Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями
DanilovB (обсуждение | вклад) |
(→Содержание курса) |
||
(не показана 21 промежуточная версия 1 участника) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. | + | Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:KonovodovV|Коноводов В.А.]] |
− | + | Занятия проходят по пятницам, с 8:45, в ауд. '''609'''. | |
− | + | В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др. | |
− | + | В задачи курса входят актуализация студентами знаний языка С++ и ознакомление с современными принципами проектирования больших систем с использованием языка C++. | |
+ | На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных. | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | + | == Содержание курса == | |
− | + | '''Занятие 1.''' Вводный тест. Вывод типов шаблонов и auto. Ключевое слово decltype. Инициализация с фигурными скобками. | |
− | + | '''[[Media: Lection_pbscpp_2.pdf|Занятие 2]].''' Ключевые слова override и final. Удаленные функции. Псевдонимы. Перечисления с областью видимости. Объекты и функции constexpr. | |
− | ''' | + | |
+ | '''[[Media: Lection_pbscpp_3.pdf|Занятие 3]].''' Лямбда-выражения, функторы и связыватели. | ||
+ | |||
+ | '''Занятие 4.''' Семантика перемещения, std::move, перемещающие конструкторы и операторы перемещения, типы ссылок. | ||
+ | |||
+ | '''[[Media: Lection_pbscpp_4.pdf|Занятие 5]].''' Универсальные ссылки, прямая передача, свертка ссылок, return value optimization, проблемы перегрузки. | ||
+ | |||
+ | '''[[Media: Lection_pbscpp_6.pdf|Занятие 6]].''' Операторы new, delete и аллокаторы. Умные указатели. std::unique_ptr. | ||
+ | |||
+ | '''[[Media: Lection_pbscpp_7.pdf|Занятие 7]].''' Указатели std::shared_ptr, std::weak_ptr, особенности использования make_shared. | ||
− | ''' | + | '''[[Media: Lection_pbscpp_8.pdf|Занятие 8]].''' Идиомы CRTP, PIMPL. Примеры паттернов проектирования: Bridge, Command. |
− | ''' | + | '''[[Media: Lection_pbscpp_9.pdf|Занятие 9]].''' Паттерны Singleton, Strategy, Decorator, Observer. |
− | ''' | + | '''[[Media: Lection_pbscpp_10.pdf|Занятие 10]].''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерн Visitor. Шаблонное метапрограммирование, std::enable_if, решение проблемы перегрузки и универсальных ссылок. |
− | ''' | + | '''[[Media: Lection_pbscpp_11.pdf|Занятие 11]].''' Метапрограммирование с шаблонами и X-macro. Идиома Type Erasure. |
− | ''' | + | == Задачи == |
+ | '''[[Media: Pbscpp_tasks.pdf|Условия задач]]''' (список обновляется). | ||
− | |||
− | + | == Предварительный план == | |
+ | 1. Обзор основных особенностей C++11: | ||
+ | * выводы типов, auto, decltype, вывод возвращаемого значения | ||
+ | * ranged-based циклы, инициализация с фигурными скобками, override, final, scoped enums, static_assert | ||
+ | * lambda-выражения, функторы, связыватели и адаптеры | ||
+ | 2. Семантика перемещения | ||
+ | * типы ссылок и rvalue | ||
+ | * std::move, std::forward и их применение | ||
+ | 3. Умные указатели | ||
+ | * перегрузка операторов new, delete, аллокаторы. | ||
+ | * необходимость умных указателей и недостатки "голых указателей" | ||
+ | * uniq_ptr и исключительное владение | ||
+ | * shared_ptr и совместное владение, weak_ptr | ||
+ | * идеи intrusive_ptr и других указателей | ||
+ | * самостоятельная реализация shared_ptr | ||
+ | 4. Паттерны проектирования | ||
+ | * идиома PImpl, паттерн Bridge | ||
+ | * паттерн Singleton | ||
+ | * паттерн Fabric Method | ||
+ | * паттерн Visitor и двойная диспетчеризация | ||
+ | * задача с самостоятельной реализацией | ||
− | + | 5. Метапрограммирование | |
+ | * шаблонное программирование | ||
+ | * метапрограммирование с макросами, x_macro | ||
+ | * самостоятельное решение задач | ||
+ | * реализация списка типов и использование в фабриках | ||
− | + | 6. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Задача на класс исключений. | |
− | + | 7. Параллелизм и многопоточность. | |
+ | * Data race и deadlock | ||
+ | * Способы синхронизации: mutex, atomic variable, condition variable, spin lock | ||
− | |||
== Литература == | == Литература == | ||
− | * | + | * С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г. |
+ | * А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | ||
+ | * Э.Гамма, Р.Хелм, Р.Джонсон, Дж. Влиссидес, Приемы объектно-ориентированного проектирования. | ||
* Г. Саттер, А. Александреску, Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация. | * Г. Саттер, А. Александреску, Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация. | ||
* Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание. | * Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание. | ||
* Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++. | * Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++. | ||
* Б. Страуструп, Дизайн и эволюция языка С++. | * Б. Страуструп, Дизайн и эволюция языка С++. | ||
− | * | + | * D. Abrahams, A. Gurtovoy C++ Template Metaprogramming. |
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
− | + | ||
[[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | [[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | ||
[[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] | [[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] |
Версия 14:46, 17 ноября 2017
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит Коноводов В.А.
