forked from menault/2026_TD3_DEV51_Qualite_Algo
9ee6245859
main enchaînait 6 boucles et 1 test (M = 8), le plus grand M du fichier après F9. Les calculs passent dans analyser, qui remplit une structure Resultats ; le rapport est construit par construire_rapport à l'aide de ajouter_formatee (vsnprintf puis ajouter_ligne), qui garde tout le format du rapport au même endroit ; ecrire_fichier et afficher terminent. Le plus grand M du fichier est maintenant 5. Rapport identique octet par octet. Empreinte inchangée (ff68d260a7a58441). Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
393 lines
13 KiB
C
393 lines
13 KiB
C
/*
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* R5.A.04 - Qualité Algorithmique
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|
* TD Complexité algorithmique : analyse des transactions d'une banque
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*
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|
* Le programme génère des transactions pseudo-aléatoires (toujours les
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* mêmes, grâce à une graine fixe), puis calcule plusieurs indicateurs
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* et produit un rapport dans rapport.txt.
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|
*
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* L'empreinte affichée à la fin doit rester IDENTIQUE après vos
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* optimisations : elle prouve que le résultat n'a pas changé.
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*
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* Interdit : modifier les constantes, la génération des données,
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* le format du rapport, ou écrire les résultats « en dur ».
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*
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|
* Compilation : gcc -O2 banque.c -o banque
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|
* Profiling : gcc -O0 -g -pg banque.c -o banque && ./banque && gprof ./banque gmon.out
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*/
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#include <stdarg.h>
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#define NB_TRANSACTIONS 30000
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#define NB_CLIENTS 2000
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#define NB_JOURS 1000
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#define NB_REQUETES 30000
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#define MONTANT_MONNAIE 400
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#define GRAINE 20261020UL
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typedef struct {
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int id;
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int client;
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int jour;
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long montant; /* en centimes, négatif pour un débit */
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} Transaction;
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/* ------------------------------------------------------------------ */
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/* Données (ne pas modifier) */
|
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/* ------------------------------------------------------------------ */
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static unsigned long etat_alea = GRAINE;
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unsigned long alea(void)
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{
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etat_alea = etat_alea * 6364136223846793005UL + 1442695040888963407UL;
|
|
return etat_alea >> 33;
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|
}
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|
Transaction *generer_transactions(int n)
|
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{
|
|
Transaction *t = malloc(n * sizeof(Transaction));
|
|
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
|
t[i].id = i;
|
|
t[i].client = alea() % NB_CLIENTS;
|
|
t[i].jour = alea() % NB_JOURS;
|
|
if (i > 0 && alea() % 20 == 0)
|
|
t[i].montant = -t[alea() % i].montant; /* opération inverse */
|
|
else
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|
t[i].montant = (long)(alea() % 100001) - 50000;
|
|
}
|
|
for (int i = n - 1; i > 0; i--) { /* mélange des id */
|
|
int j = alea() % (i + 1);
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|
int tmp = t[i].id;
|
|
t[i].id = t[j].id;
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|
t[j].id = tmp;
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|
}
|
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return t;
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|
}
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/* ------------------------------------------------------------------ */
|
|
/* Fonctions à analyser et à optimiser */
|
|
/* ------------------------------------------------------------------ */
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|
/* F1 : trie les transactions par montant croissant, puis par id.
