Проектирование больших систем на С++

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск

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

Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50. Баллы, полученные за выполнение необязательных домашних задач и тестов на занятиях, суммируются с баллами, полученными за экзамен.

  • 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

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.

Занятие 3. Структурное связывание. Особенности lambda-функций.

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

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

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

Занятие 7. Указатели unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr.

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

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

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

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

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

Занятие 13. ValueOrException. Неопределенное поведение. Тестирование кода.

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

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.
Источник — «https://mk.cs.msu.ru/index.php?title=Проектирование_больших_систем_на_С%2B%2B&oldid=8832»