Загрузка Modern CPP Programming - Загрузка исходного кода Modern CPP Programming

Modern CPP Programming

С/С++

v1.8.0

Скачать

Современное программирование на C++

С++03/С++11/С++14/С++17/С++20/С++23/С++26

Этот курс открытого доступа предназначен для тех, кто уже знаком с C и объектно-ориентированным программированием и достигает уровня владения программированием на C++. Курс охватывает основы программирования на C++ и переходит к продвинутой семантике и концепциям C++.

Ключевые особенности :

Бесплатно и часто обновляется
26 лекций, 1800+ слайдов
Включить последние концепции и функции стандарта языка.
Практическое обучение : неподробные, короткие структурированные описания, связанные с кодом.
Минимальные примеры кода для демонстрации только конкретной функции или проблемы, не отвлекаясь от темы.
Дополнительные языковые аспекты : инструменты, соглашения о кодировании, организация проекта и оптимизация кода.
Основано на опыте : многие аспекты, примеры и проблемы взяты из реальных случаев, с которыми я столкнулся во время моей работы инженером-программистом.

Если вам понравился курс или вы считаете его полезным , пожалуйста, добавьте звезду

ГЛАВЫ

#	ЗАГОЛОВОК	ГЛАВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ
1	Введение (html)	История C/C++, Области применения, Введение в курс
2	Подготовка (html)	Книги, Как собрать, Привет, мир
3	Основные понятия I (html)	Система типов, основные типы и операторы
4	Основные понятия II (html)	Целочисленные типы и типы с плавающей запятой и их арифметика
5	Основные понятия III (html)	Сущности, перечислители, структуры, операторы потока управления
6	Основные понятия IV (html)	Куча, стек, указатели, ссылки, константные свойства, операторы преобразования
7	Основные понятия V (html)	Функции, лямбда-выражения, директивы предварительной обработки
8	Объектно-ориентированное программирование I (html)	Иерархия классов, конструктор, деструктор, ключевые слова класса.
9	Объектно-ориентированное программирование II (html)	Полиморфизм, перегрузка операторов
10	Шаблоны и метапрограммирование I (html)	Шаблон функции, свойства типа, утилиты времени компиляции
11	Шаблоны и метапрограммирование II (html)	Шаблон класса, SFINAE
12	Единицы перевода I (html)	Связь и одно правило определения
13	Единицы перевода II (html)	Работа с несколькими единицами перевода и файлами, `#include` , Модули
14	Соглашения кода I (html)	Организация проекта, введение в соглашения о коде, соглашения о сущностях
15	Соглашения о коде II (html)	Шаблон, пространство имен, современный C++, удобство сопровождения, соглашения об именовании и форматировании
16	Отладка и тестирование (html)	Отладка выполнения/памяти, Санитайзеры, Методы Хардинга, Модульное тестирование, Разработка через тестирование
17	Экосистема (html)	Cmake, документирование и другие инструменты
18	Утилиты (html)	Основные `std` библиотеки
19	Контейнеры, итераторы и алгоритмы (html)	Контейнеры, итераторы, алгоритмы, диапазоны
20	Расширенные темы I (html)	Семантика перемещения, универсальная ссылка, выведение типов
21	Расширенные темы II (html)	Обработка ошибок, идиомы C++, интеллектуальные указатели
22	Оптимизация производительности I (html)	Закон Ахмдала, границы производительности, концепции архитектуры (ILP, SIMD и т. д.), иерархия памяти
23	Оптимизация производительности II (html)	Арифметическая оптимизация, оптимизация памяти и т. д.
24	Оптимизация производительности III (html)	Оптимизация компилятора, профилирование, инструменты сравнительного анализа
25	Проектирование программного обеспечения I (html)	Основные понятия, принципы, варианты использования
26	Проектирование программного обеспечения II (html)	Шаблоны проектирования и идиомы

Универсальная книга : Modern-cpp.pdf (может быть несколько коммитов позади), html

ТЕМЫ ПОДРОБНО

1. Введение

Немного истории языков программирования C/C++
Области применения и популярность
Философия С++
Слабые стороны C++ : альтернативы C++. Почему сложно перейти на новый язык?
Курс

2. Подготовка

Книги и ссылки
Легенда слайда
Какой редактор/IDE/компилятор мне следует использовать?
Как скомпилировать?
Привет, мир : поток ввода-вывода

3. Основные понятия I – система типов, фундаментальные типы и операторы.

