Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями
Материал из Кафедра математической кибернетики
ZhukovVV (обсуждение | вклад) (→Занятия в 2023 г) |
ZhukovVV (обсуждение | вклад) |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | Занятия проводятся по вторникам | + | Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00). |
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|Владимир Владимирович Жуков.]] | 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 | + | 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)]] | [[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]] | ||
| − | == Занятия в | + | == Занятия в 2024 г. == |
| − | * | + | * [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1daYZmqfhzrqL30kgwXsSy0f5zUFXY8yf5jTKFlMicJo/edit?usp=sharing Таблица результатов] |
| − | + | * Первое занятие состоится 3 сентября. | |
| − | * Тест 1: | + | * Тест 1: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 2: | + | * Тест 2: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 3: | + | * Тест 3: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 4: | + | * Тест 4: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 5: | + | * Тест 5: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 6: | + | * Тест 6: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 7: | + | * Тест 7: DD.MM.YYYY |
| − | * Тест 8: | + | * Тест 8: DD.MM.YYYY |
| − | + | * Досрочный экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN) | |
| − | + | * Основной экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN) | |
| − | * Досрочный экзамен: | + | |
| − | * Основной экзамен: | + | |
== Экзамен == | == Экзамен == | ||
| − | Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50 | + | Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50. |
* Оценка '''отлично''': не менее 40 баллов | * Оценка '''отлично''': не менее 40 баллов | ||
| Строка 37: | Строка 36: | ||
== Содержание курса == | == Содержание курса == | ||
'''Занятие 1.''' Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа. | '''Занятие 1.''' Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа. | ||
| − | * | + | * Лекция 1 |
'''Занятие 2.''' Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов. | '''Занятие 2.''' Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов. | ||
| − | * | + | * Лекция 2 |
| − | * | + | * Задание 1 |
'''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций. | '''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций. | ||
| − | * | + | * Лекция 3 |
| − | * | + | * Задание 2 |
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок. | '''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок. | ||
| − | * | + | * Лекция 4 |
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели. | '''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели. | ||
| − | * | + | * Лекция 5 |
| − | * | + | * Задание 3 |
| − | + | ||
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP. | '''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP. | ||
| − | * | + | * Лекция 6 (CRTP) |
| − | + | * Лекция 6 (паттерны) | |
| − | + | * Задание 4 | |
| − | * | + | * Код для задания 4 |
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton. | '''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton. | ||
| − | * | + | * Лекция 7 |
| − | * | + | * 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. | ||
| + | * Лекция 8 | ||
'''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. | ||
| − | * | + | * Лекция 9 |
| − | * | + | * Задание 5 |
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение. | '''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение. | ||
| − | * | + | * Лекция 10 |
| − | + | ||
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework. | '''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework. | ||
| − | * | + | * Лекция 11 |
| + | * Задача 6 | ||
* [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. | ||
| − | * | + | * Лекция 12 |
| − | * | + | * Задача 7 |
'''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. | ||
| − | * | + | * Лекция 13 |
| − | * | + | * Задача 8 и пример входного файла (дедлайн DD.MM.YYYY 09:00) |
* Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов. | * Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов. | ||
'''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. | ||
| + | * Лекция 16 | ||
== Литература == | == Литература == | ||
Версия 04:45, 30 августа 2024
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.
Содержание
Занятия в 2024 г.
- Таблица результатов
- Первое занятие состоится 3 сентября.
- Тест 1: DD.MM.YYYY
- Тест 2: DD.MM.YYYY
- Тест 3: DD.MM.YYYY
- Тест 4: DD.MM.YYYY
- Тест 5: DD.MM.YYYY
- Тест 6: DD.MM.YYYY
- Тест 7: DD.MM.YYYY
- Тест 8: DD.MM.YYYY
- Досрочный экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)
- Основной экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)
Экзамен
Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50.
- 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
Примеры экзаменационных задач: pdf.
Содержание курса
Занятие 1. Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа.
- Лекция 1
Занятие 2. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.
- Лекция 2
- Задание 1
Занятие 3. Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций.
- Лекция 3
- Задание 2
Занятие 4. Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
- Лекция 4
Занятие 5. Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
- Лекция 5
- Задание 3
Занятие 6. Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
- Лекция 6 (CRTP)
- Лекция 6 (паттерны)
- Задание 4
- Код для задания 4
Занятие 7. Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
- Лекция 7
- Репозиторий, где пишем код на занятиях
Занятие 8. Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.
- Лекция 8
Занятие 9. Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
- Лекция 9
- Задание 5
Занятие 10. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
- Лекция 10
Занятие 11. Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.
- Лекция 11
- Задача 6
- Документация по googletest
Занятие 12. Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
- Лекция 12
- Задача 7
Занятие 13. Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
- Лекция 13
- Задача 8 и пример входного файла (дедлайн DD.MM.YYYY 09:00)
- Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов.
Занятие 14. Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
- Лекция 16
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.
