Les variables

Se souvenir d'une information

Le plus important

Une variable est le seul moyen de se souvenir d'une information entre les instructions d'un programme.

• Toute information qui n'est pas stockée dans une variable est perdue.
• Toute nouvelle information stockée dans une variable efface la précédente.
• Les variables sont stockées sous forme binaire dans la mémoire de l'ordinateur : la RAM.

Une variable est une case mémoire nommée

Souvenez-vous du modèle de von Neumann et du Little Man Computer : la mémoire est une suite de cases, chacune repérée par une adresse, et le processeur y range ou y lit des valeurs.

Une variable, c'est exactement cela : une case mémoire à laquelle on a donné un nom. Plutôt que de retenir « la case d'adresse 17 », on écrit age, et l'ordinateur sait de quelle case on parle.

L'image de la boîte

Voyez une variable comme une boîte avec une étiquette : l'étiquette est le nom (age), le contenu est la valeur (16). On peut regarder dans la boîte, ou en remplacer le contenu.

Écrire dans une variable : l'affectation

Pour ranger une valeur dans une variable, on utilise l'opérateur =, appelé affectation.

a = 4

= n'est pas l'égalité

= ne signifie pas « est égal à ». C'est une opération mécanique : « calcule ce qui est à droite, et range le résultat dans la variable de gauche ».

Si la variable n'existe pas encore, elle est créée ; sinon, son contenu est remplacé.

Ce que fait vraiment la machine

Cette opération correspond très exactement à une instruction du processeur. Dans le Little Man Computer, affecter une valeur, c'est l'instruction STA (store) : « écris cette valeur à telle adresse mémoire ». Ainsi a = 4 revient à ranger 4 dans la case étiquetée a.

Exercice

truc = 4
truc = 3

Que vaut truc à la fin ? Pourquoi ?

Réponse

3. La deuxième affectation a remplacé le contenu de la case : 4 est perdu.

Lire une variable

On utilise le contenu d'une variable simplement en écrivant son nom dans une expression.

Ce que fait vraiment la machine

Lire une variable correspond à l'instruction LDA (load) du Little Man Computer : « va chercher la valeur à telle adresse ». On en obtient une copie : lire une variable ne la vide pas, on peut la relire autant qu'on veut.

truc = 2
print(truc)          # 2
bidule = truc + 5    # on lit truc (2), on calcule 7, on range dans bidule
print(bidule + truc) # on lit bidule (7) et truc (2) : affiche 9
print(truc)          # truc vaut toujours 2 : le lire ne l'a pas vidé

Le membre de droite est calculé, puis rangé

Parce que = n'est pas l'égalité, une ligne comme celle-ci a un sens parfaitement clair :

a = a + 1

En tant qu'égalité mathématique, ce serait absurde. En tant qu'affectation, c'est mécanique : on calcule d'abord la droite (a + 1, avec la valeur actuelle de a), puis on range le résultat dans a. Si a valait 4, il vaut maintenant 5.

Dérouler un programme pas à pas

Suivons l'état des cases mémoire, instruction après instruction :

x = 10
y = x + 2
x = 0
print(x, y)

Instruction	x	y
x = 10	10
y = x + 2	10	12
x = 0	0	12

L'affichage est donc 0 12. Remarquez que y garde 12 : sa valeur a été calculée au moment du y = x + 2, et changer x ensuite n'y touche pas.

Échanger le contenu de deux variables

On veut échanger les contenus de a et b. La tentative naïve échoue :

a = "gauche"
b = "droite"

a = b   # a devient "droite"... mais "gauche" est PERDU
b = a   # b devient "droite" aussi. Raté !

En rangeant b dans a, on a écrasé l'ancienne valeur de a. Il faut la mettre de côté dans une troisième variable :

temp = a    # on sauvegarde "gauche"
a = b       # a devient "droite"
b = temp    # b récupère "gauche"

Le raccourci de Python

Python permet d'échanger en une ligne grâce à la déstructuration : a, b = b, a. La droite est entièrement calculée d'abord, puis rangée dans la gauche.

Le type d'une variable

Toute variable a un type, qui indique le genre d'information qu'elle contient :

Type	Exemple	Signification
int	age = 16	un entier
float	taille = 1.75	un nombre à virgule
str	nom = "Alice"	une chaîne de caractères
bool	majeur = True	un booléen

Python devine le type d'après la valeur. On peut aussi l'indiquer explicitement, ce qui rend le programme plus clair :

age: int = 16