Система типов C++ : категории типов, свойства типов.
Обзор основных типов C++ : арифметические типы, суффикс и префикс, нестандартные арифметические типы, тип void , nullptr
Правила конвертации
auto Ключевое слово
Операторы C++ : приоритет операторов, семантика префиксного/постфиксного увеличения/уменьшения, операторы присваивания, составные операторы и запятые, оператор космического корабля <=> , операторы безопасного сравнения.

4. Основные понятия II – целочисленные типы и типы с плавающей запятой

Целочисленные типы данных : целые числа фиксированной ширины, size_t , ptrdiff_t , uintptr_t , семантика арифметических операций, продвижение, усечение, неопределенное поведение, арифметика насыщения.
Типы и арифметика с плавающей запятой : стандарт IEEE с плавающей запятой и другие представления, нормальные/ненормальные значения, бесконечность, не число ( NaN ), машинный эпсилон, единицы измерения в последнем месте (ULP), шпаргалка, пределы и полезные функции, арифметика свойства, поведение специальных значений, неопределенное поведение, обнаружение ошибок с плавающей запятой
Проблемы с плавающей запятой : катастрофическая отмена, сравнение с плавающей запятой.

5. Основные понятия III – сущности и поток управления

Сущности
Декларация и определение
Счетчики
struct , битовое поле, union
Поток управления : оператор if , циклы for и while , базовый диапазон for цикла, switch , goto , избежание предупреждения о неиспользуемой переменной.
Пространство имен : явное глобальное пространство имен, псевдоним пространства имен, using -декларации, using namespace , inline пространство имен.
Атрибуты : [[nodiscard]] , [[maybe_unused]] , [[deprecated]] , [[noreturn]]

6. Основные понятия IV. Концепции памяти.

Указатели : операции с указателями, оператор адреса & , доступ к членам struct , void указатель, преобразование указателей, арифметика указателей, дикие и висячие указатели.
Куча и стек : стековая память, new , delete , размещение без выделения, выделение без выбрасывания, утечка памяти.
Инициализация : инициализация переменной, унифицированная инициализация, инициализация массива, инициализация структуры, привязка структуры, инициализация динамической памяти.
Ссылки
Const и константные выражения : константы и литералы, const , constexpr , consteval , constinit , if constexpr , std::is constant evaluated() , if consteval
volatile ключевое слово
Явное преобразование типов : static_cast , const_cast , reinterpret_cast , каламбур типов, std::bit_cast , унифицированное преобразование инициализации, gls::narrow_cast
Оператор sizeof : обзор, [[no_unique_address]]

7. Основные понятия V – Функции и предварительная обработка

Функции : передача по значению, передача по указателю, передача по ссылке, сигнатура функции и перегрузка, перегрузка и =delete , параметры по умолчанию.
Указатель функции и функциональные объекты
Лямбда-выражения : список захвата, связь лямбда-выражений и функций, примечания к параметрам, компонуемость, рекурсия, constexpr/consteval , template , mutable , [[nodiscard]] , список захвата и классы
Предварительная обработка : препроцессоры, распространенные ошибки, макросы расположения исходного кода, макросы условной компиляции, оператор строкирования ( # ), #error и #warning , #pragma , оператор вставки токена ## , Variadic макрос

Глава 8. Объектно-ориентированное программирование I. Концепции классов.

Классы C++ : идиома RAII
Иерархия классов
Спецификаторы доступа : Спецификаторы доступа к наследованию. При использовании public/protected/private для элементов данных?
Конструктор класса : конструктор по умолчанию, инициализация класса, унифицированная инициализация объектов, конструктор делегата, explicit ключевое слово, [[nodiscard]] и классы.
Копировать конструктор
Деструктор класса
Конструкторы, деструктор и операторы по умолчанию ( = default )
Ключевые слова класса : this , static , const , mutable , using , friend , delete

Глава 9. Объектно-ориентированное программирование II. Полиморфизм и перегрузка операторов.

