Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями
Материал из Кафедра математической кибернетики
ZhukovVV (обсуждение | вклад) |
|||
| (не показаны 395 промежуточные версии 4 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | + | [[Категория:Спецкурсы кафедры МК]] | |
| − | + | [[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | |
| + | [[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] | ||
| − | Занятия в | + | Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00) '''ДИСТАНЦИОННО''', ссылка на видеоконференцию публикуется в [https://t.me/+OlbcW8JHJMdjOGZi чате в Telegram] |
| − | В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с | + | Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|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++. | 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. | На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных. | ||
| − | + | [[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]] | |
| − | == | + | == Занятия в 2025 г. == |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | = | + | * [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1qxbn-J2YLaPhsL-msDzq8Od13aR1j1lp_JGvFNtwnmk/edit?usp=sharing Таблица результатов] |
| − | + | * [https://t.me/+OlbcW8JHJMdjOGZi Чат в Telegram] | |
| − | * | + | * Первое занятие состоится 2 сентября в 18:00 в ауд. 504. |
| + | * Следующие задания проводятся дистанционно. | ||
| + | * 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 | ||
| − | + | [[Media: Pbs_exam_example_2024.pdf|Пример экзаменационного варианта (pdf)]] | |
| − | * [[ | + | == Содержание курса == |
| − | * [ | + | '''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://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide] | ||
| + | * Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на [https://aovst.cs.msu.ru/ сайте практикума 318 группы] | ||
| + | * TODO на 2026 год: добавить в слайды контент на 20 минут. Можно, например, про STL напомнить. | ||
| − | '''Занятие | + | '''Занятие 2.''' Категории выражений в C++. Вывод типов параметров шаблонов и auto. Некоторые особенности C++11 (универсальная инициализация, константные выражения, шаблоны с переменным числом аргументов и др.). |
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/7-DPnwcUrkONYA Лекция 2] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/L19s661Y8JrTyA Задание 1] (результаты см. в таблице успеваемости в отдельной вкладке) | ||
| − | + | '''Занятие 3.''' Функциональное программирование в C++. Хеш-таблицы. Новые возможности C++17 (инициализация в условных выражениях, std::optional, std::string_view). | |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/i3EFnpjuyybS6w Лекция 3] |
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/_p8FUMICX1XnwQ Запись лекции] | ||
| − | '''Занятие 4.''' | + | '''Занятие 4.''' Семантика перемещения в C++. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/fC2fUMpHDZ6IOA Лекция 4] |
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/hflbAyVsoTVwBA Запись лекции] | ||
| + | * TODO на 2026 год: устранить повторения информации в лекциях 2-4. Скукота получается, если одно и то же повторяется. Как будто лекции Машечкина какие-то. | ||
| − | '''Занятие 5.''' | + | '''Занятие 5.''' Операторы new и delete. Умные указатели. Управление владением памяти. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/VIoQHePuAQd7ow Лекция 5] |
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/eFyL3Xl08USEAg Запись лекции] | ||
| − | '''Занятие 6.''' | + | '''Занятие 6.''' Идиомы в C++. Идиома CRTP. Шаблон std::enable_shared_from_this. Умный указатель boost::intrusive_ptr. Идиома PImpl. Идиома Type Erasure. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/AVYcaBknBY2qMA Лекция 6] |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/RGy1wEp6qVfICg Запись лекции] |
| + | * TODO на 2026 год: добавить хрона на 20 минут | ||
| − | '''Занятие 7.''' | + | '''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/EUs0mYjw8IVKeg Лекция 7 (deprecated)] |
| − | * [ | + | * [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2025 Репозиторий, где пишем код на занятиях] |
| − | '''Занятие 8.''' Паттерны проектирования | + | '''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/5-9XGr4aQR9C2w Лекция 8 (deprecated)] |
| − | '''Занятие 9.''' | + | '''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/6Ggf49W6ABX9Ag Лекция 9 (deprecated)] |
| − | + | ||
| − | '''Занятие 10.''' | + | '''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/A0z1X7NJZLPNFQ Лекция 10 (deprecated)] |
| − | '''Занятие 11.''' | + | '''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/VX2GqMOB9t76wA Лекция 11 (deprecated)] |
| + | * [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest] | ||
| − | '''Занятие 12.''' | + | '''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки. |
| − | + | * [https://disk.yandex.ru/i/gzYOfpC0JfJPJw Лекция 12 (deprecated)] | |
| − | * [https:// | + | |
| − | '''Занятие 13.''' | + | '''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/A39zehIlyOn3qg Лекция 13 (deprecated)] |
| − | + | '''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library. | |
| − | [ | + | * [https://disk.yandex.ru/d/8efRlJsZ9ZFA2g Презентации докладов (deprecated)] |
== Литература == | == Литература == | ||
| + | ===Основная=== | ||
* С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | * 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. | * Anthony Williams. C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading. | ||
* А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | * А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | ||
| Строка 82: | Строка 104: | ||
* 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++. | ||
| − | * | + | * Вандевурд Д., Джосаттис Н. Шаблоны C++. Справочник разработчика. |
| − | * | + | * Курс [https://academy.yandex.ru/handbook/cpp Основы C++] от Академии Яндекса. |
| − | + | * [http://google.github.io/googletest/ Документация] по Google Test. | |
| − | + | * [https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview?hl=en Документация] protobuf. | |
| − | [[ | + | * [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]. |
Текущая версия на 21:10, 7 октября 2025
Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00) ДИСТАНЦИОННО, ссылка на видеоконференцию публикуется в чате в Telegram
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.
Содержание
[убрать]Занятия в 2025 г.
- Таблица результатов
- Чат в Telegram
- Первое занятие состоится 2 сентября в 18:00 в ауд. 504.
- Следующие задания проводятся дистанционно.
- 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.
- Лекция 1
- Yandex C++ Style Guide.
- Google C++ Style Guide
- Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на сайте практикума 318 группы
- TODO на 2026 год: добавить в слайды контент на 20 минут. Можно, например, про STL напомнить.
Занятие 2. Категории выражений в C++. Вывод типов параметров шаблонов и auto. Некоторые особенности C++11 (универсальная инициализация, константные выражения, шаблоны с переменным числом аргументов и др.).
Занятие 3. Функциональное программирование в C++. Хеш-таблицы. Новые возможности C++17 (инициализация в условных выражениях, std::optional, std::string_view).
Занятие 4. Семантика перемещения в C++.
- Лекция 4
- Запись лекции
- TODO на 2026 год: устранить повторения информации в лекциях 2-4. Скукота получается, если одно и то же повторяется. Как будто лекции Машечкина какие-то.
Занятие 5. Операторы new и delete. Умные указатели. Управление владением памяти.
Занятие 6. Идиомы в C++. Идиома CRTP. Шаблон std::enable_shared_from_this. Умный указатель boost::intrusive_ptr. Идиома PImpl. Идиома Type Erasure.
- Лекция 6
- Запись лекции
- TODO на 2026 год: добавить хрона на 20 минут
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.
