Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
Строка 33: Строка 33:
  
 
== Содержание курса ==
 
== Содержание курса ==
'''Занятие 1.''' Организационные вопросы. C++ Style Guide. Вводный тест.
+
'''Занятие 1.''' Введение. Организационные вопросы. Вводный тест. Стиль кодирования.
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/RS2x0iZmCY-NDQ Лекция 1]
 
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide]
 
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide]
  
 
'''Занятие 2.''' Некоторые особенности C++11, вывод типа. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.  
 
'''Занятие 2.''' Некоторые особенности C++11, вывод типа. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.  
* [https://disk.yandex.ru/i/YgMRuCOO5XNAnw Лекция 2]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/YgMRuCOO5XNAnw Лекция 2 (deprecated)]
* [https://disk.yandex.ru/i/YQRRH-kfxgs_Kw Дополнительные слайды] (исключения вывода типа для auto, value-категории, информация для теста)
+
* [https://disk.yandex.ru/i/YQRRH-kfxgs_Kw Дополнительные слайды (deprecated)] (исключения вывода типа для auto, value-категории, информация для теста)
 
* Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на [https://aovst.cs.msu.ru/ сайте практикума 318 группы]
 
* Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на [https://aovst.cs.msu.ru/ сайте практикума 318 группы]
  
 
'''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17.
 
'''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17.
* [https://disk.yandex.ru/i/s_xbIq4nUrZ4PA Лекция 3]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/s_xbIq4nUrZ4PA Лекция 3 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
 
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
* [https://disk.yandex.ru/i/kzEnu6IkyBDFyg Лекция 4]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/kzEnu6IkyBDFyg Лекция 4 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
 
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
* [https://disk.yandex.ru/i/h-uQEspqzaqR-g Лекция 5]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/h-uQEspqzaqR-g Лекция 5 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
 
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
* [https://disk.yandex.ru/i/1Nl2sBwn6ZTNxw Лекция 6]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/1Nl2sBwn6ZTNxw Лекция 6 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
 
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
* [https://disk.yandex.ru/i/EUs0mYjw8IVKeg Лекция 7]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/EUs0mYjw8IVKeg Лекция 7 (deprecated)]
 
* [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2025 Репозиторий, где пишем код на занятиях]
 
* [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2025 Репозиторий, где пишем код на занятиях]
  
 
'''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.  
 
'''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.  
* [https://disk.yandex.ru/i/5-9XGr4aQR9C2w Лекция 8]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/5-9XGr4aQR9C2w Лекция 8 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
 
'''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
* [https://disk.yandex.ru/i/6Ggf49W6ABX9Ag Лекция 9]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/6Ggf49W6ABX9Ag Лекция 9 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
 
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
* [https://disk.yandex.ru/i/A0z1X7NJZLPNFQ Лекция 10]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/A0z1X7NJZLPNFQ Лекция 10 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.  
 
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.  
* [https://disk.yandex.ru/i/VX2GqMOB9t76wA Лекция 11]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/VX2GqMOB9t76wA Лекция 11 (deprecated)]
 
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
 
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
  
 
'''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
 
'''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
* [https://disk.yandex.ru/i/gzYOfpC0JfJPJw Лекция 12]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/gzYOfpC0JfJPJw Лекция 12 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
 
'''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
* [https://disk.yandex.ru/i/A39zehIlyOn3qg Лекция 13]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/A39zehIlyOn3qg Лекция 13 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
 
'''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
* [https://disk.yandex.ru/d/8efRlJsZ9ZFA2g Презентации докладов]
+
* [https://disk.yandex.ru/d/8efRlJsZ9ZFA2g Презентации докладов (deprecated)]
  
 
== Литература ==
 
== Литература ==

Версия 19:33, 4 сентября 2025


Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00).

Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит Владимир Владимирович Жуков.

В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с метапрограммированием, умными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием, отладкой кода и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17/20: 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.

Программа курса (pdf)

Занятия в 2025 г.

  • Таблица результатов
  • Чат в Telegram
  • Первое занятие состоится 2 сентября в 18:00 в ауд. 504.
  • Досрочный экзамен: DD.12.2024 HH:MM (ауд. N1)
  • Основной экзамен: DD.01.2025 HH:MM (ауд. N2)

Экзамен

Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 54.

  • Оценка отлично: не менее 40 баллов
  • Оценка хорошо: не менее 30 и не более 39 баллов
  • Оценка удовлетворительно: не менее 20 и не более 29 баллов

Пример экзаменационного варианта (pdf)

Содержание курса

Занятие 1. Введение. Организационные вопросы. Вводный тест. Стиль кодирования.

Занятие 2. Некоторые особенности C++11, вывод типа. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.

Занятие 3. Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17.

Занятие 4. Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.

Занятие 5. Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.

Занятие 6. Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.

Занятие 7. Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.

Занятие 8. Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.

Занятие 9. Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.

Занятие 10. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.

Занятие 11. Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.

Занятие 12. Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.

Занятие 13. Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.

Занятие 14. Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.

Литература

Основная

  • С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
  • Ф. Пикус, Идиомы и паттерны проектирования в современном C++. ДМК Пресс, 2019 г.
  • CppCoreGuidelines (ред. Б. Страуструп, Г. Саттер) https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines
  • Курт Гантерот: Оптимизация программ на C++. Проверенные методы повышения производительности. М.:Диалектика, 2017 г.

Дополнительная

  • Klaus Iglberger. C++ Software Design: Design Principles and Patterns for High-Quality Software. O'Reilly Media; 1st edition. 2022.
  • Anthony Williams. C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading.
  • 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++.
  • Вандевурд Д., Джосаттис Н. Шаблоны C++. Справочник разработчика.
  • Курс Основы C++ от Академии Яндекса.
  • Документация по Google Test.
  • Документация protobuf.
  • Yandex C++ Style Guide.
  • Google C++ Style Guide.