Лучшие инструменты и советы начинающему C++ программисту

Хотите изучать C++? Делимся важными навыками, фреймворками и советами, которые помогут начинающему C++ программисту устроиться на работу.

https://proglib.io/p/cpp-dev-skills

#вопросы_с_собеседований
Какую проблему решает пространство имён?

Пространство имен — это идентификатор, предоставляющий несколько библиотек. Используется для устранения конфликтов имен, когда имя связано с двумя или более библиотеками. Включает внешние объявления библиотеки с уникальными пространствами имен, что исключает возможность конфликта.

#вопросы_с_собеседований
Как следует обрабатывать ошибки во время выполнения в C++?

— Ошибки выполнения в C++ можно обрабатывать с помощью исключений.
— Этот механизм обработки исключений в C++ разработан для обработки ошибок в программном обеспечении, состоящем из независимо разработанных компонентов, работающих в одном процессе и находящихся под синхронным управлением.
— Согласно C++, любая подпрограмма, которая не выполняет своего обещания, генерирует исключение. Вызывающий код, который знает, как обрабатывать эти исключения, может их перехватить.

#вопросы_с_собеседований
Объясните ключевые слова mutable и volatile.

Ключевое слово volatile сообщает компилятору, что переменная может измениться без ведома компилятора. Переменные, объявленные как volatile, не будут кэшироваться компилятором и, таким образом, всегда будут считываться из памяти.

Ключевое слово mutable можно использовать для переменных-членов класса. Изменяемые переменные могут меняться из константных функций-членов класса.

Трюки с логарифмом

Функцию log можно использовать для ряда изящных решений.

Встроенные алгоритмы

Удобно использовать встроенные функции all_of, any_of и none_of для быстрой проверки элементов коллекции на соответствие условию.

Проверка возможности конструирования элемента с набором конкретных параметров

Когда шаблонный класс задан в виде template<class T, typename... Args>, бывает трудно понять, какие аргументы можно использовать. Метод is_constructible из библиотеки type_traits даёт неполный ответ: он показывает, существует ли конструктор под конкретные аргументы. Для более полной картины можно использовать еще один шаблон.

Проверка специализации типа

Иногда встает задача проверить, является ли конкретный тип данных специализацией определенного шаблона. Для этого можно использовать синтаксис шаблонов template.

Передача адреса переменной в функцию в Си.

https://youtu.be/OXhrYl9no2A

std::tie

std::tie — это функция, которая создает кортеж ссылок на lvalue из своих аргументов или экземпляров std::ignore.

Она может использоваться для распаковки кортежей или пары значений в отдельные переменные. Например, если у вас есть функция, которая возвращает std::pair или std::tuple, вы можете использовать std::tie, чтобы присвоить значения этого кортежа отдельным переменным.

В этом примере мы используем std::tie для распаковки результата вызова set_of_s.insert(value) в две переменные: итератор iter и логическую переменную inserted.
Это позволяет нам проверить, было ли значение успешно вставлено в набор.

constinit

constinit — это новый ключевое слово и спецификатор в C++20. Он используется для объявления переменных со статическим или потоковым временем хранения. Если переменная объявлена с constinit, ее инициализирующее объявление должно быть выполнено с constinit.
Если переменная, объявленная с constinit, имеет динамическую инициализацию (даже если она выполняется как статическая инициализация), программа является некорректной.

constinit гарантирует, что переменная инициализируется на этапе компиляции, и что статическая инициализация не может привести к проблемам с порядком инициализации. Однако он не делает переменную неизменяемой и не подразумевает const или constexpr. Однако constexpr подразумевает constinit.
Переменная может быть одновременно const и constinit, но не может быть одновременно constexpr и constinit.

#вопросы_с_собеседований
Можно ли выбрасывать exception из конструктора? Какие поля будут сконструированы, какие поля будут разрушены?

в C++ выбрасывать исключения из конструктора можно. Это обычно делается, когда в процессе инициализации объекта происходит ошибка, и объект не может быть корректно сконструирован.

Если исключение выбрасывается из конструктора, то все поля, которые были успешно сконструированы до момента выброса исключения, будут корректно разрушены. Это гарантируется механизмом исключений в C++.

Важно помнить, что только те поля, которые были успешно сконструированы, будут разрушены. Если исключение выбрасывается в процессе конструирования поля, то это поле не будет разрушено, так как его конструктор не был успешно завершен.

Глубокое копирование

Термин глубокое копирование подразумевает создание нового объекта и копирование всех значений полей исходного объекта в новый объект. Если поле является указателем, то вместо копирования самого указателя создается новый объект, на который указывает исходный указатель, и новый указатель на этот новый объект сохраняется в новом объекте.

Это отличается от поверхностного копирования, при котором копируются только значения полей, включая указатели, но не объекты, на которые они указывают.

