Dictionnaires : accès par clé et choix d’une structure

Une association entre clés et valeurs

Un dictionnaire associe chaque clé présente à une valeur. Dans un annuaire fictif, on peut associer un identifiant entier à un prénom. Les clés 101 et 309 peuvent toutes deux mener au prénom Sam : les valeurs n’ont pas à être uniques. En revanche, une même clé ne peut pas représenter simultanément deux associations distinctes dans ce dictionnaire.

Une nouvelle affectation à une clé déjà présente remplace la valeur associée. Elle ne crée pas automatiquement une seconde entrée. Cette règle rend naturel le suivi de l’état courant d’un élément identifié, mais impose de choisir une clé qui distingue réellement les éléments à conserver.

La taille compte les clés distinctes, même lorsque plusieurs valeurs sont égales. Dans un annuaire à deux élèves prénommés Sam, le prénom ne suffit pas à désigner un élève. Si l’on veut consulter un élève précis, on utilise son identifiant. Si l’on veut retrouver tous les Sam, la réponse est une collection d’identifiants : le type de résultat dépend du besoin.

Une clé n’est pas une position

Dans une liste, t[2] demande la valeur à l’indice 2. Dans un dictionnaire, d[2] demande la valeur associée à la clé 2. La clé peut être absente même si le dictionnaire contient cent entrées. Elle peut aussi être une chaîne plutôt qu’un entier, selon le domaine choisi.

En Python, cle in d teste la présence d’une clé. Pour éviter un accès absent, on peut tester cette présence ou utiliser une opération documentée comme get. Les clés doivent respecter les contraintes du langage ; une liste mutable ne constitue pas une clé de dictionnaire Python utilisable telle quelle.

eleves = {101: "Sam", 204: "Léa", 309: "Sam"}
print(eleves[204])       # Léa
print(309 in eleves)     # True
eleves[101] = "Samuel"   # remplace une valeur

Une clé absente ne doit pas être confondue avec une valeur présente mais vide. Si un dictionnaire associe l’identifiant 101 à la chaîne vide, cet identifiant existe tout de même. Tester la présence d’une clé répond à une question d’existence ; tester le contenu associé répond à une autre question. Cette distinction guide le traitement des données facultatives.

Chercher une clé ou parcourir des valeurs

Lorsque l’identifiant est connu, l’opération d’accès par clé exprime directement le besoin. Chercher toutes les personnes prénommées Sam est une autre demande : plusieurs valeurs peuvent correspondre, et il faut parcourir les associations ou disposer d’une organisation supplémentaire adaptée à cette recherche.

Les dictionnaires Python permettent habituellement un accès efficace par clé grâce à leur implémentation. Cela ne signifie pas qu’une recherche arbitraire dans leurs valeurs devient instantanée. Le programme de Terminale demande de distinguer ces usages ; il n’impose pas d’étudier en détail le hachage ou de supposer un nombre exact de comparaisons internes.

Choisir la structure selon les opérations

Une liste convient lorsqu’un ordre de positions ou un parcours séquentiel structure le problème. Un dictionnaire convient lorsqu’un identifiant permet de retrouver une association. Pour un classement de course, une liste peut représenter l’ordre d’arrivée et un dictionnaire les informations des concurrents par numéro. Ces structures peuvent coopérer.

Le prénom seul serait une mauvaise clé pour distinguer tous les élèves d’une classe : une homonymie écraserait une association si le modèle ne prévoit pas plusieurs personnes par prénom. Un identifiant stable permet au contraire de modifier le prénom sans changer l’identité suivie. Les données de l’atelier sont entièrement fictives.

Exemple suivi : compter des occurrences

Un dictionnaire peut associer chaque mot à son nombre d’apparitions. Pour ["chat","chien","chat","oiseau","chat"], on part du vide. À chaque mot, on crée la clé avec le compte 1 si elle est absente ; sinon on incrémente le compte existant. Les états finaux associent chat à 3, chien à 1 et oiseau à 1.

L’invariant est simple : après k mots, chaque compte décrit le nombre d’apparitions dans les k premiers. La création d’une clé et sa mise à jour sont deux branches distinctes. Utiliser systématiquement l’affectation à 1 conserverait les mots rencontrés mais perdrait leurs répétitions. Ce modèle convient à un histogramme textuel, tandis qu’une liste conserverait directement l’ordre complet des mots. Choisir une structure revient aussi à décider quelles informations doivent rester accessibles.

Organiser deux besoins de consultation

Pour des concurrents, une liste peut mémoriser l’ordre d’arrivée [309,101,204], tandis qu’un dictionnaire associe chaque numéro à sa fiche. Le premier arrivé se consulte dans la liste, puis son identité se retrouve par clé. Un changement de prénom modifie la fiche sans déplacer le concurrent dans le classement.

Si l’on crée aussi un dictionnaire reliant chaque prénom à plusieurs identifiants, on accélère certaines recherches mais on introduit une obligation de cohérence. Renommer une personne impose de mettre à jour cette organisation supplémentaire. Pour un petit jeu de données, un parcours des valeurs peut être plus simple. Le programme n’exige pas de connaître tous les détails du hachage : l’objectif est de distinguer accès direct par identifiant, parcours selon une condition et coût de maintien de plusieurs représentations.

De la compréhension à l’autonomie

À vous de résoudre

Cherchez d’abord par vous-même. Vérifiez les résultats demandés, utilisez les indices si nécessaire, puis comparez votre méthode à la correction.

Les erreurs qui méritent un détour

Croire que les valeurs doivent être uniques.

Seules les clés distinguent les associations dans un dictionnaire. Plusieurs clés peuvent partager la même valeur.

Attribuer le coût d’un accès par clé à toute recherche.

Chercher dans les valeurs répond à une autre question et peut nécessiter un parcours.

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Ce chapitre s’appuie sur le programme officiel de Terminale (PDF, nouvel onglet). Les explications et exercices sont proposés pour l’apprentissage.