419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz 419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz 419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz 419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz 419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz 419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz

419 black Bleu Navy Max White Femme NIKE Thea Air Baskets vqPxz

Trace d’exécution d’un algorithme

La trace d’exécution d’un algorithme est constituée en prenant une “photo” de toutes les variables de cet algorithme aux instants suivants :

La trace est un “compte-rendu” de l’exécution de l’algorithme.

Escarpins Noe Femme Nero Nipi Schwarz Antwerp qxFaU

Considérons l’algorithme suivant :

Warm Rond à Bottines pour Courtes Femme Bout Martin Black xSqBFp
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
"""
:entrée n: entier
:pré-cond n ≥ 0
:sortie r: entier
:post-cond: r est la partie entière de la racine de n
"""
## exemple d'entrées
n = 91
##

r = 0
Baskets Navy Femme Air Thea black Max 419 NIKE Bleu White while r*r <= Baskets White black Thea 419 NIKE Femme Air Max Bleu Navy n:
  r = r+1
r = r-1

## pour voir la sortie
Femme Navy black White NIKE Baskets Air Thea 419 Bleu Max print(r)
##

On peut facilement se convaincre que la longueur de la trace sera toujours égale à r+4. En effet :

  • la valeur finale de r correspond au nombre de fois où on est rentré dans la boucle, moins 1 (à cause de la ligne 14).

  • La taille de la trace est ici égale :

    • Navy Air Bleu NIKE Baskets Max black White Thea Femme 419 au nombre de fois où on est entré dans la boucle,
    • plus 1 pour le passage à la ligne 13 qui sort de la boucle,
    • plus 1 pour la photo de départ,
    • plus 1 pour la photo à la fin,

soit (nombre de passages dans la boucle) + 3, soit r + 4.

Light Grey Hautes W Fa 930 de Chilcotin Helly Randonnée Hansen Chaussures Grey Mid Femme Gris Ugv1Uzwq

Mais ce qui nous intéresse, c’est de prédire la taille de la trace en fonction des paramètres d’entrées (la “taille” du problème).

En l’occurrence, puisque r est la partie entière de √n, on peut affirmer que la longueur de la trace est partie_entière(√n)+4, qu’on peut simplifier en disant qu’elle est proportionnelle à √n.

Complexité

On appelle complexité d’un algorithme la mesure de la longueur de ses traces d’exécution en fonction de ses paramètres d’entrée.

Ce n’est pas la longueur exacte de la trace qui nous intéresse ici, mais son ordre de grandeur (comme dans l’exemple ci-dessus). C’est pourquoi on utilise la notation 𝓞(...) qui sert justement à représenter les ordres de grandeur.

La longueur de la trace d’exécution est liée au temps que prendre cette exécution. Bien qu’on ne puisse pas prédire ce temps de manière précise (il dépend de paramètres extérieurs à l’algorithme, comme par exemple la puissance de l’ordinateur), il est intéressant de connaître son ordre de grandeur, et la manière dont les paramètres d’entrée influencent ce temps.

L’algorithme ci-dessus calcule la partie entière de √n en un temps proportionnel à √n. On dira qu’il a « un temps d’exécution en 𝓞(√n) ».

On peut faire mieux avec l’algorithme ci-dessous :

## exemple d'entrées
n = 91
##

black White Max Air Femme Thea Baskets Navy 419 Bleu NIKE min = 0
max = n
while max-min > 1:
    moy = (max+min)//2
    if moy*moy <= n:
        min = moy
    else:
        max = moy
    r = min

## pour voir la sortie
print(r)
##

L’algorithme ci-dessus applique une recherche dichotomique. On utilise le fait que :

  • la racine de n est forcément comprise entre 0 et n
  • les racines de deux nombres sont dans le même ordre que ces nombres.

On part donc de l’intervalle [0,n] et on le coupe en deux à chaque étape, jusqu’à réduire cet intervalle à une largeur de 1.

Le nombre d’étape (et donc la longueur de la trace) est proportionnel au nombre de fois ou l’on peut diviser n par 2, c’est-à-dire le logarithme à base 2 de n, 𝓞(log₂(n)).

Calcul de la racine carréeRosie Violet Bottines Plum 664 Femme Bearpaw dt4nqd

La recherche dichotomique de l’algorithme ci-dessus s’arrête lorsque l’intervalle a une largeur de 1. Mais si on travaille avec des nombres flottants, on pourrait décider de réduire encore plus la taille de l’intervalle.

On définit donc un nouvel algorithme, prenant cette fois deux paramètres d’entrée :

"""
:entrée x: flottant
:entrée erreur: flottantBaskets Renna nero Hautes R25408 Nero star antracite Noir Femme MELLUSO 5wUqxPAZ
Navy Air NIKE Thea White Femme black Baskets 419 Max Bleu :pré-cond x ≥ 0
:sortie r: entier
:post-cond: r est la racine de 'x' à 'erreur' près
"""
## exemple d'entrées
x=500
precision=0.001
##

# AUTRE SOLUTION #
min = 0
max = x
while max-min > erreur:
   moy = black NIKE Bleu Baskets Femme Air Max 419 White Navy Thea (max+Femme NIKE Max Bleu Navy Baskets black 419 Thea Air White min)/2
   if moy*moy <= x:
       min = moy
   else:
       max = moyChuck Star Core Brown Adulte Mixte Taylor Converse Baskets All wgq1ttZd
   r = min

White Thea Navy Bleu Max Air 419 Baskets black Femme NIKE ## pour voir la sortie
print(r)
# et la vérifier
print(r*r)
##

L’algorithme ci-dessus a une complexité en 𝓞(log₂(n/precision), ce qui signifie que le temps d’exécution augmente lorsque n augmente, mais aussi lorsque erreur diminue. En effet, obtenir une meilleure précision demande plus de travail à l’ordinateur, et donc plus de temps de calcul.