Проектирование больших систем на С++
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.
Внимание!
Просьба студентам, которые собираются сдавать курс в качестве спецкурса, сообщить об этом в произвольной форме по e-mail vkonovodov@gmail.com, указав ФИО и номер группы.
Экзамен по курсу состоится в пятницу, 5 января, в 9.00 в ауд. 505.
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.
Занятие 12. Обработка ошибок.
Занятие 13. Введение в многопоточность. Примитивы синхронизации.
Занятие 14. Многопоточность. Некоторые особенности C++14 и C++17.
Задачи
Условия задач (список обновляется).
Экзамен
Экзамен по курсу письменный. В работе 15 заданий, на выполнение отводится 90 минут. Максимальная сумма баллов – 30.
- Оценка отлично: не менее 24 баллов
- Оценка хорошо: не менее 18 и не более 23 баллов
- Оценка удовлетворительно: не менее 12 и не более 17 баллов
Примерный вариант экзаменационной работы.
Присланные правильные решения задач из списка раздела "Задачи" дают дополнительные бонусы при сдаче экзамена.
Программа курса
Литература
- С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
- 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++.
- Б. Страуструп, Дизайн и эволюция языка С++.
- D. Abrahams, A. Gurtovoy C++ Template Metaprogramming.
