cereal

Библиотека cereal для C++ — это гибкая и эффективная библиотека для сериализации, которая поддерживает множество форматов, включая бинарные, XML и JSON. Она может быть использована в различных областях, где требуется сохранение и восстановление состояния объектов.

В этом примере мы создаем структуру MyData и сохраняем ее состояние в файле с помощью cereal::BinaryOutputArchive. Затем мы восстанавливаем структуру из этого файла с помощью cereal::BinaryInputArchive. В конце мы выводим значения полей m2, чтобы убедиться, что состояние было правильно восстановлено.

Boost.Serialization

Boost.Serialization — это часть обширной библиотеки Boost и предоставляет мощные возможности для сериализации и десериализации объектов. Она поддерживает большинство типов данных C++, включая пользовательские типы, и может сериализовать данные в различные форматы, включая двоичный, текстовый и XML.

Boost.Serialization может использоваться для сохранения состояния программы, передачи данных между процессами и постоянного хранения данных.

В этом примере мы создаем объект MyClass с именем obj1 и сохраняем его состояние в файле с помощью boost::archive::text_oarchive. Затем мы восстанавливаем объект obj2 из этого файла с помощью boost::archive::text_iarchive. В конце мы выводим значения полей obj2, чтобы убедиться, что состояние было правильно восстановлено.

#вопросы_с_собеседований
Что такое cache miss и как это выявить?

Cache miss — это событие, когда система или приложение делает запрос на получение данных из кэша, но эти данные в данный момент отсутствуют в кэш-памяти. В результате системе или приложению приходится делать вторую попытку найти данные, на этот раз в более медленной основной базе данных.

Чтобы выявить cache miss в C++, вы можете использовать инструменты профилирования, которые могут анализировать события, связанные с кэшем. Некоторые из таких инструментов включают:

Cachegrind: инструмент для профилирования кэша, который является частью набора инструментов Valgrind. Cachegrind может анализировать поведение кэша вашего приложения и предоставлять информацию о cache miss и других событиях, связанных с кэшем.
Perf: инструмент для профилирования производительности в Linux, который может использовать аппаратные счетчики процессора для анализа событий, связанных с кэшем.
OProfile: еще один инструмент для профилирования производительности в Linux, который также может использовать аппаратные счетчики процессора для анализа событий, связанных с кэшем.

std::atomic

std::atomic является частью библиотеки <atomic>, которая была введена в C++11 для поддержки операций с атомарностью. Атомарные операции гарантируют, что операции будут выполнены как единое, неделимое действие, что особенно важно в многопоточном программировании, чтобы избежать состояний гонки.

std::atomic может быть использован в любом месте, где требуется безопасность потоков, например, при обновлении глобальных или общих переменных в многопоточной среде.

В этом примере у нас есть глобальная переменная counter, которую мы хотим инкрементировать в двух разных потоках. Без использования std::atomic мы могли бы столкнуться с состоянием гонки (race condition), когда оба потока пытаются обновить counter одновременно. Однако, поскольку мы используем std::atomic<int>, каждое обновление counter является атомарной операцией, и состояние гонки не происходит.

Ключевое слово friend

friend в C++ используется для предоставления доступа к закрытым (private) и защищенным (protected) членам класса другим классам или функциям. Это позволяет создавать более гибкие и тесные взаимодействия между классами или функциями, не нарушая инкапсуляцию.

friend может применяться к функциям или классам. Если функция объявлена как friend класса, она получает доступ ко всем закрытым и защищенным членам этого класса. Если класс объявлен как friend другого класса, все его методы получают доступ к закрытым и защищенным членам другого класса.

В этом примере чтобы предоставить функции printVolume доступ к закрытым членам класса Box, мы объявляем ее дружественной функцией с помощью ключевого слова friend. Теперь функция printVolume может обращаться к закрытым членам класса Box и вычислять объем коробки.

std::runtime_error

std::runtime_error является классом исключений в стандартной библиотеке C++, который наследуется от класса std::exception. Этот класс предназначен для представления ошибок, которые обнаруживаются во время выполнения программы.

std::runtime_error обычно используется для создания пользовательских исключений, которые могут возникнуть из-за ошибок во время выполнения, таких как некорректные аргументы функции, неправильная работа с памятью или другие ошибки, которые нельзя обнаружить на этапе компиляции.