Полиморфизм : механизмы C++ для полиморфизма, virtual методы, виртуальная таблица, ключевое слово override , ключевое слово final , распространенные ошибки, чистый виртуальный метод, абстрактный класс и интерфейс.
Приведение наследования и идентификация типов во время выполнения
Перегрузка операторов : обзор, оператор сравнения < , оператор космического корабля <=> , индексный оператор [] , многомерный индексный оператор [] , оператор вызова функции () , статические операторы [] и оператор () , оператор преобразования T() , перегрузка возвращаемого типа разрешение, Операторы увеличения и уменьшения ++ / -- , Оператор присваивания = , Потоковый оператор << , Примечания для оператора
Макет объекта C++ : агрегатный класс, тривиальный класс, класс стандартного макета, простые старые данные (POD), иерархия.

10. Шаблоны и метапрограммирование. I. Шаблоны функций и утилиты времени компиляции.

Шаблон функции : обзор, создание экземпляра шаблона, параметры шаблона, параметр шаблона — значение по умолчанию, перегрузка, специализация
Переменная шаблона
Типы параметров шаблона : общие примечания к типам, auto заполнитель, тип параметра шаблона класса, типы массивов и указателей, тип функции.
Утилиты времени компиляции : static_assert , ключевое слово using , ключевое слово decltype .
Типовые черты : обзор, библиотека типовых черт, манипулирование типами

11. Шаблоны и метапрограммирование II – Шаблоны классов и SFINAE

Шаблон класса : специализация класса, конструктор шаблона класса.
Автоматический вывод шаблона конструктора (CTAD)
Шаблон класса — расширенные понятия : класс + функция — специализация, зависимые имена — typename и ключевые слова template , иерархия и using шаблона класса, ключевое слово friend , аргументы шаблона шаблона
Метапрограммирование шаблонов
SFINAE: ошибка замены не является ошибкой : функция SFINAE, класс SFINAE
Шаблон Variadic : складное выражение, шаблон класса Variadic.
Концепции C++20 : обзор, ключевое слово concept , предложение requires , выражение requires , выражение requires + предложение, requires предложение + выражение, requires и constexpr , вложенные requires
Отладка шаблонов

12. Единицы перевода I – Связь и одно правило определения

Основные понятия : единица перевода, локальная и глобальная область действия, связь.
Класс и продолжительность хранения : продолжительность хранения, класс хранения, static ключевое слово, анонимное пространство имен, extern ключевые слова.
Связь const и constexpr : фиаско порядка статической инициализации
Сводная информация о связях
Работа с несколькими единицами перевода : Класс в нескольких единицах перевода
Одно правило определения (ODR) : проблемы с глобальными переменными, ODR – пункт 3, inline функции/переменные, constexpr и inline
ODR – шаблон функции : случаи, ключевое слово extern
ODR – шаблон класса : случаи, ключевое слово extern
Неопределенное поведение и сводка ODR

13. Единицы перевода II — включение, модуль и пространство имен

Проблемы #include : защита включения, предварительное объявление, циклические зависимости, распространенные ошибки связывания.
Модули C++20 : обзор, терминология, видимость и доступность, типы модулей модуля, ключевые слова, фрагмент глобального модуля, фрагмент частного модуля, модуль заголовка, разделы модуля.
Компиляция нескольких единиц перевода : основные флаги компилятора, методы компиляции
Библиотеки на C++ : Статическая библиотека, Сборка статических библиотек, Использование статических библиотек, Динамическая библиотека, Сборка динамических библиотек, Использование динамических библиотек, Двоичный интерфейс приложения (ABI), Демонтаж, Поиск зависимостей динамических библиотек, Анализ объектов/исполняемых символов

14. Соглашения по кодексу I

Организация проекта C++ : каталоги проектов, файлы проектов, «общие» заметки об организации проекта, альтернатива — «каноническая» организация проекта.
Стили и соглашения кодирования : обзор, популярные стили кодирования
Файлы заголовков и #include : #include Guard, синтаксис #include , порядок #include , общие соглашения об именах заголовков и исходных файлов.
Предварительная обработка : макросы, операторы предварительной обработки.
Переменные : static глобальные переменные, преобразования.
Счетчики
Арифметические типы : целочисленные типы со знаком и без знака, преобразование целочисленных типов, целочисленные типы: размер и другие проблемы, типы с плавающей запятой.
Функции : параметры функции, аргументы функции, возвращаемые значения функции, спецификаторы функции, лямбда-выражения.
Структуры и классы : struct против class , инициализация, списки инициализаторов в фигурных скобках, специальные функции-члены, =default , =delete , другие проблемы, наследование, стиль

