une fonction indices_maxi qui prend en paramètre un tableau non vide de nombre entiers tab, représenté par une liste Python et qui renvoie un tuple (maxi, indices) où :

• maxi est le plus grand élément du tableau tab ;
• indices est une liste Python contenant les indices du tableau tab où apparaît ce plus grand élément.

Exemples :

>>> indices_maxi([1, 5, 6, 9, 1, 2, 3, 7, 9, 8])
(9, [3, 8])
>>> indices_maxi([7])
(7, [0])

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Cet exercice utilise des piles qui seront représentées par des listes Python.

Si pile est une pile, alors pile == [] indique si la pile est vide, pile.pop() retire et renvoie le sommet de la pile et pile.append(v) ajoute la valeur v au sommet de la pile.

Si on considère qu’une fonction manipule une pile, elle ne peut pas utiliser d’autres opérations que celles décrites ci-dessus.

On cherche à écrire une fonction positifs qui prend une pile de nombres entiers en paramètre et qui renvoie une nouvelle pile contenant les entiers positifs de la pile initiale, dans le même ordre, quitte à modifier la pile initiale.

Pour cela, on va également écrire une fonction renverse qui prend une pile en paramètre et qui renvoie une nouvelle pile contenant les mêmes éléments que la pile initiale, mais dans l’ordre inverse. Cette fonction sera également amenée à modifier la pile passée en paramètre.

Compléter le code Python des fonctions renverse et positifs ci-après.

Exécuter

Exemples :

>>> renverse([1, 2, 3, 4, 5])
[5, 4, 3, 2, 1]
>>> positifs([-1, 0, 5, -3, 4, -6, 10, 9, -8])
[0, 5, 4, 10, 9]
>>> positifs([-2])
[]

Écrire une fonction recherche qui prend en paramètres elt un nombre et tab un tableau de nombres (type list), et qui renvoie l’indice de la dernière occurrence de elt dans tab si elt est dans tab et None sinon.

L’objectif de cet exercice est de parcourir un tableau, il est interdit d’utiliser la méthode index des listes Python.

Exemples :

>>> recherche(1, [2, 3, 4]) # renvoie None
>>> recherche(1, [10, 12, 1, 56])
2
>>> recherche(50, [1, 50, 1])
1
>>> recherche(15, [8, 9, 10, 15])
3

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On considère la fonction insere ci-dessous qui prend en argument un tableau tab d’entiers triés par ordre croissant et un entier a. Cette fonction crée et renvoie un nouveau tableau tab d’entiers triés par ordre croissant.

Cette fonction crée et renvoie un nouveau tableau à partir de celui fourni en paramètre en y insérant la valeur a de sorte que le tableau renvoyé soit encore trié par ordre croissant. Les tableaux seront représentés sous la forme de listes Python.

Exécuter

Compléter la fonction insere ci-dessus.

Exemples :

>>> insere([1, 2, 4, 5], 3)
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> insere([1, 2, 7, 12, 14, 25], 30)
[1, 2, 7, 12, 14, 25, 30]
>>> insere([2, 3, 4], 1)
[1, 2, 3, 4]
>>> insere([], 1)
[1]

Écrire une fonction recherche_motif qui prend en paramètres une chaîne de caractères motif non vide et une chaîne de caractères texte et qui renvoie la liste des positions de motif dans texte. Si motif n’apparaît pas, la fonction renvoie une liste vide.

Exemples :

>>> recherche_motif("ab", "")
[]
>>> recherche_motif("ab", "cdcdcdcd")
[]
>>> recherche_motif("ab", "abracadabra")
[0, 7]
>>> recherche_motif("ab", "abracadabraab")
[0, 7, 11]

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Dans cet exercice, on considère un graphe non orienté représenté sous forme de listes d’adjacence. On suppose que les sommets sont numérotés de 0 à n-1.

Ainsi, le graphe suivant:

sera représenté par la liste d’adjacence suivante :

adj = [[1, 2], [0, 3], [0], [1], [5], [4]]

On souhaite déterminer les sommets accessibles depuis un sommet donné dans le graphe. Pour cela, on va procéder à un parcours en profondeur du graphe.

Compléter la fonction suivante.

Exécuter

Compléter la fonction insere ci-dessus.

Exemples :

>>> accessibles([[1, 2], [0], [0, 3], [1], [5], [4]], 0)
[0, 1, 2, 3]
>>> accessibles([[1, 2], [0], [0, 3], [1], [5], [4]], 4)
[4, 5]

Un arbre binaire est soit vide, représenté en Python par la valeur None, soit un noeud représenté par un triplet (g, x, d) où x est l’étiquette du noeud et g et d sont les sous-arbres gauche et droit.

Exemples :

arbre = (((None, 1, None), 2, (None, 3, None) ),
         4,
         ((None, 5, None), 6, (None, 7, None)))
>>> parcours_largeur(arbre)
[4, 2, 6, 1, 3, 5, 7]

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On considère un tableau de nombre entiers, positifs ou négatifs, et on souhaite déterminer la plus grande somme possible de ses éléments consécutifs.

Par exemple, dans le tableau [1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5], la plus grande somme est 18 obtenue en additionnant les éléments 3, 10, -4, 7, 2.

Pour cela, on va résoudre le problème par programmation dynamique. Si on note tab le tableau considéré et i un indice dans ce tableau, on se ramène à un problème plus simple : déterminer la plus grande somme possible de ses éléments consécutifs se terminant à l’indice i.

Si on connait la plus grande somme possible de ses éléments consécutifs se terminant à l’indice i-1, on peut déterminer la plus grande somme possible de ses éléments consécutifs se terminant à l’indice i :

• soit on obtient une plus grande somme en ajoutant tab[i] à cette somme précédente ;
• soit on commence une nouvelle somme à partir de tab[i].

Compléter la fonction somme_max ci-dessous qui réalise cet algorithme.

Exécuter

Exemples :

>>> somme_max([1, 2, 3, 4, 5])
15
>> somme_max([1, 2, -3, 4, 5])
9
>>> somme_max([1, 2, -2, 4, 5])
10
>>> somme_max([1, -2, 3, 10, -4, 7, 2, -5])
18

On considère dans cet exercice un graphe orienté représenté sous forme de listes d’adjacence.

On suppose que les sommets sont numérotés de 0 à n-1.

est représenté par la liste d’adjacence suivante:

adj = [[1, 2], [2], [0], [0]]

Écrire une fonction voisins_entrants(adj, x) qui prend en paramètre le graphe donné sous forme de liste d’adjacence et qui renvoie une liste contenant les voisins entrants du sommet x, c’est-à-dire les sommets y tels qu’il existe une arête de y vers x.

Exemples:

>>> voisins_entrants([[1, 2], [2], [0], [0]], 0)
[2, 3]
>>> voisins_entrants([[1, 2], [2], [0], [0]], 1)
[0]
2

Exécuter

On considère dans cet exercice la suite de nombre suivante : 1, 11, 21, 1211, 111221, ...

Cette suite est construite ainsi : pour passer d’une valeur à la suivante, on la lit et on l’écrit sous la forme d’un nombre. Ainsi, pour 1211 :

• on lit un 1, un 2, deux 1 ;
• on écrit donc en nombre 1 1, 1 2, 2 1 ;
• puis on concatène 111221.

Compléter la fonction nombre_suivant qui prend en entrée un nombre sous forme de chaine de caractère et qui renvoie le nombre suivant par ce procédé, encore sous forme de chaîne de caractère.

Exécuter

Exemples :

>>> nombre_suivant('1211')
'111221'
>>> nombre_suivant('311')
'1321'