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|
* Les id sont tous distincts : l'ordre est total, donc qsort (non stable)
|
|
* donne le même résultat que le tri à bulles d'origine. */
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|
int comparer_transactions(const void *pa, const void *pb)
|
|
{
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|
const Transaction *a = pa, *b = pb;
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|
if (a->montant != b->montant)
|
|
return (a->montant > b->montant) - (a->montant < b->montant);
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|
return (a->id > b->id) - (a->id < b->id);
|
|
}
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|
void trier_par_montant(Transaction *t, int n)
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|
{
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qsort(t, n, sizeof(Transaction), comparer_transactions);
|
|
}
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/* F2 : nombre de clients ayant au moins une transaction */
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int nb_clients_distincts(const Transaction *t, int n)
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{
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|
char vu[NB_CLIENTS] = {0}; /* vu[c] vaut 1 dès qu'une transaction du client c est rencontrée */
|
|
int nb = 0;
|
|
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
|
if (!vu[t[i].client]) {
|
|
vu[t[i].client] = 1;
|
|
nb++;
|
|
}
|
|
}
|
|
return nb;
|
|
}
|
|
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|
/* F3 : solde total de chaque client */
|
|
void total_par_client(const Transaction *t, int n, long *totaux)
|
|
{
|
|
for (int c = 0; c < NB_CLIENTS; c++)
|
|
totaux[c] = 0;
|
|
for (int i = 0; i < n; i++) /* un seul parcours : chaque montant va */
|
|
totaux[t[i].client] += t[i].montant; /* directement au total de son client */
|
|
}
|
|
|
|
/* F4 : solde total de chaque jour */
|
|
void total_par_jour(const Transaction *t, int n, long *totaux)
|
|
{
|
|
for (int j = 0; j < NB_JOURS; j++)
|
|
totaux[j] = 0;
|
|
for (int i = 0; i < n; i++) /* un seul parcours, comme pour F3 */
|
|
totaux[t[i].jour] += t[i].montant;
|
|
}
|
|
|
|
/* F5 : période de jours consécutifs dont la somme des soldes est maximale */
|
|
/* Avec prefixe(j) = totaux[0] + ... + totaux[j-1], la somme des jours i à j
|
|
* vaut prefixe(j+1) - prefixe(i). Pour chaque fin j, le meilleur début est
|
|
* donc l'indice du plus petit prefixe(i), i <= j. On garde le premier minimum
|
|
* et on ne remplace le meilleur que s'il est strictement dépassé : on obtient
|
|
* la même période que la triple boucle d'origine, même en cas d'égalité. */
|
|
long meilleure_periode(const long *totaux, int nb_jours, int *debut, int *fin)
|
|
{
|
|
long meilleur = totaux[0];
|
|
long prefixe = 0, prefixe_min = 0;
|
|
int debut_min = 0;
|
|
*debut = 0;
|
|
*fin = 0;
|
|
for (int j = 0; j < nb_jours; j++) {
|
|
if (prefixe < prefixe_min) { /* prefixe vaut ici prefixe(j) */
|
|
prefixe_min = prefixe;
|
|
debut_min = j;
|
|
}
|
|
prefixe += totaux[j]; /* prefixe vaut maintenant prefixe(j+1) */
|
|
if (prefixe - prefixe_min > meilleur) {
|
|
meilleur = prefixe - prefixe_min;
|
|
*debut = debut_min;
|
|
*fin = j;
|
|
}
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|
}
|
|
return meilleur;
|
|
}
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|
/* F6 : position[id] = indice de la transaction id dans t. Les id forment une
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|
* permutation de 0 .. n-1 (voir generer_transactions) : chaque id a sa case. */
|
|
int *indexer_par_id(const Transaction *t, int n)
|
|
{
|
|
int *position = malloc(n * sizeof(int));
|
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
|
position[t[i].id] = i;
|
|
return position;
|
|
}
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|
|
|
/* F6 : retrouve une transaction à partir de son id, en O(1) grâce à l'index */
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|
const Transaction *rechercher_par_id(const Transaction *t, const int *position, int id)
|
|
{
|
|
return &t[position[id]];
|
|
}
|
|
|
|
/* Premier indice i tel que t[i].montant >= v, dans t trié par montant
|
|
* croissant (recherche dichotomique, O(log n)). */
|
|
int premier_indice(const Transaction *t, int n, long v)
|
|
{
|
|
int debut = 0, fin = n;
|
|
while (debut < fin) {
|
|
int milieu = (debut + fin) / 2;
|
|
if (t[milieu].montant < v)
|
|
debut = milieu + 1;
|
|
else
|
|
fin = milieu;
|
|
}
|
|
return debut;
|
|
}
|
|
|
|
/* Nombre de transactions de montant v, dans t trié par montant croissant */
|
|
int effectif(const Transaction *t, int n, long v)
|
|
{
|
|
return premier_indice(t, n, v + 1) - premier_indice(t, n, v);
|
|
}
|
|
|
|
/* F7 : nombre de paires de transactions de montants opposés (a + b = 0).
