Variables, types et mémoire

📚 Méthodes & rappels

Une variable, c’est quoi ?

Une variable associe un nom à une valeur. Cette valeur est mémorisée en mémoire vive (RAM) pendant l’exécution du programme.

age = 17          # int
temperature = 21.6 # float
nom = "Lina"      # str
moteur_ok = True  # bool

En Python, le type est associé à l’objet créé : on ne déclare pas à l’avance int age comme dans certains autres langages.

Bits, octets et mémoire

La mémoire est faite de bits (0 ou 1). 8 bits = 1 octet. Plus on réserve de bits, plus on peut représenter de valeurs différentes, mais plus la donnée occupe de mémoire.

Idée essentielle : dans un microcontrôleur ou un automate, choisir 8 bits au lieu de 32 peut économiser beaucoup de mémoire lorsque l’on stocke des milliers de valeurs. Sur un PC moderne avec Python, l’effet est moins direct car les objets Python comportent aussi des informations internes.

Entiers : capacité et compteurs

Avec un entier non signé sur n bits, on dispose de 2ⁿ combinaisons : les valeurs vont de 0 à 2ⁿ−1.

Exemple	Plage	Usage possible
uint8	0 à 255	petit compteur, intensité 0–255
uint16	0 à 65 535	compteur plus grand
uint32	0 à 4 294 967 295	très grand compteur

Débordement (overflow) : sur un type fixe, si un compteur 8 bits non signé vaut 255 et qu’on ajoute 1, il ne peut plus représenter 256. Selon le langage ou le matériel, il peut revenir à 0, saturer ou provoquer une erreur. Il faut donc dimensionner le type selon la valeur maximale attendue.

Python : ses entiers standards peuvent grandir au-delà de 32 ou 64 bits tant que la mémoire le permet. Le problème de débordement concerne surtout les types fixes des bibliothèques, des cartes électroniques, automates, formats de fichiers ou communications.

Float : pourquoi un arrondi ?

Un float représente des nombres réels avec une précision limitée. L’ordinateur ne stocke pas une infinité de chiffres : il conserve une approximation codée en binaire.

0.1 + 0.2 # peut donner 0.30000000000000004

Ce n’est pas un bug : certaines valeurs décimales simples n’ont pas d’écriture binaire finie. Une petite erreur d’arrondi apparaît.

Dans un calcul isolé, cette erreur est souvent négligeable. Dans une boucle exécutée des milliers ou millions de fois, ou lorsque l’on additionne sans cesse une petite valeur, les erreurs peuvent s’accumuler. On évite alors les comparaisons du type x == 0.3 et on utilise une tolérance.

Type adapté = compromis

bool : état vrai/faux ; information logique très simple.
int : compteurs, indices, quantités exactes.
float : mesures et calculs avec décimales ; accepte une approximation.
str : texte ; peut occuper beaucoup plus de mémoire selon sa longueur.

Dans les systèmes contraints, un type plus petit peut améliorer l’utilisation de la RAM, du cache et la quantité de données à transférer. Cela peut accélérer certains traitements, mais « plus petit = toujours plus rapide » est faux : cela dépend du processeur et du langage.

Python ↔ Arduino / C++ : ce qui change

Sur une carte Arduino, le programme est généralement écrit en C/C++ et les types ont souvent une taille fixe. Le choix du type devient donc beaucoup plus concret qu’en Python.

Arduino / C++	Idée	Exemple d’usage
`bool`	vrai / faux	état d’un capteur
`byte` / `uint8_t`	0 à 255	petit compteur, valeur PWM
`uint16_t`	0 à 65 535	compteur plus important
`uint32_t`	0 à 4 294 967 295	temps, grand compteur
`float`	nombre réel approché	mesure, calcul

// Arduino / C++
uint8_t compteur = 250;
compteur = compteur + 10;  // dépassement possible

// Python
compteur = 250
compteur = compteur + 10   # devient simplement 260

Attention : la taille exacte de certains types C/C++ comme int ou long dépend de la carte. Pour raisonner sans ambiguïté, les questions utilisent surtout uint8_t, uint16_t et uint32_t.

Conversions et chaînes

int(3.9)      # 3 : la partie décimale est supprimée
float("3.14") # 3.14
str(42)       # "42"
len("Python") # 6
"Python"[0]   # "P"
"bonjour".upper() # "BONJOUR"

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