Coroutine

Корутины - это новый механизм в языке С++, который позволяет приостанавливать выполнение функции и возобновлять его с того же места позже.
Это особенно полезно в асинхронном программировании, когда нужно выполнить длительную операцию без блокировки потока выполнения. Корутины были добавлены в язык в стандарте C++20.

Данный пример демонстрирует создание генератора чисел Фибоначчи с использованием корутин. В функции fib происходит вычисление чисел Фибоначчи, при этом выполнение функции приостанавливается с помощью ключевого слова co_yield, когда нужно вернуть результат. В функции main происходит использование генератора для вывода первых 10 чисел Фибоначчи на экран.

ext_aggregate

В стандарте C++17 появилась новая возможность для инициализации агрегатных объектов - ext_aggregate. Данная функциональность позволяет создавать объекты с помощью инициализации, используя списки инициализации.

В данном примере мы создаем объект типа Person с помощью инициализации переменных через ext_aggregate. Используя точки и имена переменных, мы можем явно указать, какое значение присваивается каждой переменной.

Ранее в C++ для инициализации агрегатных объектов использовались фигурные скобки, которые позволяли инициализировать объекты только в том порядке, в котором объявлены переменные в структуре.
ext_aggregate позволяет инициализировать переменные в любом порядке, что делает код более читабельным и гибким.

RPC (Remote Procedure Call)

Это технология межпроцессного взаимодействия, которая позволяет вызывать процедуры на удаленном компьютере, как если бы они были локальными.

Существует несколько библиотек для RPC в C++, включая:

- Apache Thrift
- gRPC
- ONC/RPC
- XML-RPC++

Каждая из этих библиотек имеет свои особенности и применяется в разных случаях. Например, Apache Thrift обычно используется для создания кросс-языковых приложений, а gRPC - для создания масштабируемых и быстрых приложений на основе протокола HTTP/2.

В этом примере кода клиент использует gRPC для вызова удаленной процедуры SayHello на сервере. Он создает объект GreeterClient, который использует gRPC для установления связи с удаленным сервером и вызова метода SayHello. Затем клиент получает ответ от сервера и выводит его на экран.

SIMD (Single Instruction Multiple Data)

Это технология, позволяющая одновременно выполнять одну и ту же операцию над несколькими наборами данных. В современных процессорах SIMD-инструкции реализованы для ускорения работы с векторными операциями. В C++ SIMD-инструкции доступны через библиотеку immintrin.h

В данном примере функция addVectors принимает на вход указатели на три массива a, b и c, каждый из которых содержит 8 элементов типа float. С помощью функции _mm256_loadu_ps происходит загрузка первого и второго векторов в регистры, затем с помощью функции _mm256_add_ps происходит их покомпонентное сложение. Результат сохраняется в третий вектор с помощью функции _mm256_storeu_ps

#вопросы_с_собеседований
Как тестировать закрытые методы?

Проверка закрытых методов в C++ может быть осуществлена путем написания тестовых случаев, которые используют публичные методы, которые в свою очередь вызывают закрытые методы. Этот подход называется "тестирование черного ящика" и позволяет тестировать функциональность закрытых методов, не раскрывая их реализацию.

Спецификатор thread_local

Спецификатор thread_local позволяет создавать переменные, которые будут иметь своё значение для каждого потока, в который они будут загружены. То есть, каждый поток будет иметь свою собственную копию этой переменной.

Это может быть полезным в ситуациях, когда необходимо иметь глобальную переменную, доступную для каждого потока, но значение этой переменной должно быть уникальным для каждого потока.

В данном примере мы создали переменную x с помощью спецификатора thread_local. Затем мы создали функцию increment(), которая инкрементирует значение переменной x и выводит его на экран.

В функции main() мы создали два потока и передали им функцию increment(). Каждый поток будет иметь свою собственную копию переменной x, поэтому при выполнении функции increment() в каждом потоке будет изменяться только своя копия переменной x. После выполнения обоих потоков мы ожидаем завершения их работы с помощью метода join().

#вопросы_с_собеседований
Напишите базовую реализацию std::shared_ptr.

std::shared_ptr - умный указатель, который позволяет разделять владение объектом между несколькими shared_ptr. Когда последний shared_ptr уничтожается, он автоматически удаляет объект.

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

execution policy для параллельных алгоритмов

Execution policy в C++ - это новшество, введенное в стандарте языка C++17. Это механизм, который позволяет выбрать, как именно должны выполняться алгоритмы в стандартной библиотеке: последовательно или параллельно.

