Senior C++ Developer

Алгоритм prev_permutation

Алгоритм переставляет элементы так, чтобы получилась предыдущая в лексикографическом порядке перестановка. Можно применять не только к векторам, но и к строкам (как и многие другие алгоритмы).

Метод возвращает true, если удалось построить предыдущую в лексикографическом порядке перестановку. Если же первоначальная перестановка уже была минимальной в лексикографическом порядке, то метод генерирует максимальную в лексикографическом порядке перестановку и возвращает false.

Что нужно дописать, чтобы при вызове конструктора перемещения член класса действительно "переместился"?

Нужно дописать std::move в списке инициализации перемещающего конструктора:
A(A&& oth) : str(std::move(oth.str)){ }

Но это гарантирует "перемещение" только в том случае, если у этого объекта, в свою очередь, есть перемещающий конструктор (в данном случае, у std::string он есть).

Преобразование вектора в массив

Для этого есть довольно простой трюк, поскольку спецификация теперь гарантирует, что векторы хранят свои элементы последовательно.

#вопросы_с_собеседований
В чем проблема следующего фрагмента?

Из спецификации (C++11 §5.3.5/3):

Если статический тип подлежащего удалению объекта отличается от его динамического типа, статический тип должен быть базовым классом динамического типа подлежащего удалению объекта и иметь виртуальный деструктор или поведение undefined.

#вопросы_с_собоседований
В чем различия между delete и delete[]?

delete предназначен для уничтожения объектов, память под которые выделена при помощи new(). delete[] для объектов выделенных при помощи оператора new[]().

При неправильном использовании оператора delete (например, delete вместо delete[]) результат будет: undefined behavior.

Snake – искусственный интеллект для игры «Змейка»

Цель змеи – постоянно есть пищу и как можно скорее заполнить карту своим телом

Первоначально проект был написан на C++. Теперь он был переписан на Python с удобным графическим интерфейсом для пользователя

https://github.com/chuyangliu/snake

➡️ auto & decltype

• auto-типизированные переменные выводятся компилятором на основе типа их инициализатора.
• Чрезвычайно полезно с точки зрения удобочитаемости, особенно для сложных типов:

// std::vector<int>::const_iterator cit = v.cbegin();
auto cit = v.cbegin(); // альтернатива

// std::shared_ptr<vector<uint32_t>> demo_ptr(new vector<uint32_t>(0);
auto demo_ptr = make_shared<vector<uint32_t>>(0); // альтернатива

• Функции также могут выводить тип возвращаемого значения с помощью auto. В C++11 тип возвращаемого значения должен быть указан либо явно, либо с помощью decltype, например:

template <typename X, typename Y>
auto add(X x, Y y) -> decltype(x + y)
{
    return x + y;
}
add(1, 2);     // == 3
add(1, 2.0);   // == 3.0
add(1.5, 1.5); // == 3.0

• Приведенная выше форма определения возвращаемого типа называется trailing return type, т.е. -> return-type.

➡️ Модули (Modules) в C++

Модули - это система сборки и организации кода, представленная в C++20.

• Они улучшают компиляцию и организацию кода, предоставляя более четкий и эффективный способ управления зависимостями.

• Модули заменяют использование препроцессорных директив #include, улучшая время компиляции и предотвращая проблемы с зависимостями и макросами.

• Модули значительно сокращают время компиляции по сравнению с традиционными заголовочными файлами, так как они компилируются только один раз.

• Модули предотвращают проблемы, связанные с макросами и конфликтами имен, поскольку они предоставляют четкие границы и изолированные области видимости.

• Модули упрощают управление зависимостями и организацию кода, что делает проекты более поддерживаемыми и масштабируемыми.

➡️ Концепты (Concepts) в C++

Концепты - это новая возможность в C++20, которая позволяет задавать ограничения на шаблонные параметры. Это позволяет писать более безопасный и читаемый код, поскольку компилятор проверяет соответствие типов требованиям концептов на этапе компиляции.

• template<typename T> concept Arithmetic = std::is_arithmetic_v<T>; определяет концепт Arithmetic, который ограничивает типы, для которых значение std::is_arithmetic_v<T> истинно (т.е. типы, которые являются арифметическими).

• template<Arithmetic T> T add(const T& a, const T& b) определяет шаблонную функцию add, которая будет компилироваться только для типов, удовлетворяющих концепту Arithmetic.
Использование функции add:

• Примеры с целыми числами и числами с плавающей запятой успешно вызывают функцию add.

• Пример со строками (закомментированный) вызовет ошибку компиляции, так как std::string не является арифметическим типом.

➡️ Диапазоны и итераторы в C++

• В C++ стандартная библиотека шаблонов (STL) предоставляет мощные инструменты для работы с коллекциями данных.

• Диапазоны и итераторы позволяют вам легко и эффективно перебирать элементы контейнеров, таких как векторы, списки и множества.

• Использование диапазонов и итераторов делает код более чистым и читаемым, упрощает операции перебора и модификации элементов контейнеров.

➡️ Делегирование конструкторов

• В старом C++ вам нужно создавать функцию-член для инициализации и вызывать ее из всех конструкторов для достижения универсально инициализации.

• Но начиная с C++11 конструкторы теперь могут вызывать другие конструкторы из того же класса с помощью списка инициализаторов.