|
|
* t doit être trié par montant (F1). On compte, pour chaque transaction, les
|
|
* transactions de montant opposé : chaque paire est vue deux fois, et chaque
|
|
* montant nul se compte lui-même une fois en trop. */
|
|
long nb_paires_opposees(const Transaction *t, int n)
|
|
{
|
|
long nb = 0;
|
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
|
nb += effectif(t, n, -t[i].montant);
|
|
return (nb - effectif(t, n, 0)) / 2;
|
|
}
|
|
|
|
/* F8 : nombre de façons de rendre une somme avec les pièces disponibles */
|
|
static const int PIECES[] = {1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200};
|
|
#define NB_PIECES 8
|
|
|
|
/* Programmation dynamique : après avoir traité les p premières pièces,
|
|
* facons[s] est le nombre de façons de rendre s avec ces pièces. */
|
|
long nb_facons_rendre(int somme, int nb_pieces)
|
|
{
|
|
long *facons = calloc(somme + 1, sizeof(long));
|
|
facons[0] = 1;
|
|
for (int p = 0; p < nb_pieces; p++)
|
|
for (int s = PIECES[p]; s <= somme; s++)
|
|
facons[s] += facons[s - PIECES[p]];
|
|
long resultat = facons[somme];
|
|
free(facons);
|
|
return resultat;
|
|
}
|
|
|
|
/* F9 : catégorie d'une transaction (pour les statistiques), découpée par
|
|
* sens de l'opération pour que chaque fonction reste simple (M <= 5). */
|
|
int est_week_end(int jour)
|
|
{
|
|
return jour % 7 >= 5; /* jours 5 et 6 de la semaine (jour >= 0) */
|
|
}
|
|
|
|
int categorie_debit(const Transaction *t) /* montant < 0 */
|
|
{
|
|
if (t->montant < -20000)
|
|
return est_week_end(t->jour) ? 1 : 2;
|
|
if (t->montant < -5000)
|
|
return 3;
|
|
return t->client % 10 == 0 ? 4 : 5;
|
|
}
|
|
|
|
int categorie_gros_credit(const Transaction *t) /* montant > 30000 */
|
|
{
|
|
return t->client % 10 == 0 && !est_week_end(t->jour) ? 6 : 7;
|
|
}
|
|
|
|
int categorie_credit(const Transaction *t) /* montant > 0 */
|
|
{
|
|
if (t->montant > 30000)
|
|
return categorie_gros_credit(t);
|
|
if (t->montant > 10000)
|
|
return 8;
|
|
if (t->montant > 1000)
|
|
return t->jour % 30 == 0 ? 9 : 10;
|
|
return 11;
|
|
}
|
|
|
|
int categorie(const Transaction *t)
|
|
{
|
|
if (t->montant < 0)
|
|
return categorie_debit(t);
|
|
if (t->montant == 0)
|
|
return 0;
|
|
return categorie_credit(t);
|
|
}
|
|
|
|
/* F10 : ajoute une ligne à la fin du rapport. On passe la position du '\0'
|
|
* final et on renvoie la nouvelle : plus besoin de recalculer la longueur. */
|
|
char *ajouter_ligne(char *fin, const char *ligne)
|
|
{
|
|
while (*ligne != '\0')
|
|
*fin++ = *ligne++;
|
|
*fin = '\0';
|
|
return fin;
|
|
}
|
|
|
|
/* ------------------------------------------------------------------ */
|
|
/* Programme principal (à adapter si vous changez les signatures) */
|
|
/* ------------------------------------------------------------------ */
|
|
|
|
unsigned long empreinte(const char *s)
|
|
{
|
|
unsigned long h = 1469598103934665603UL;
|
|
for (int i = 0; s[i] != '\0'; i++) {
|
|
h ^= (unsigned char)s[i];
|
|
h *= 1099511628211UL;
|
|
}
|
|
return h;
|
|
}
|
|
|
|
/* Tous les indicateurs calculés, pour le rapport et l'affichage */
|
|
typedef struct {
|
|
long somme_requetes;
|
|
int nb_clients;
|
|
long totaux_clients[NB_CLIENTS];
|
|
long totaux_jours[NB_JOURS];
|
|
int debut, fin;
|
|
long meilleure;
|
|
int categories[12];
|
|
long nb_paires;
|
|
long nb_facons;
|
|
} Resultats;
|
|
|
|
/* Recherches par id, dans l'ordre d'origine des transactions (F6) */
|
|
long sommer_requetes(const Transaction *t, int n)
|
|
{
|
|
int *position = indexer_par_id(t, n);
|
|
long somme = 0;
|
|
unsigned long etat = 12345;
|
|
for (int q = 0; q < NB_REQUETES; q++) {
|
|
etat = etat * 1103515245UL + 12345UL;