Существуют три варианта execution policy:

- seq: выполняет алгоритм последовательно.
- par: выполняет алгоритм параллельно, используя все доступные ядра процессора.
- par_unseq: выполняет алгоритм параллельно и может использовать неупорядоченное исполнение.

Execution policy может быть использован в комбинации с многими алгоритмами в стандартной библиотеке, такими как std::for_each, std::transform, std::reduce и другими. Например, код выше выполняет алгоритм std::for_each параллельно.

#вопросы_с_собеседований
Почему рекомендуется не использовать паттерн Singleton?

Singleton гарантирует, что класс имеет только один экземпляр и обеспечивает глобальную точку доступа к нему. Однако паттерн Singleton часто критикуют и не рекомендуют использовать по нескольким причинам:

1. Глобальное состояние: Singleton вносит глобальное состояние в приложение, что может привести к тесной связи между классами и затруднить рассуждения о поведении системы.

2. Скрытие зависимостей: Singleton скрывает зависимости, затрудняя понимание и рассуждения о взаимодействии между различными компонентами системы.

3. Сложности тестирования: Singleton может усложнить модульное тестирование. Поскольку он полагается на глобальное состояние, становится трудно изолировать и тестировать отдельные компоненты по отдельности. Это может привести к зависимостям и сделать тесты более хрупкими.

4. Безопасность потоков: Экземпляры Singleton могут создавать проблемы с безопасностью потоков. Если несколько потоков пытаются одновременно получить доступ или изменить Singleton, это может привести к неопределенному поведению. А дополнительное обеспечение безопасности потоков добавляет сложности и может повлиять на производительность.

You Ain't Gonna Need It (YAGNI)

You Ain't Gonna Need It (Вам это не понадобится) - это принцип разработки программного обеспечения, который поощряет простоту и избегает чрезмерной инженерии. принцип YAGNI побуждает разработчиков реализовывать только те функции, которые необходимы в данный момент, а не добавлять функциональность, которая может потребоваться в будущем, но в данный момент не нужна.

Вот ключевые аспекты применения принципа YAGNI:

- Минимализм: Пишите минимальный объем кода, необходимый для выполнения непосредственных требований.

- Избегайте спекулятивной разработки: Не реализуйте функции на основе спекулятивных будущих требований.

- Рефакторинг: Перерабатывайте код, чтобы удалить все ненужные или неиспользуемые функции. Это помогает сохранить код компактным и удобным для обслуживания.

- Разработка, управляемая тестами: Пишите тесты для проверки необходимых функций, а не обширного тестирования гипотетических функциональных возможностей.

Помните, что принцип заключается не в ограничении гибкости, а в принятии обоснованных решений, основанных на реальных требованиях.

Curiously Recurring Template Pattern (CRTP)

CRTP предполагает использование шаблонов и наследования для достижения формы статического полиморфизма. Он позволяет производному классу наследоваться от базового, который параметризуется самим производным классом в качестве аргумента шаблона.

В данном примере класс Base является шаблонным классом, который принимает производный класс (Derived1 или Derived2) в качестве аргумента шаблона. Класс Base предоставляет общую функциональность или интерфейс, который может быть настроен каждым производным классом.

Функция implementation() в базовом классе определяется как невиртуальная. Внутри функции implementation() используется static_cast<Derived*>(this) для приведения указателя к типу производного класса. Это позволяет каждому производному классу предоставлять свою собственную реализацию функции implementation().

Когда функция implementation() вызывается на экземпляре производного класса, она вызывает соответствующую реализацию в этом производном классе.

std::variant

Это фича C++17, обеспечивающая типобезопасное объединение, позволяющее хранить и манипулировать значениями разных типов в одном объекте. Она является частью стандартной библиотеки C++ и определена в заголовке <variant>.

Шаблонный класс std::variant похож на упрощенную версию union, но с дополнительной безопасностью типов и поддержкой различных операций.

Основными функциями std::variant являются index(), valueless_by_exception(), operator=, emplace.

В этом примере мы создаем объект var, который может содержать значения типов int, float или std::string. Мы присваиваем var различные значения и получаем их с помощью std::get.

Однако если мы попытаемся получить значение, используя неправильный тип (например, std::get<int>(var), когда вариант содержит std::string), это вызовет исключение std::bad_variant_access.

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.

#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.

