Senior C++ Developer

Изменяемые лямбда-функции

Применения ключевого слова mutable используется для сохранения состояния в лямбда-функциях. Обычно оператор вызова функции замыкания является константным. Другими словами — лямбда не может модифицировать переменные, захваченные по значению.

Но ключевое слово mutable может быть применено ко всей лямбда-функции, что сделает все её переменные изменяемыми.

Следует заметить, что в отличии от mutable-переменных в объявлении класса, мутабельные лямбда-функции должны использоваться относительно редко и очень аккуратно. Сохранение состояния между вызовами лямбда-функции может быть опасным и контринтуитивным.

Структуры данных tuple

Так же как и структура данных pair, структура данных tuple (кортеж) представляет собой коллекцию значений разных типов фиксированного размера. Пример на картинке.

Иногда вместо структуры данных tuple удобнее использовать std::array. Эта структура данных похожа на простые массивы, используемые в языке C, снабжённые дополнительными возможностями из стандартной библиотеки C++. Эта структура данных появилась в C++ 11.

#вопросы_с_собеседований

Что будет выведено на экран?

Объяснение:
В первом случае на печать выведется 9, потому что функция f принимает параметр t = 5, внутри функции к глобальной переменной a прибавляется 5, теперь a = 9, а f возвращает ссылку на неё и печатается значение a, то есть 9).

Далее неважно, что происходит внутри функции, важно, что возвращаемой ссылке на a присваивается 20, значит a = 20. Переменная t не поменяла своё значение, так как в функцию она передается по значению, а не по ссылке.

Затем опять вызываем f(5), при этом a = 20, a = 20 + 5, на печати увидим число 25.

Теперь присваиваем t значение a (в этот момент a = 25 + 5), значит, t станет равно 30.

И, наконец, последняя печать. Вызываем f(30), a = 30 + 30, и возвращается значение 60.

Получить текущее время и дату в C++

Начиная с C++11, стандартным решением для получения текущего времени и даты в C++ является использование библиотеки chrono.

Мы можем получить текущее время с помощью std::chrono::system_clock::now() от <chrono.h> заголовок и преобразовать его в std::time_t тип (время от эпохи).

Затем преобразовать std::time_t на местное календарное время std::ctime в Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy формате, как показано на картинке.

std::any

Это функция C++17, которая предоставляет безопасный с точки зрения типов контейнер для единичных значений любого типа. Она позволяет хранить и манипулировать значениями разных типов в одном объекте, подобно std::variant. Однако, в отличие от std::variant, который требует явного указания допустимых типов, std::any может хранить значения любого типа.

Класс std::any является частью стандартной библиотеки C++ и определяется в заголовке <any>. std::any предоставляет функции, такие как type(), has_value(), reset(), emplace() и другие, которые позволяют манипулировать и запрашивать хранимое значение.

В этом примере мы создаем объект val, который может хранить значения любого типа. Мы присваиваем val различные значения и извлекаем их с помощью std::any_cast и проверки типа с помощью typeid.

Однако при попытке извлечь значение, используя неправильный тип (в данном случае std::any_cast<int>), возникает исключение std::bad_any_cast, которое можно обработать с помощью try-catch.

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.

Сырые указатели

Сырые указатели — это переменные, которые хранят адрес другой переменной. Они используются во многих ситуациях, включая динамическое выделение памяти, создание связанных структур данных (например, деревьев и связанных списков), и для работы с массивами.

В этом примере p — это сырой указатель на переменную x. Мы можем получить значение x через указатель, используя оператор разыменования *, и мы можем изменить значение x через указатель. Вывод программы показывает, что значение x действительно изменяется через указатель.

Однако использование сырых указателей может быть опасным, поскольку они могут привести к ошибкам, таким как утечки памяти, разыменование нулевого указателя и разыменование висячего указателя. По этой причине в современном C++ рекомендуется использовать умные указатели, такие как std::unique_ptr, std::shared_ptr и std::weak_ptr, которые автоматически управляют жизненным циклом объектов.

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

#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.

KISS (Keep it Simple, Stupid)

Этот принцип программирования подразумевает использование наиболее простых и понятных решений. В С++ этот принцип может быть применен в различных областях, включая проектирование алгоритмов, написание кода и дизайн классов.

При проектировании алгоритмов важно использовать простые и понятные методы, которые легко понимаются другими программистами.

При написании кода важно использовать простые и понятные функции, которые выполняют только одну операцию. Например, вместо написания одной сложной функции, которая выполняет множество операций, можно написать несколько простых функций, которые выполняют каждую операцию отдельно.

При дизайне классов важно использовать простые и понятные методы, которые выполняют только одну операцию. Например, вместо создания одного сложного класса, который выполняет множество операций, можно создать несколько простых классов, каждый из которых выполняет отдельную операцию.

*На изображении представлен класс, удовлетворяющий принципу KISS

Современные возможности C++ и проверенные паттерны: активный объект, внешний полиморфизм и корутины

В этой статье автор показывает, как внешний полиморфизм (реализация полиморфного поведения вне объекта, для которого такое поведение требуется) помогает писать красивые и чистые программы, и рассказывает о некоторых базовых и продвинутых способах реализации.

Смотреть статью

Видеоуроки по созданию игры на C++

Серия видео, в которой автор по шагам рассказывает, как написать свою игру на C++.

Смотреть статью

Узнаем размер файла с помощью C++

В этом примере мы открываем файл example.txt с помощью ifstream, перемещаем указатель на конец файла с помощью функции seekg, а затем получаем текущую позицию (размер файла) с помощью функции tellg. Результат выводится на экран.

Преобразование списка в массив в C++

Простое решение состоит в том, чтобы использовать цикл for на основе диапазона для обхода списка и, один за другим, добавлять каждый элемент в следующий доступный индекс в массиве.

Другой способ преобразование можно найти здесь.