➡️ Удаленные и дефолтные функции

struct demo
{
    demo() = default;
};

demo d;

• У вас вполне закономерно может возникнуть вопрос, зачем вам писать 8+ букв (т.е. = default;), когда можно просто использовать {}, т.е. пустой конструктор? Никто вас не останавливает. Но подумай о конструкторе копирования, операторе копирования присваиванием, и т.д.

• Пустой конструктор копирования, например, не то же самое, что конструктор копирования по умолчанию (который будет выполнять почленную копию всех членов).

• Вы можете ограничить определенную операцию или способ инстанцирования объекта, просто удалив соответствующий метод, как показано ниже:

class demo
{
    int m_x;

public:
    demo(int x) : m_x(x){};
    demo(const demo &) = delete;
    demo &operator=(const demo &) = delete;
};

demo obj1{123};
demo obj2 = obj1; // ОШИБКА -- вызов удаленного конструктора копирования
obj2 = obj1;      // ОШИБКА -- оператор = удален

🗣️ В старом С++ вы должны были сделать его приватным. Но теперь в вашем распоряжении есть директива компилятора delete.

➡️ Универсальные ссылки

• В официальной терминологии известные как forwarding references (передаваемые ссылки). Универсальная ссылка объявляется с помощью синтаксиса Т&&, где Т является шаблонным параметром типа, или с помощью auto&&. Они в свою очередь служат фундаментом для двух других крупных фич:

• move-семантика
• И perfect forwarding, возможность передавать аргументы, которые являются либо lvalue, либо rvalue.

Универсальные ссылки позволяют ссылаться на привязку либо к lvalue, либо к rvalue в зависимости от типа. Универсальные ссылки следуют правилам свертывания ссылок:

1. T& & становится T&
2. T& && становится T&
3. T&& & становится T&
4. T&& && становится T&&

➡️ Циклы for по диапазону

• Синтаксический сахар для перебора элементов контейнера.

std::array<int, 5> a {1, 2, 3, 4, 5};
for (int& x : a) x *= 2;
// a == { 2, 4, 6, 8, 10 }


• Обратите внимание на разницу при использовании int в противовес int&:

std::array<int, 5> a {1, 2, 3, 4, 5};
for (int x : a) x *= 2;
// a == { 1, 2, 3, 4, 5 }

➡️ Приведение типов

• Приведение в стиле C изменяет только тип, не затрагивая сами данные. В то время как старый C++ имел небольшой уклон в типобезопасность, он предоставлял фичу указания оператора/функции преобразования типа.
• Но это было неявное преобразование типов. Начиная с C++11, функции преобразования типов теперь можно сделать явными с помощью спецификатора explicit следующим образом:

struct demo
{
    explicit operator bool() const { return true; }
};

demo d;
if (d);                             // OK, вызывает demo::operator bool()
bool b_d = d;                       // ОШИБКА: не может преобразовать 'demo' в 'bool' во время инициализации
bool b_d = static_cast<bool>(d);    // OK, явное преобразование, вы знаете, что делаете

➡️ Использование static_assert для компиляционных проверок

static_assert — это мощный инструмент в C++, который позволяет проверять условия на этапе компиляции.

• Он особенно полезен для проверки инвариантов, размеров типов или других свойств, которые должны быть выполнены перед компиляцией кода.

C++ Learning 👩‍💻

➡️ Использование SFINAE для селективной компиляции функций

SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error) — это одна из самых мощных и менее известных техник в C++, которая позволяет выбирать, какие функции должны быть скомпилированы, на основе доступности определенных типов или выражений.

• SFINAE позволяет автоматически исключать функции из компиляции, если параметры или выражения не соответствуют определенным условиям. Это достигается с помощью специальных инструментов, таких как std::enable_if.

• В примере выше используются std::enable_if_t и std::is_integral_v для выбора функции, которая будет скомпилирована, на основе типа передаваемого аргумента.

• SFINAE делает код более универсальным и позволяет использовать единую функцию для обработки различных типов данных, выбирая правильную реализацию на этапе компиляции.

➡️ Оператор decltype для создания зависимых типов в C++

В C++ оператор decltype позволяет определить тип переменной на основе типа другого выражения. Это особенно полезно в шаблонном программировании для создания зависимых типов, когда точный тип заранее неизвестен.

• Оператор decltype определяет тип sum на основе типа элементов, возвращаемых итератором контейнера. Это позволяет избежать жесткого кодирования типов и делает код более гибким.

• Использование decltype в шаблонных функциях позволяет писать более универсальный код, который корректно работает с различными типами контейнеров.

➡️ Обнаружение утечек памяти с использованием нестандартного оператора new в C++

В C++ утечки памяти могут стать серьезной проблемой, особенно в больших проектах. Один из способов обнаружения утечек памяти — переопределение оператора new, чтобы отслеживать выделение и освобождение памяти.

• Мы переопределяем оператор new, чтобы отслеживать все выделения памяти, сохраняя указатели и размеры выделенных блоков в std::map.

• Переопределение оператора delete позволяет отслеживать освобождение памяти. Когда память освобождается, соответствующая запись удаляется из allocations.

• В конце программы проверяется, остались ли неосвобожденные участки памяти, что позволяет обнаружить утечки.

➡️ Ленивая инициализация статического объекта с использованием std::call_once

В многопоточных приложениях иногда требуется лениво инициализировать ресурсы, гарантируя, что это произойдет только один раз, даже если несколько потоков пытаются сделать это одновременно.

🗣️ Для этого можно использовать std::call_once.