Informatique Scientifique en C++

TD

Utilisation des classes. Un premier programme C++ pour le calcul scientifique.

Pour commencer à programmer en C++ (notions de base de C++ sous forme de fichier pdf)

Notes de cours

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Rappel :: manipulation de chaînes de caractères  

1. // travailler avec les chaînes de caractères (classiques)  #include <cstring>
   • char * nom = new char[256]; // une chaîne de 256 caractères
   • strcpy(nom,"param");  // copier une chaîne
   • strcat(nom,".in");  // rajouter une chaîne
   • ifstream fic(nom);  // création d'un fichier d'entrée

    

2. // travailler avec les chaînes de caractères (strings)
   • string nom; // une variable de type string
   • nom   ="param"; // initialisation (copier une chaîne)
   • nom += ".in";       //  rajouter une chaîne
   • ifstream fic(nom.c_str()); // création d'un fichier d'entrée (conversion string -> char *)

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Exercice 1 (manipulation de chaînes de caractères)

1. analyser le programme  ex_caracteres.cpp  qui explique le passage d'arguments aux fonctions ;  
2. compiler et exécuter le programme ; commenter les résultats.
    

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Exercice 2 (exemple de classe pour modéliser les nombres complexes)

1. analyser le programme  ClassComplex.cpp  ;  
2. compiler et exécuter le programme ; commenter les résultats ;
3. rajouter un opérateur (* par exemple) et  une méthode (qui calcule le module et la phase).
    

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Exercice 3 (exemple de classe pour suivre constructeurs et destructeurs dans une classe)

1. télécharger le programme C++ ClassVide.cpp et les fichiers Makefile et CheckPtr.cpp
2. l'utilisation d'un  fichier Makefile facilite la compilation d'une application formé de plusieurs programmes ; taper
   make PROG=ClassVide
   et remarquer que l'exécutable final est construit à partir de deux programmes C++ : ClassVide.cpp et CheckPtr.cpp (ce dernier a comme rôle de vérifier si les pointeurs sont détruits correctement à la fin de l'exécution)
   
3. Modifier à volonté le programme afin de mieux comprendre le fonctionnement du constructeur et du destructeur de la classe (ce programme est discuté dans le document notions de base en C++) .
   

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Exercice 4 : résolution d'un système linéaire à matrice tridiagonale (deuxième partie)

1. Revenir sur le programme écrit pour l'exercice 5 de la semaine02
   
2. Ecrire  une fonction qui calcule le produit matrice-vecteur A*X, et tester la fonction tridiag_LU suivant la procédure :

   --> garder les vecteurs a,b,c  définis comme  précédemment (la matrice ne change pas) ;

   --> définir un vecteur X0 et le remplir avec des valeurs aléatoires ;

   --> calculer le produit  A*X0 et stocker le résultat dans le vecteur f (second membre)

   --> appeler tridiag_LU(n,a,b,c,f,X) comme précédemment et comparer la solution X avec X0. Que doit-on obtenir ?

    

3. Optimiser votre fonction tridiag_LU en remarquant que dans la factorisation LU on peut stoker (b* dans b) et (c* dans c) et dans la résolution du système on peut stoker la solution X dans F.
   
4. Séparer  votre fonction tridiag_LU en deux fonctions :

• la factorisation LU : on peut stoker (b* dans b) et (c* dans c)

int     fact_LU    ( int n,

                                   vector<double> &  a,

                                   vector<double> &  b,

                                   vector<double> &  c)

la résolution du système : on peut retourner la solution dans F

int     solve_LU    ( int n,

                                   vector<double> &  a,

                                   vector<double> &  b,

                                   vector<double> &  c, vector<double> &  F)

 Tester le nouveau programme.

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