|
|
/* tout id de 0 à n-1 existe : le résultat n'est jamais NULL */
|
|
somme += rechercher_par_id(t, position, (int)((etat >> 8) % n))->montant;
|
|
}
|
|
free(position);
|
|
return somme;
|
|
}
|
|
|
|
void compter_categories(const Transaction *t, int n, int *categories)
|
|
{
|
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
|
categories[categorie(&t[i])]++;
|
|
}
|
|
|
|
/* Calcule tous les indicateurs. À la fin, t est trié par montant (F1). */
|
|
void analyser(Transaction *t, int n, Resultats *r)
|
|
{
|
|
r->somme_requetes = sommer_requetes(t, n); /* avant le tri : ordre d'origine */
|
|
r->nb_clients = nb_clients_distincts(t, n);
|
|
total_par_client(t, n, r->totaux_clients);
|
|
total_par_jour(t, n, r->totaux_jours);
|
|
r->meilleure = meilleure_periode(r->totaux_jours, NB_JOURS, &r->debut, &r->fin);
|
|
compter_categories(t, n, r->categories);
|
|
trier_par_montant(t, n);
|
|
r->nb_paires = nb_paires_opposees(t, n); /* a besoin du tri */
|
|
r->nb_facons = nb_facons_rendre(MONTANT_MONNAIE, NB_PIECES);
|
|
}
|
|
|
|
/* Formate une ligne comme printf et l'ajoute à la fin du rapport (F10) */
|
|
char *ajouter_formatee(char *fin, const char *format, ...)
|
|
{
|
|
char ligne[128];
|
|
va_list arguments;
|
|
va_start(arguments, format);
|
|
vsnprintf(ligne, sizeof(ligne), format, arguments);
|
|
va_end(arguments);
|
|
return ajouter_ligne(fin, ligne);
|
|
}
|
|
|
|
char *construire_rapport(const Resultats *r, const Transaction *t)
|
|
{
|
|
char *rapport = malloc(1 << 20);
|
|
char *fin = rapport; /* position du '\0' final du rapport */
|
|
*fin = '\0';
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "clients distincts;%d\n", r->nb_clients);
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "somme des requetes;%ld\n", r->somme_requetes);
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "meilleure periode;%d;%d;%ld\n", r->debut, r->fin, r->meilleure);
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "paires opposees;%ld\n", r->nb_paires);
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "facons de rendre %d;%ld\n", MONTANT_MONNAIE, r->nb_facons);
|
|
for (int c = 0; c < 12; c++)
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "categorie;%d;%d\n", c, r->categories[c]);
|
|
for (int c = 0; c < NB_CLIENTS; c++)
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "client;%d;%ld\n", c, r->totaux_clients[c]);
|
|
for (int j = 0; j < NB_JOURS; j++)
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "jour;%d;%ld\n", j, r->totaux_jours[j]);
|
|
for (int i = 0; i < NB_TRANSACTIONS; i += 10)
|
|
fin = ajouter_formatee(fin, "rang;%d;%d;%ld\n", i, t[i].id, t[i].montant);
|
|
return rapport;
|
|
}
|
|
|
|
void ecrire_fichier(const char *nom, const char *texte)
|
|
{
|
|
FILE *f = fopen(nom, "w");
|
|
if (f != NULL) {
|
|
fputs(texte, f);
|
|
fclose(f);
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
void afficher(const Resultats *r, const char *rapport)
|
|
{
|
|
printf("Clients distincts : %d\n", r->nb_clients);
|
|
printf("Somme des requêtes : %ld\n", r->somme_requetes);
|
|
printf("Meilleure période : jours %d à %d (%ld)\n", r->debut, r->fin, r->meilleure);
|
|
printf("Paires opposées : %ld\n", r->nb_paires);
|
|
printf("Façons de rendre %d : %ld\n", MONTANT_MONNAIE, r->nb_facons);
|
|
printf("Empreinte : %016lx\n", empreinte(rapport));
|
|
}
|
|
|
|
int main(void)
|
|
{
|
|
Transaction *t = generer_transactions(NB_TRANSACTIONS);
|
|
Resultats r = {0};
|
|
analyser(t, NB_TRANSACTIONS, &r);
|
|
char *rapport = construire_rapport(&r, t);
|
|
ecrire_fichier("rapport.txt", rapport);
|
|
afficher(&r, rapport);
|
|
free(rapport);
|
|
free(t);
|
|
return 0;
|
|
}
|