Algorithmique & Programmation
Semestre 2 ST

La récursivité
Cours TD - Corrections TP

Exercice n°1: Calcul de factoriel

La définition récurrente du calcul de n! est:
  - 0! = 1
  - n! = n * (n-1)!

Implanter un sous-algorithme de calcul de n! en utilisant la récursivité.

FactorielRecursif.lda

{ Calcul de n! par methode recursive           }
{  - 0! = 1                                    }
{  - n! = (n-1)!*n                             }

entier fonction factoriel(n)
  Données
    n : entier
  locales
    res : entier
  si n = 0 alors
    res <- 1
    sinon
    res <- factoriel(n-1)*n
  fsi
  retourner res
fin action

Clavier.class - Ecran.classExemple d'exécution

Exercice n°2: Inversion d'une chaîne de caractères par décomposition dichotomique

Utiliser la technique de décomposition dichotomique pour implanter un sous-algorithme récursif d'inversion d'une chaîne de caractères:
  - Une chaîne de 0 ou 1 caractère est déjà inversée.
  - Une chaîne s de n caractères où n est supérieur à 1 peut être inversée en concaténant s2 et s1 où s1 est la chaîne obtenue par inversion de la 1/2 sous-chaîne comportant les n/2 premiers caractères de s et s2 est la chaîne obtenue par inversion de la 1/2 sous-chaîne comportant les n-n/2 derniers caractères de s.

On pourra utiliser la fonction suivante pour extraire une sous-chaîne de caractères d'une chaîne de caractères:
  chaîne fonction sousChaine(s,indi,indf)
    Données
      s : chaîne
      indi : entier
      indf : entier

où s est la chaîne où l'extraction est réalisée, indi est l'indice du caractère de s à partir duquel l'extraction est réalisée et indf est l'indice du caractère qui suit immédiatement le dernier caractère extrait de s (i.e. le nombre de caractères extraits est égal à indf-indi).

InversionChaineMethodeDichotomique.lda

{ Inversion d'une chaine de caracteres        }

chaine fonction inversionChaine(st)
  Données
    st : chaine
  Locales
    s : chaine
    s1 : chaine
    s2 : chaine
    l1 : entier
    lst : entier
  lst <- longueur(st)
  si ( lst = 0 ) ou ( lst = 1 ) alors
    s <- st
    sinon
    l1 <- lst/2
    s1 <- inversionChaine(sousChaine(st,0,l1))
    s2 <- inversionChaine(sousChaine(st,l1,lst)) 
    s = concatener(s2,s1)
  fsi
  retourner s
fin action

Clavier.class - Ecran.classExemple d'exécution

Exercice n°3: "Coloration" dans un tableau d'entiers

On considère un tableau d'entiers de taille NxM. Ce tableau code une image où chacun des entiers code la couleur d'un pixel.
On souhaite colorier des zones de pixels.

a) Développer un sous-algorithme de coloriage, au moyen d'une couleur, de la zone de pixels définie par les règles suivantes:
  (1) Un premier pixel de coordonnées (x,y) est colorié s'il a une couleur différente de la couleur de tracé. Si ce n'est pas le cas le coloriage s'arrête.
  (2) Un pixel de couleur identique à la couleur du premier pixel colorié et non encore colorié touche (par la gauche, par la droite, par le haut ou par le bas) un pixel qui a été colorié.
  (3) Tant qu'il existe des pixels vérifiant la règle (2), on les colorie avec la couleur de tracé.
Ce sous-algorithme permet de "remplir" une tache de couleur uniforme uniformément avec une autre couleur.