В данном случае, переменная b равна нулю, поэтому при вызове функции divide будет выброшено исключение. В блоке catch мы перехватываем исключение и выводим сообщение об ошибке.

#вопросы_с_собеседований
Как запретить наследовать класс?

Чтобы запретить наследование класса в C++, вы можете объявить класс как final.

Ключевое слово final указывает компилятору, что класс не может быть использован в качестве базового класса для других классов. Если попытаться наследовать от класса, объявленного как final, компилятор выдаст ошибку.

class Base final {
    // ...
};

class Derived : public Base {
    // ...
};
// Ошибка компиляции: класс Base объявлен как final

Pure virtual function

Pure virtual function (чисто виртуальная функция) — это виртуальная функция, для которой мы можем иметь реализацию, но мы должны переопределить эту функцию в производном классе, иначе производный класс также станет абстрактным классом.
Чисто виртуальная функция объявляется путем присваивания в объявлении.

В этом примере у нас есть абстрактный базовый класс Shape, который содержит чисто виртуальную функцию draw(). Мы не можем создать объект класса Shape, так как он является абстрактным классом.
Затем мы создаем два производных класса Circle и Rectangle, которые переопределяют функцию draw().
В функции main() мы создаем объекты circle и rectangle, а также указатель на базовый класс Shape. Мы устанавливаем указатель на объекты circle и rectangle и вызываем функцию draw() для каждого из них.

Ленивые вычисления в С++

lazy evaluation — это стратегия вычислений, при которой вычисления откладываются до тех пор, пока результат не станет действительно необходимым. Это позволяет оптимизировать производительность и ресурсоемкость программы, избегая ненужных вычислений.

Ленивые вычисления могут быть реализованы с использованием различных подходов, таких как отложенное вычисление (deferred evaluation), вычисление по требованию (on-demand evaluation) и мемоизация (memoization).

В этом примере вычисления выполняются только при первом обращении к числу Фибоначчи с определенным индексом, после чего результат сохраняется в контейнере memo для последующего использования. Это позволяет избежать повторных вычислений и оптимизировать производительность программы.

#вопросы_с_собеседований
Как работает RTTI?

RTTI расшифровывается как "Run-Time Type Information" и является функцией в C++, которая предоставляет информацию о типе объекта во время выполнения. Она позволяет вам динамически запрашивать и манипулировать информацией о типе объекта.

В C++ информация о типе объектов обычно представлена механизмом, называемым классом type_info. Класс type_info является частью стандартной библиотеки C++ и определяется в заголовке <typeinfo>.

Чтобы использовать RTTI в C++, необходимо включить функцию RTTI, указав флаг компилятора -frtti или включив его в настройках проекта.

RTTI особенно полезен, когда у вас есть указатель на базовый класс или ссылка на объект производного класса. RTTI обеспечивает безопасную передачу указателя базового класса в производный класс и выполнение определенных операций. Для этого используется оператор dynamic_cast, который выполняет динамическое приведение и возвращает указатель или ссылку целевого типа, если приведение корректно, или нулевой указатель, или выбрасывает исключение, если приведение не удалось.

#вопросы_с_собеседований
Что такое copy elision и когда становится возможным? Какие особенности для разных стандартов?

copy elision - это техника оптимизации компилятора в C++, которая позволяет устранить ненужные операции копирования или перемещения при возврате объектов из функций или инициализации объектов. Это позволяет компилятору оптимизировать создание и уничтожение временных объектов, в результате чего код становится более эффективным.

copy elision становится возможной в сценариях, определенных стандартом C++. Соответствующее положение стандарта называется правилом "as-if", которое позволяет компилятору оптимизировать программу до тех пор, пока она производит такое же наблюдаемое поведение, как и исходный код.

- C++98/03: copy elision не является обязательной, но разрешена в качестве оптимизации. RVO* и NRVO* - обычные оптимизации, выполняемые компиляторами. *(Return Value Optimization, Named Return Value Optimization)
- C++11: Правила copy elision были пересмотрены. RVO и NRVO стали обязательными в некоторых случаях. copy elision также может происходить при выбросе исключений.
- C++17: Правила исключения копирования были еще более смягчены. Именованные переменные могут быть созданы или присвоены без необходимости выполнения операции перемещения. Эта оптимизация называется "mandatory copy elision".
- C++20: Правила исключения копирования остались такими же, как и в C++17.

