Tuples, dictionnaires et ensembles en Python : cours et exercices corrigés

• MPSI
• PCSI
• PTSI
• TSI 1
• TPC 1

Tuples (création, déballage, immuabilité, renvoi de plusieurs valeurs), dictionnaires (clés, valeurs, ajout, test d'appartenance, parcours, comptage d'occurrences, regroupement), coût des opérations usuelles, et pour le Maroc les ensembles (set) et leurs opérations.

• 17méthodes
• 35exercices corrigés
• 4problèmes
• 20pièges
• 41figures

Les nombres sont ceux du chapitre complet ; chaque filière voit la partie qui correspond à son programme.

Un dictionnaire Python associe à chaque clé une valeur : d[c] lit la valeur de la clé c, d[c] = v la crée ou la remplace, c in d teste la présence d'une clé, chacun en temps constant en moyenne, quand x in L sur une liste fait jusqu'à $n$ comparaisons. Un tuple est une suite de valeurs qui ne se modifie pas : il range un enregistrement figé, sert de clé composée et porte les résultats multiples d'une fonction, qu'on récupère par dépaquetage. Ce chapitre d'informatique commune de première année, au programme de MPSI, PCSI, PTSI, TSI et TPC, au Maroc et en France, écrit en un seul parcours les algorithmes de base sur les dictionnaires : compter des occurrences, cumuler un total par clé, regrouper, trouver la clé de plus grande valeur, inverser, détecter un doublon en $O(n)$ en moyenne au lieu de $O(n^2)$. Les exercices et problèmes reprennent des questions des sujets du CNC, de CCINP, de Mines-Ponts et de X-ENS. Les ensembles (set), avec union et intersection, sont au programme marocain et sont traités dans une partie qui lui est propre.

Ce que tu sauras faire

Une liste range des valeurs dans l'ordre ; elle ne suffit pas à tout. Une pesée enregistrée doit rester telle qu'elle a été notée ; un producteur doit se retrouver par son code sans relire tout le registre. Ce chapitre présente deux types qui répondent à ces besoins, le tuple et le dictionnaire, puis les algorithmes de base qui s'écrivent avec un dictionnaire. À la fin de ce chapitre, tu dois savoir :

• créer et lire un tuple, et expliquer pourquoi il ne se modifie pas ;
• dépaqueter un tuple, renvoyer plusieurs valeurs et parcourir une liste de couples ;
• créer un dictionnaire, lire, ajouter et modifier une valeur sans erreur de clé, tester une clé et parcourir le dictionnaire ;
• dire quelles clés sont permises et ce que coûtent les opérations ;
• compter des occurrences, cumuler un total par clé, regrouper, trouver la clé de plus grande valeur, inverser un dictionnaire, chacun en un seul parcours ;
• choisir la structure adaptée à un problème.

d = {}
for x in L:
    if x in d:
        d[x] = d[x] + 1
    else:
        d[x] = 1

num = "2026111407"
d = {}
for c in num:
    if c in d:
        d[c] = d[c] + 1
    else:
        d[c] = 1
print(d)
C = [0] * 10
for c in num:
    C[int(c)] = C[int(c)] + 1
print(C)

{'2': 2, '0': 2, '6': 1, '1': 3, '4': 1, '7': 1}
[2, 3, 2, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0]

L = [-5.2, 15, 9, 2, 0, 0, 9, 9, -5.2]
print(compte_occurrences(L))

{-5.2: 2, 15: 1, 9: 3, 2: 1, 0: 2}

print(compte_occurrences([10, 12, 10.0, 8.2, 10]))

{10: 3, 12: 1, 8.2: 1}

Plan du cours

• 1. Ranger des données qui vont ensemble
  • 1.1 Le problème
  • 1.2 Le registre du cours
• 2. Les tuples
  • 2.1 Définition
  • 2.2 Opérations
  • 2.3 Un tuple ne se modifie pas
  • 2.4 Liste ou tuple
• 3. Le dépaquetage
  • 3.1 Affectation multiple
  • 3.2 Renvoyer plusieurs valeurs
  • 3.3 Une liste de tuples comme table de données
• 4. Les dictionnaires
  • 4.1 Le problème
  • 4.2 Créer et lire
  • 4.3 Ajouter ou modifier
  • 4.4 Tester une clé, compter les clés
  • 4.5 Parcourir
  • 4.6 Copier
• 5. Quelles clés ?
  • 5.1 La règle
  • 5.2 Des clés composées
  • 5.3 Deux pièges sur les clés
• 6. Ce que coûtent les opérations
  • 6.1 Ce que l'on admet
  • 6.2 Une mesure
  • 6.3 Conséquence : un doublon en un parcours
• 7. Les algorithmes de base sur les dictionnaires
  • 7.1 Compter les occurrences
  • 7.2 Cumuler un total par clé
  • 7.3 Regrouper
  • 7.4 La clé de plus grande valeur
  • 7.5 Inverser
  • 7.6 D'autres usages
• 8. Choisir sa structure
  • 8.1 Un tableau de décision
  • 8.2 Des structures imbriquées
  • 8.3 Ce que les sujets fournissent
• 9. Les ensembles
  • 9.1 Définition
  • 9.2 Opérations
  • 9.3 Union, intersection, différence
  • 9.4 Applications
• 10. Autres fonctions du programme marocain
  • 10.1 Sur les tuples
  • 10.2 Sur les dictionnaires