#вопросы_с_собеседований
Что такое динамический анализатор кода? Какие знаете?

Динамический анализатор кода C++ - это инструмент или программное обеспечение, которое анализирует код C++ во время выполнения или исполнения. Он выполняет различные проверки и инспекции кода для обнаружения потенциальных проблем, ошибок, утечек памяти, узких мест в производительности или других проблем во время выполнения. В отличие от статического анализа кода, который анализирует код без его выполнения, динамический анализ дает представление о поведении кода во время его выполнения.

Примеры:

Valgrind: Это мощный инструмент динамического анализа, в него входит Memcheck, который обнаруживает утечки памяти, некорректные обращения к памяти и другие ошибки, связанные с памятью.

AddressSanitizer (ASan): Это детектор ошибок памяти, встроенный в компиляторы Clang и GCC. Он обнаруживает такие ошибки памяти, как переполнение буфера, использование после освобождения и т.д. ASan проверяет код во время компиляции, внедряя проверки во время выполнения.

Dr. Memory: Это инструмент отладки памяти для Windows и Linux. Он обнаруживает такие ошибки, как утечки памяти, незаконный доступ к памяти и неинициализированное чтение памяти.

GNU Electric Fence: Это инструмент отладки, который помогает обнаружить переполнения буфера и другие ошибки, связанные с памятью. Он использует технику под названием "защитные страницы" для защиты выделения памяти и обнаружения незаконных обращений.

std::unordered_map

std::unordered_map - это контейнерный класс, который предоставляет структуру данных, известную как хэш-карта или хэш-таблица. Он доступен начиная с C++11.

Контейнер std::unordered_map хранит элементы в виде пар ключ-значение, где каждый ключ уникален, а производительность зависит от качества хэш-функции, используемой для сопоставления ключей с базовыми корзинами.

std::unordered_map в качестве ключей поддерживает встроенные типы, типы, определяемые пользователем, и даже структуры или классы.

- В этом примере мы создаем myMap, которая сопоставляет целые числа со строками.
- С помощью функции insert() вставляются 3 пары ключ-значение.
- Затем мы получаем доступ и печатаем значение, связанное с ключом 2, используя оператор [].
- С помощью функции erase() удаляем значение с ключом 3.
- Далее мы выполняем итерации по карте с помощью цикла for, чтобы вывести все пары ключ-значение.
- Наконец, мы используем функцию find(), чтобы проверить, существует ли ключ 2 в карте.

#вопросы_с_собеседований
Как разработать систему плагинов на С++?

Разработка системы подключаемых модулей на C++ включает в себя создание структуры, позволяющей динамическую загрузку и обнаружение подключаемых модулей во время выполнения.
Ниже приведен обзор соответствующих шагов:

1. Определите интерфейс подключаемых модулей: Этот интерфейс должен определять набор функций или классов, которые должны реализовывать подключаемые модули.

2. API для плагинов: Создайте API, который облегчает загрузку и управление подключаемыми модулями.

3. Динамическая загрузка библиотек: Используйте механизм динамической загрузки библиотек операционной системы для загрузки подключаемых модулей во время выполнения.

4. Обнаружение плагинов: Реализуйте механизм для обнаружения и регистрации доступных подключаемых модулей во время выполнения.

5. Жизненный цикл плагина: Определите жизненный цикл плагинов, включая инициализацию, настройку и очистку.

6. Связь с плагинами: Разработайте механизм связи между приложением и подключаемыми модулями. Это может быть достигнуто с помощью вызовов функций, обратных вызовов, систем событий или передачи сообщений, в зависимости от требований вашей системы плагинов.

7. Обработка ошибок: Реализуйте механизмы обработки ошибок для разрешения таких ситуаций, как неудачная загрузка плагина, несовместимые версии плагинов или ошибки времени выполнения плагинов. Это обеспечивает надежность и стабильность системы плагинов.

Стоит отметить, что разработка системы плагинов может быть сложной задачей, и есть существующие фреймворки и библиотеки, которые могут помочь упростить этот процесс. Некоторые популярные варианты в C++ включают Boost.Extension, Poco Foundation и Qt's Plugin System. Эти фреймворки предоставляют абстракции и инструменты для создания систем плагинов и могут сэкономить время и усилия разработчиков.

Не забывайте учитывать аспекты безопасности при разработке системы подключаемых модулей, поскольку загрузка внешнего кода может привести к потенциальным уязвимостям.