15. Соглашения о кодексе II

auto
Шаблоны и вывод типов
Поток управления : избыточный поток управления, if/else , сравнение, switch , for/while
Пространство имен : using namespace , Анонимное/безымянное пространство имен, Дизайн пространства имен и классов, Стиль
Современные возможности C++ : ключевые слова, функции, класс, библиотека
Удобство сопровождения : понимание кода, функции, шаблон и дебукция, библиотека.
Портативность
Именование : объекты, переменные, функции, соглашения о стилях, соблюдение стилей именования.
Читабельность и форматирование : горизонтальный интервал, указатели/ссылки, вертикальный интервал, фигурные скобки, декораторы типов, уменьшение многословности кода, другие проблемы.
Документация по коду : документация по функциям, синтаксис комментариев, документация по файлам.

16. Отладка и тестирование

Обзор отладки
Утверждения
Отладка выполнения : точки останова, точки наблюдения/точки контроля, поток управления, стек и информация, печать, дизассемблирование, std::breakpoint
Отладка памяти : valgrind
Методы усиления защиты : использование стека, проверки стандартных библиотек, защита от неопределенного поведения, защита потока управления.
Дезинфицирующие средства : дезинфицирующее средство для адресов, дезинфицирующее средство для утечек, дезинфицирующее средство для памяти, дезинфицирующее средство неопределенного поведения, дезинфицирующее средство на основе выборки.
Сводка отладки
Предупреждения компилятора
Статический анализ
Тестирование кода : модульное тестирование, разработка через тестирование (TDD), покрытие кода, нечеткое тестирование.
Качество кода : clang-tidy

17. Экосистема — Cmake и другие инструменты

CMake : cmake и ctest
Документация по коду : doxygen
Статистика кода : подсчет строк кода, цикломатический анализатор сложности.
Другие инструменты : форматирование кода — clang-format , Compiler Explorer , преобразование кода — CppInsights , завершение кода на основе искусственного интеллекта — локальный поиск кода — ugrep , ripgrep , hypergrep , поисковая система кода — searchcode/grep.app , бенчмаркинг кода — Quick-Bench , Шрифт для кодирования

18. Утилиты

Поток ввода-вывода : Манипулятор, ofstream/ifstream
Строки : std::string , Преобразование из/в числовые значения, std::string_view , std::format , std::print
Вид : std::span
Математические библиотеки
Случайное число : основные понятия, C++ <random> , начальное значение, период и качество PRNG, распределение, последние алгоритмы и производительность, квазислучайное число.
Измерение времени : время настенных часов, время пользователя, системное время.
Шаблоны классов Std : std::pair , std::tuple , std::variant , std::optional , std::any , std::stacktrace .
Библиотека файловой системы : методы запроса, методы изменения.

19. Контейнеры, итераторы и алгоритмы

Контейнеры и итераторы
Контейнеры последовательностей : std::array , std::vector , std::deque , std::list , std::forward_list .
Ассоциативные контейнеры : std::set , std::map , std::multiset
Адаптеры контейнеров : std::stack , std::queue , std::priority_queue
Реализация пользовательского итератора : реализация простого итератора
Примечания к итератору :
Служебные методы итератора : std::advance , std::next , std::prev , std::distance , методы доступа к контейнеру, особенности итератора.
Библиотека алгоритмов : std::find_if , std::sort , std::accumulate , std::generate , std::remove_if
Диапазоны C++20 : Ключевые понятия, Представление диапазона, Адаптер диапазона, Фабрика диапазона, Алгоритмы диапазона, Действия с диапазоном

20. Продвинутые темы I

Семантика перемещения : ссылки на lvalues и rvalues , семантика перемещения, std::move , семантика объявления класса.
Универсальная ссылка и идеальная пересылка : универсальная ссылка, правила свертывания ссылок, идеальная пересылка.
Категории значений
& , && Ref-квалификаторы и volatile перегрузка
Копирование Elision и RVO
Вывод типа : передача по ссылке, передача по указателю, передача по значению, auto вывод, auto(x) : копирование с затуханием
const Корректность

21. Продвинутые темы II

Неопределенное поведение: незаконное поведение, поведение, специфичное для платформы, неопределенное поведение, обнаружение неопределенного поведения.
Обработка ошибок : обработка устранимых ошибок, код возврата, исключения C++, определение пользовательских исключений, ключевое слово noexcept , проблемы с распределением памяти, код возврата и сводка исключений, std::expected , альтернативные подходы к обработке ошибок
Интеллектуальные указатели : std::unique_ptr , std::shared_ptr , std::weak_ptr
Параллелизм : методы потоков, мьютекс, атомарный параллелизм, параллелизм на основе задач.