Важно отметить, что хотя копирование является широко поддерживаемой оптимизацией, оно все еще зависит от реализации компилятором. Компиляторы могут иметь различное поведение или ограничения в отношении copy elision. Поэтому её использование для оптимизации поведения или производительности может быть непереносимым в различных компиляторах или версиях.

Алгоритм partial_sort

Используется для сортировки не всего диапазона, а только его части.

Он переставляет элементы в диапазоне [first, last) таким образом, что элементы до середины сортируются в порядке возрастания, тогда как элементы после середины остаются без какого-либо определенного порядка.

Алгоритм move_backward

Перемещает элементы одного итератора в другой.

Перемещение начинается с последнего элементом в указанном диапазоне и завершается первым элементом в этом диапазоне.

Алгоритм fill_n

Алгоритм используется для заполнения некоторых значений по умолчанию в контейнере.

Он принимает начало итератора и количество позиций n в качестве аргументов и заполняет первую позицию n , начиная с позиции, указанной параметром begin , заданным значением.

Синтаксис:
void fill_n (начало итератора, int n, значение типа);

std::reference_wrapper

std::reference_wrapper — это класс в C++, предоставляемый стандартной библиотекой, который оборачивает ссылку на объект. Этот класс полезен, когда вам нужно передать или хранить ссылку на объект, но вы хотите избежать неявного копирования объекта.

Основное назначение std::reference_wrapper заключается в том, чтобы позволить передавать ссылки как аргументы функций, которые обычно ожидают копии объектов. Это особенно полезно, например, при использовании алгоритмов из стандартной библиотеки, которые могут копировать элементы контейнера, если не явно указано иначе.

#для_начинающих

insert_or_assign

insert_or_assign является методом контейнера std::map и std::unordered_map (и их многих других вариантов), который был добавлен в стандарт C++17. Этот метод вставляет новый элемент или обновляет существующий элемент с указанным ключом.

#для_начинающих

std::make_pair

std::make_pair — это шаблонная функция в стандартной библиотеке C++, предназначенная для создания объекта std::pair. std::pair — это структура, предназначенная для хранения пары значений (двух элементов) различных типов данных.

Пример на картинке создает пару значений (a и b) с использованием std::make_pair и выводит их на экран. Функция make_pair автоматически определяет типы элементов и возвращает объект std::pair с этими значениями.

#для_начинающих

Рекурсивный мьютекс

Рекурсивный мьютекс (recursive mutex) — это специальный тип мьютекса, который позволяет одному и тому же потоку многократно захватывать мьютекс, не приводя к блокировке. Это полезно в ситуациях, когда один и тот же поток может вызывать функции, которые используют мьютекс, несколько раз вложено, и без рекурсивных мьютексов это могло бы привести к блокировке потока.

В C++ стандартная библиотека предоставляет класс std::recursive_mutex для работы с рекурсивными мьютексами. Код с примера создает два потока, каждый из которых вызывает функцию foo, которая захватывает рекурсивный мьютекс несколько раз. Благодаря рекурсивному мьютексу, это не вызывает блокировки, и программа корректно работает.

Обратите внимание, что необходимо быть осторожным при использовании рекурсивных мьютексов, чтобы избежать возможных проблем с блокировкой и дедлоками.

#для_продвинутых

Минимальный и максимальный элементы

Функции std::min_element и std::max_element возвращают минимальный и максимальный элементы соответственно из диапазона. В качестве коллекции элементов может выступать контейнер или массив. Диапазон элементов задается начальным и конечным итераторами контейнера/массива.

Здесь находим мин и макс элементы вектора numbers. В обоих случаях в качестве диапазона выступает весь контейнер — от итератора begin(numbers) до итератора end(numbers). Результатом каждой функции также является итератор. Потому для получения значения (максимального/минимального значения) применяем операцию разыменования: *std::min_element(...).

Так как диапазон поиска значений может быть только частью контейнера, ограниченной итераторами, то мы можем найти макс/мин значения на каком-то определенном диапазоне:

std::cout << "Min: " << *std::min_element(begin(numbers), end(numbers)) << std::endl;
std::cout << "Max: " << *std::max_element(begin(numbers), end(numbers)) << std::endl;

#для_продвинутых