Занятия проходят по пятницам, с 8:45, в ауд. 609.
В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др.
В задачи курса входят актуализация студентами знаний языка С++ и ознакомление с современными принципами проектирования больших систем с использованием языка C++. На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных.
Содержание курса
Занятие 1. Вводный тест. Вывод типов шаблонов и auto. Ключевое слово decltype. Инициализация с фигурными скобками.
Занятие 2. Ключевые слова override и final. Удаленные функции. Псевдонимы. Перечисления с областью видимости. Объекты и функции constexpr.
Занятие 3. Лямбда-выражения, функторы и связыватели.
Занятие 4. Семантика перемещения, std::move, перемещающие конструкторы и операторы перемещения, типы ссылок.
Занятие 5. Универсальные ссылки, прямая передача, свертка ссылок, return value optimization, проблемы перегрузки.
Занятие 6. Операторы new, delete и аллокаторы. Умные указатели. std::unique_ptr.
Занятие 7. Указатели std::shared_ptr, std::weak_ptr, особенности использования make_shared.
Занятие 8. Идиомы CRTP, PIMPL. Примеры паттернов проектирования: Bridge, Command.
Занятие 9. Паттерны Singleton, Strategy, Decorator, Observer.
Занятие 10. Создание объектов с помощью фабрик. Паттерн Visitor. Шаблонное метапрограммирование, std::enable_if, решение проблемы перегрузки и универсальных ссылок.
Занятие 11. Метапрограммирование с шаблонами и X-macro. Идиома Type Erasure.
Задачи
Условия задач (список обновляется).
Предварительный план
1. Обзор основных особенностей C++11:
- выводы типов, auto, decltype, вывод возвращаемого значения
- ranged-based циклы, инициализация с фигурными скобками, override, final, scoped enums, static_assert
- lambda-выражения, функторы, связыватели и адаптеры
2. Семантика перемещения
- типы ссылок и rvalue
- std::move, std::forward и их применение
3. Умные указатели
- перегрузка операторов new, delete, аллокаторы.
- необходимость умных указателей и недостатки "голых указателей"
- uniq_ptr и исключительное владение
- shared_ptr и совместное владение, weak_ptr
- идеи intrusive_ptr и других указателей
- самостоятельная реализация shared_ptr
4. Паттерны проектирования
- идиома PImpl, паттерн Bridge
- паттерн Singleton
- паттерн Fabric Method
- паттерн Visitor и двойная диспетчеризация
- задача с самостоятельной реализацией
5. Метапрограммирование
- шаблонное программирование
- метапрограммирование с макросами, x_macro
- самостоятельное решение задач
- реализация списка типов и использование в фабриках
6. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Задача на класс исключений.
7. Параллелизм и многопоточность.
- Data race и deadlock
- Способы синхронизации: mutex, atomic variable, condition variable, spin lock
Литература
- С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
- А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
- Э.Гамма, Р.Хелм, Р.Джонсон, Дж. Влиссидес, Приемы объектно-ориентированного проектирования.
- Г. Саттер, А. Александреску, Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация.
- Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание.
- Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++.
- Б. Страуструп, Дизайн и эволюция языка С++.
- D. Abrahams, A. Gurtovoy C++ Template Metaprogramming.