Exemples
Appeler le sous-algorithme sur un pixel bleu aura pour conséquence
 de remplir entièrement la tache bleue avec la couleur de tracé.
Appeler le sous-algorithme sur un pixel rose aura pour conséquence
 de remplir entièrement la tache rose avec la couleur de tracé.
Appeler le sous-algorithme sur un pixel vert aura pour conséquence
 de remplir entièrement la tache verte avec la couleur de tracé.
Appeler le sous-algorithme sur un pixel jaune aura pour conséquence
 de remplir entièrement (jusqu'au bord) la tache jaune avec la couleur de tracé.
Appeler le sous-algorithme sur un pixel ayant la même couleur
que la couleur de tracé n'entrainera pas de remplissage.

b) Développer un sous-algorithme de coloriage, au moyen d'une couleur, de la zone de pixels définie par les règles suivantes:
  (1) Un premier pixel de coordonnées (x,y) est colorié s'il a une couleur différente d'une couleur limite. Si ce n'est pas le cas le coloriage s'arrête.
  (2) Un pixel de couleur différente de la couleur limite et non encore colorié touche (par la gauche, par la droite, par le haut ou par le bas) un pixel qui a été colorié.
  (3) Tant qu'il existe des pixels vérifiant la règle (2), on les colorie avec la couleur de tracé.
Ce sous-algorithme permet de "remplir" uniformément avec une couleur une tache de couleur non-uniforme délimitée par une couleur uniforme.


Exemples
Appeler le sous-algorithme sur un pixel bleu, rose ou vert
avec comme couleur limite la couleur jaune aura pour conséquence
de remplir entièrement les taches bleue, rose et verte avec la couleur de tracé.
Si la couleur limite est le rose, désigner un pixel jaune, bleu ou vert
aura pour conséquence le remplissage des taches bleue et verte
ainsi que le remplissage de la tache jaune jusqu'au bord.
Désigner un pixel ayant la même couleur
que la couleur limite n'entrainera pas de remplissage.

ColoriageRecursif.lda

constante N : entier <- ...
constante M : entier <- ...

{ Methode recursive de coloriage d'une zone   }
{ de pixels de valeurs identiques             }

action coloriageRecursif(px,py,t,c,ct)
  Données
    px : entier
    py : entier
    c : entier
    ct : entier
  Données / Résultats
    t : Tableau [N][M] de entier
  si ( px >= 0 ) et ( px < M ) et ( py >= 0 ) et ( py < N ) alors
    si ( t[py][px] <> c ) et ( t[py][px] = ct ) alors
      t[py][px] <- c
      coloriageRecursif(px+1,py,t,c,ct)
      coloriageRecursif(px-1,py,t,c,ct)
      coloriageRecursif(px,py+1,t,c,ct)
      coloriageRecursif(px,py-1,t,c,ct)
    fsi
  fsi
fin action

{ Methode de coloriage d'une zone de pixels   }
{ de valeurs identiques                       }

action coloriage(px,py,t,c)
  Données
    px : entier
    py : entier
    c : entier
  Données / Résultats
    t : Tableau [N][M] de entier
  coloriageRecursif(px,py,t,c,t[py][px])
fin action

{ Methode recursive de remplissage d'une zone }
{ de pixels delimitee par une valeur          }

action remplissageRecursif(px,py,t,c,cl)
  Données
    px : entier
    py : entier
    c : entier
    cl : entier
  Données / Résultats
    t : Tableau [N][M] de entier
  si ( px >= 0 ) et ( px < M ) et ( py >= 0 ) et ( py < N ) alors
    si ( t[py][px] <> c ) et ( t[py][px] <> cl ) alors
      t[py][px] <- c
      remplissageRecursif(px+1,py,t,c,cl)
      remplissageRecursif(px-1,py,t,c,cl)
      remplissageRecursif(px,py+1,t,c,cl)
      remplissageRecursif(px,py-1,t,c,cl)
    fsi
  fsi
fin action

Clavier.class - Ecran.classExemple d'exécution

Exercice n°4: Calcul de combinaisons

On considère n caractères. Développer un sous-algorithme récursif d'affichage de toutes les combinaisons de ces n caractères.

AffichageCombinaisons.lda

constante N : entier <- ...