В этом примере у нас есть класс Deep, который содержит указатель data. В копирующем конструкторе мы создаем новый объект Deep, копируя значение, на которое указывает data в исходном объекте, а не сам указатель.
В функции main мы создаем объект obj1 и затем создаем obj2, используя копирующий конструктор. Затем мы меняем значение, на которое указывает data в obj2, и это не влияет на obj1, что подтверждает, что было выполнено глубокое копирование.

Заполняем вектор последовательными значениями

С этим нам поможет функция std::iota, которая является частью библиотеки <numeric>. Она используется для заполнения диапазона последовательными значениями, начиная с определенного значения.

В этом примере мы создаем вектор из 10 элементов, заполняем его значениями от 1 до 10 с помощью std::iota и выводим вектор.

Синхронизация между стандартными потоками C++ и C

Функция std::ios::sync_with_stdio используется для установки синхронизации между стандартными потоками C++ и стандартными потоками C.

По умолчанию, эта синхронизация включена, это означает, что потоки C++ и C могут быть использованы вместе, и их буферы будут иметь правильный порядок.
Вызов std::ios::sync_with_stdio(false) может увеличить производительность ввода/вывода, но после этого стандартные потоки C++ и C не должны использоваться вместе.

Этот код используется для быстрого чтения и записи данных, что особенно полезно в соревновательном программировании.

Здесь мы также отвязываем std::cin от std::cout, что дополнительно увеличивает скорость ввода/вывода и используем \n вместо std::endl, т. к. std::endl выполняет отчиску буфера и может замедлить вывод.

Флаг компиляции -fPIC

-fPIC используется для генерации позиционно-независимого кода (Position Independent Code, PIC).
Это означает, что сгенерированный код может быть исполнен независимо от его абсолютного адреса в памяти.

Это особенно полезно при создании динамических библиотек, которые могут быть загружены в произвольное место в памяти во время выполнения.

Результатом применения этого флага будет объектный файл, который содержит позиционно-независимый код. Этот объектный файл затем может быть использован для создания динамической библиотеки, которую можно загрузить и использовать во время выполнения других программ.

#вопросы_с_собеседований
Что такое internal linkage?

internal linkage (внутреннее связывание) означает, что имя (например, переменная или функция) видимо и доступно только в пределах файла (или, точнее, в пределах трансляционной единицы), в котором оно определено. Это означает, что если у вас есть два разных файла с исходным кодом, и в каждом из них определено имя с внутренней связью, то эти два имени считаются разными и не конфликтуют друг с другом.

Внутреннюю связь в C++ можно установить несколькими способами. Например, если вы определите переменную или функцию как static, она будет иметь внутреннюю связь. Также, имена в безымянных пространствах имен (anonymous namespaces) имеют внутреннюю связь.

Template Method

Паттерн Template Method относится к поведенческим шаблонам проектирования и предоставляет скелет алгоритма в базовом классе, позволяя подклассам переопределять некоторые шаги алгоритма без изменения его структуры.

Этот паттерн часто используется в разработке фреймворков, где каждый подкласс реализует неизменные части архитектуры домена, оставляя "заполнители" для опций настройки.

В этом примере AbstractClass определяет шаблонный метод TemplateMethod(), который состоит из вызовов различных операций в определенной последовательности. Некоторые из этих операций делегируются подклассам ConcreteClass1 и ConcreteClass2.

Aggregate initialization

Aggregate initialization — это форма инициализации, которая позволяет инициализировать агрегаты (объекты определенных типов) с использованием фигурных скобок и списка значений. Агрегаты могут быть одним из следующих типов:

- Массивы
- Структуры или классы без пользовательских конструкторов, без закрытых или защищенных нестатических членов данных, без базовых классов и без виртуальных функций.

В этом примере мы создаем структуру Point, которая содержит два целочисленных поля x и y. Затем мы инициализируем объект p1 этой структуры с помощью aggregate initialization, указывая значения для x и y в фигурных скобках. Аналогично, мы инициализируем массив arr с помощью списка значений в фигурных скобках.

Uniform initialization

Uniform initialization — это способ инициализации переменных и объектов, который был введен в стандарте C++11. Он представляет собой универсальный и более предсказуемый способ инициализации, который использует фигурные скобки {} вместо круглых () или присваивания =.

Преимущества uniform initialization включают:
- Предотвращает узкое преобразование (narrowing conversion), которое может привести к потере данных.
- Обеспечивает одинаковый синтаксис для инициализации всех типов данных и структур.
- Позволяет инициализировать объекты, которые ранее не могли быть инициализированы, такие как массивы и структуры.

*Важно отметить, что uniform initialization не всегда работает так, как ожидается, особенно в случае с перегруженными конструкторами. В некоторых случаях, компилятор может выбрать не тот конструктор, который вы ожидали, что может привести к неожиданному поведению.