22. Оптимизация I – Основные понятия

Введение : Закон Мура, ограничения закона Мура, причины оптимизации.
Основные понятия : асимптотическая сложность, компромисс между временем и памятью, цикл разработки, закон Ахмдала, пропускная способность, пропускная способность, задержка, границы производительности, арифметическая интенсивность.
Основные понятия архитектуры : пропускная способность инструкций (IPC), упорядоченное и внеочередное выполнение, конвейерная обработка инструкций, параллелизм на уровне инструкций (ILP), закон Литтла, параллелизм на уровне данных (DLP) и векторные инструкции (SIMD). Параллелизм на уровне потоков (TLP), многопоточность с одной инструкцией (SIMT), RISC, наборы инструкций CISC
Иерархия памяти : концепции иерархии памяти, локальность памяти, задержка между ядрами и сходство потоков, модель упорядочивания памяти.

23. Оптимизация II — Оптимизация кода

Операции ввода-вывода : printf , ввод-вывод с отображением в памяти, ускорение загрузки необработанных данных.
Оптимизация памяти : динамическая память, стековая память, использование кэша, выравнивание данных, предварительная выборка памяти.
Арифметические типы : типы данных, арифметические операции, преобразование, числа с плавающей запятой, встроенные функции компилятора, значение в диапазоне, таблица поиска.
Поток управления : ветки, подсказки ветвей - [[likely]] / [[unlikely]] , целые числа со знаком/без знака, циклы, подъем цикла, развертывание цикла, утверждения, подсказки компилятора [[assume]]/std::unreacheable() , Рекурсия
Функции : стоимость вызова функции, передача аргументов, встраивание функций, атрибуты функций, псевдонимы указателей.
Объектно-ориентированное программирование
Стандартная библиотека и другие языковые аспекты

24. Оптимизация III. Оптимизация без кодирования и сравнительный анализ.

Оптимизация компилятора : О компиляторе, Флаги оптимизации компилятора, Флаги оптимизации с плавающей запятой, Флаги оптимизации компоновщика, Флаги архитектуры, Помощь компилятору в создании лучшего кода, Оптимизация на основе профиля (PGO), Бинарный оптимизатор постобработки, Многогранная оптимизация
Методы преобразования компилятора : базовые преобразования, отключение циклов, слияние циклов, деление циклов, обмен циклами, мозаика циклов.
Библиотеки и структуры данных
Бенчмаркинг производительности : что тестировать?, Качество рабочей нагрузки/набора данных, Поведение кэша, Стабильная производительность ЦП, Особенности многопоточности, Структура программной памяти, Накладные расходы на измерения, Оптимизация компилятора, Оценка показателей
Профилирование : gprof , uftrace , callgrind , cachegrind , perf профилировщик Linux.
Параллельные вычисления : параллелизм и параллелизм, масштабирование производительности, закон Густавсона, языки параллельного программирования

25. Проектирование программного обеспечения I – Основные понятия (ПРОЕКТ)

Книги и ссылки
Основные понятия : абстракция, интерфейс и модуль, инвариант класса.
Принципы проектирования программного обеспечения : разделение задач, низкая связанность, высокая связность, инкапсуляция и сокрытие информации, проектирование по контракту, декомпозиция проблемы, повторное использование кода.
Сложность программного обеспечения : энтропия программного обеспечения, технический долг.
Принципы проектирования SOLID
Проектирование классов : принцип интерфейса класса, функции-члены и свободные функции, функции пространства имен и статические методы класса.
Практический пример BLAS GEMM
Владение объектами и представлениями
Значение и ссылочная семантика
Глобальные переменные

26. Проектирование программного обеспечения II – Шаблоны проектирования и идиомы (ПРОЕКТ)

Идиомы C++ : правило нуля, правило трех, правило пяти.
Шаблон проектирования : синглтон, указатель на реализацию (PIMPL), любопытно повторяющийся шаблон шаблона (CRTP), виртуальные функции шаблона.