{ Affichage de toutes les combinaisons        }
{ de n valeurs existant un ensemble           }
{ de n valeurs                                }
{ Application a un tableau de caracteres      }

action affichage(e,t,nb)
  Données
    e : Tableau[N] de caractere
    t : Tableau[N] de caractere
    nb : entier
  Locales
    i : entier
    v : caractere
  si nb = N alors
    pour i de 0 à N-1 faire
      Ecran.afficher(t[i])
    fait
    Ecran.afficherln()
    sinon
    pour i de 0 à N-nb-1 faire
      t[nb] <- e[i]
      v <- e[i]
      e[i] <- e[N-nb-1]
      affichage(e,t,nb+1)
      e[N-nb-1] <- e[i]
      e[i] <- v
    fait
  fsi
fin action

Clavier.class - Ecran.classExemple d'exécution

Exercice n°5: Affichages par récursivité

Précision: Pour les questions suivantes, on ne dispose ni du "pour" ni du "tant que".

a) On considère un nombre entier n positif ou nul. Développer un sous-algorithme permettant d'afficher en ordre décroissant la liste des nombres entiers compris dans l'intervalle [0,n].

b) On considère un nombre entier n positif ou nul. Développer un sous-algorithme permettant d'afficher en ordre croissant la liste des nombres entiers compris dans l'intervalle [0,n].

c) On considère un nombre entier n positif ou nul. Développer un sous-algorithme permettant d'afficher en ordre décroissant puis par ordre croissant la liste des nombres entiers compris dans l'intervalle [0,n].

d) On considère un nombre entier n positif ou nul. Développer un sous-algorithme permettant d'afficher en ordre croissant puis par ordre décroissant la liste des nombres entiers compris dans l'intervalle [0,n].

e) On considère un nombre entier n positif ou nul. Développer un sous-algorithme permettant d'afficher n par affichage individuel de ses chiffres.

La question (b) a été résolue en 2 variantes.
La première s'inspire directement de la solution de la question (a) où les affichages sont réalisés avant les relancent récursives. Dans ce cadre, (1) la connaisance de n à tous les niveaux de récursivité étant nécessaire, la valeur de n est transmise en paramètre d'entête supplémentaire, (2) deux actions sont nécessaires, une première récursive à 2 paramètres, une seconde à 1 paramètre pour lancer la première.
La seconde est meilleure dans le sens où les affichages étant réalisés après les relancent résursives, il n'est plus nécessaire de gérer n en paramètre supplémentaire. Il devient donc possible de ne développer qu'une action.

AffichagesRecursifs.lda

{ Affichage par ordre decroissant             }
{ des nombres entiers compris entre 0 et n    }

action affichageDecroissant(n)
  Données
    n : entier
  Ecran.afficherln(n)
  si n > 0 alors
    affichageDecroissant(n-1)
  fsi
fin action

{ Affichage par ordre croissant               }
{ des nombres entiers compris entre 0 et n    }

action affichageCroissant(v,n)
  Données
    v : entier
    n : entier
  Ecran.afficherln(v)
  si v < n alors
    affichageCroissant(v+1,n)
  fsi
fin action

action affichageCroissant(n)
  Données
    n : entier
  affichageCroissant(0,n)
fin action

{ Affichage par ordre decroissant             }
{ puis croissant des nombres entiers          }
{ compris entre 0 et n                        }

action affichageDecroissantCroissant(n)
  Données
    n : entier
  Ecran.afficherln(n)
  si n > 0 alors
    affichageDecroissantCroissant(n-1)
  fsi
  Ecran.afficherln(n)
fin action

{ Affichage par ordre croissant               }
{ puis decroissant des nombres entiers        }
{ compris entre 0 et n                        }

action affichageCroissantDecroissant(n,val)
  Données
    n : entier
  Ecran.afficherln(val-n)
  si n > 0 alors
    affichageCroissantDecroissant(n-1,val)
  fsi
  Ecran.afficherln(val-n)
fin action

{ Affichage par ordre croissant               }
{ des nombres entiers compris entre 0 et n    }
{ Solution elegante                           }

action affichageCroissant2(n)
  Données
    n : entier
  si n > 0 alors
    affichageCroissant2(n-1)
  fsi
  Ecran.afficherln(n)
fin action

{ Affichage des chiffres d'un nombre entier   }

action affichage(n)
  Données
    n : entier
  si n >= 10 alors
    affichage(n/10)
  fsi
  Ecran.afficher(n%10)
fin action

Clavier.class - Ecran.classExemple d'exécution