Senior C++ Developer

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.

#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

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.

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::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.

#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.

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.

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.

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.

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.

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.

#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.

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.

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.

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.

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.

#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.

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.

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.

Передача адреса переменной в функцию в Си.

https://youtu.be/OXhrYl9no2A