Les méthodes du chapitre

Chaque méthode est une fiche : quand l'utiliser, le rappel de cours, les étapes, la rédaction attendue sur la copie, un exemple traité, les erreurs à éviter.

1. Choisir entre liste, tuple et dictionnaire
2. Créer et lire un tuple sans erreur
3. Renvoyer plusieurs valeurs et les récupérer par un seul dépaquetage
4. Parcourir une liste de couples ou de triplets en dépaquetant dans la boucle
5. Lire et écrire dans un dictionnaire sans erreur de clé
6. Parcourir un dictionnaire
7. Choisir une clé permise, composer une clé par un tuple
8. Compter des occurrences en un seul parcours
9. Cumuler un total par clé
10. Regrouper des éléments par clé dans un dictionnaire de listes
11. Trouver la clé de plus grande valeur, avec la règle des ex aequo
12. Inverser un dictionnaire
13. Retenir les éléments déjà vus
14. Prouver un parcours de dictionnaire et justifier son coût
15. Copier un dictionnaire sans alias
16. Utiliser un ensemble
17. Employer les fonctions du programme marocain

Les exercices corrigés

Chaque exercice a ses indications, sa correction rédigée et ce qu'il faut en retenir.

Application directe (14)

• Des tuples à la main
• Degrés, minutes, secondes
• Rectangle, milieu, point intérieur
• Séparer abscisses et ordonnées
• Le maximum et sa place dans une grille
• Une bibliothèque en triplets
• Lire une table de fréquences
• Occurrences et probabilités d'un signal
• Premiers pas dans un dictionnaire de stock
• Compter des relevés
• Le morse dans les deux sens
• Les touches d'un clavier
• Des ensembles à la main
• Les valeurs distinctes d'un signal

Entraînement (16)

• Distances provisoires et plus petite clé
• Un jeu de semailles en dictionnaire
• Chemins, sauts et bonus
• Deux clés en couples
• Chiffres romains
• Un polynôme creux
• Regrouper les chiffres d'un numéro
• Liste ou dictionnaire : mesurer
• Les élèves par mois de naissance
• Fusionner deux stocks
• Les fiches des producteurs
• Quatre programmes qui échouent
• Compter tous les caractères d'un texte
• Les couples d'un arbre de codage
• Des motifs sans doublons
• Les fonctions du programme marocain

Approfondissement (5)

• Élaguer un arbre de prédécesseurs
• Alignements et score
• Le dictionnaire d'al-Khalil en nombres
• Une grille creuse
• Motifs communs à toutes les lignes

Les problèmes de concours

Des extraits de sujets réels, corrigés en entier, avec la durée conseillée et les méthodes mobilisées.

• Histogramme, entropie et égalisation d'une image
  CNC 2022, filière PSI, épreuve d'informatique, partie III « Traitement des images numériques », questions 5.a, 5.c, 6 à 9, complétées
• Gestion de randonnées : points, altitudes, dénivelés
  CCINP 2025, filières PC et PSI, épreuve d'informatique, questions 8, 10 à 12, 15 et 21, complétées
• Classer les obstacles détectés par une caméra
  CCINP 2025, filière TSI, épreuve d'informatique, questions 1 à 4, 8 et 17, complétées
• Résolution d'une grille de Sudoku
  CNC 2022, filière TSI, épreuve d'informatique, partie III, questions 1 à 5 et 7

Comment y accéder

Ce chapitre fait partie de l'accès complet. Les trois premiers chapitres de chaque matière (deux par bloc en économie et droit, en management et gestion) sont offerts avec un compte d'essai gratuit. Créer un compte d'essai ou se connecter. Pour l'accès complet et les tarifs, vois les offres.