Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями

Версия 14:15, 25 декабря 2021

Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит Коноводов В.А.

В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием и отладкой кода, и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17: 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 2021(pdf)

Занятия в 2021 г

• Занятия в осеннем семестре 2021 г. завершены.
• Экзамен состоится 12 января 2022 г. в 9:00.
• Студентам групп, отличных от 518/2 и 421, для сдачи экзамена необходимо при себе иметь ведомость.
• Таблица результатов здесь

Содержание курса

Занятие 1. Вводный тест. Вывод типов шаблонов и auto.

Занятие 2. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.

• Лекции 1-2
• Задачи (больше не принимаются)

Занятие 3. Структурное связывание. Особенности lambda-функций.

• Лекция 3

Занятие 4. Неупорядоченный контейнеры и std::hash. Методы вызова функций и связывания аргументов. Move-семантика.

• Лекция 4
• Задачи (больше не принимаются)

Занятие 5. Типы ссылок. std::move и std::forward. Универсальные ссылки. Свёртывание ссылок.

• Лекция 5
• Заметка про happy path: link

Занятие 6. Проблемы универсальных ссылок. Автоматическая генерация перемещающих операций. Операторы new и delete, перегрузка. Умные указатели.

• Лекция 6

Занятие 7. Указатели unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr.

• Лекция 7
• Задача (больше не принимается)

Занятие 8. [дистанционно] Владение памятью. Идиома CRTP.

• Лекция 8
• Запись лекции
• Задача и код к ней. (больше не принимается)

Занятие 9. Идиома PImpl. Паттерны проектирования. Bridge, Command.

• Лекция 9

Занятие 10. Паттерны Singleton, Strategy, Decorator, Observer. Создание объектов с помощью фабрик.

• Лекция 10
• Задача (больше не принимается)
• Пример фабрики из ClickHouse: link

Занятие 11. Переопределение аллокаторов. Паттерн Visitor и двойная диспетчеризация. Идиома TypeErasure.

• Лекция 11

Занятие 12. SFINAE. Элементы метапрограммирования. Обработка ошибок и исключения.

• Лекция 12
• Про template disambiguator: link
• Задачи (больше не принимаются)

Занятие 13. ValueOrException. Неопределенное поведение. Тестирование кода.

• Лекция 13

Занятие 14. Google C++ Testing Framework. Отладка кода. Оптимизация программ на C++.

• Лекция 14
• Задача (больше не принимаются)

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.

Дополнительная

• 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.