deque (double-ended queue)

deque — это контейнерный класс, в который можно эффективно добавлять и удалять элементы как с начала, так и с конца, а также получать произвольный доступ к элементам по индексу. deque фактически является двусторонней очередью.

deque, как и vector, поддерживает произвольный доступ к элементам контейнера, но в отличие от вектора также поддерживает добавление в начало контейнера. Кроме того, во внутренней реализации deque при изменении размера не выделяет новый массив в памяти для вмещения нового набора элементов, а манипулирует указателями.

В этом примере мы используем функции push_front() и push_back() для добавления элементов в конец и начало очереди, а pop_front() и pop_back() для удаления первого и последнего элементов очереди numbers.

#вопросы_с_собеседований
Что такое race condition?

Race condition — это ситуация, когда результат выполнения программы зависят от того, в каком порядке выполняются отдельные потоки или процессы.

При наличии race condition несколько потоков или процессов могут обращаться к общему ресурсу или переменной и пытаться изменить ее значение одновременно. Это может привести к непредсказуемым результатам и ошибкам в программе.

Чтобы этого избежать, стоит использовать мьютексы, семафоры или атомарные операции. Они позволят скоординировать доступ к общим ресурсам и обеспечить правильную последовательность выполнения операций в многопоточной среде.

#вопросы_с_собеседований
Что такое exception safety guarantee?

Exception safety guarantee — это гарантия, которую предоставляет код при возникновении исключительной ситуации (exception). Это означает, что код должен обрабатывать исключения таким образом, чтобы предотвратить утечку ресурсов и поддерживать объекты в согласованном состоянии.

Существует три уровня exception safety guarantee:

- basic: Гарантирует, что нет утечек ресурсов, но в случае исключения никаких дополнительных гарантий не предоставляется, и объекты могут быть изменены или оставлены в неполноценном состоянии.

- strong: Гарантирует, что нет утечек ресурсов и объекты остаются в исходном состоянии, если исключение возникает. Если операция не может быть выполнена, объекты не изменяются.

- no-throw: Гарантирует, что операция не вызывает исключений. Это самый высокий уровень гарантии безопасности исключений.

Разработчики должны обеспечивать соответствующий уровень exception safety для своих классов и функций, чтобы гарантировать правильное и безопасное поведение при обработке исключений.

Принцип RAII

Resource Acquisition Is Initialization является важным концептом, который связывает временный срок жизни объекта с его ресурсами. Суть принципа заключается в том, что ресурсы, такие как память, файлы, сетевые соединения и т.д., должны быть приобретены при инициализации объекта и автоматически освобождены при его уничтожении.

Принцип RAII позволяет сделать управление ресурсами более безопасным и эффективным, освобождая программиста от ручного управления ресурсами и предотвращая утечки ресурсов.

В этом примере автоматическое закрытие файла в деструкторе обеспечивает гарантированное освобождение ресурса, даже если происходит исключение.
А в функции main файл закрывается автоматически, при выходе из блока try.

Функции вместимости в строках

1. capacity() - функция возвращает ёмкость памяти, выделенную для строки, которая может быть равной или больше, чем размер самой строки. Дополнительное пространство выделяется таким образом, чтобы при добавлении новых символов в строку операции могли выполняться эффективно.
2. resize() - функция изменяет размер строки, его можно увеличивать или уменьшать.
3. length() - функция возвращает длину строки.
4. shrink_to_fit() - функция уменьшает ёмкость памяти строки, делает ее равной минимально возможной. Эта операция полезна для экономии дополнительной памяти, когда мы уверены, что больше не нужно добавлять символы.

#вопросы_с_собеседований
Чем отличается using от typedef?

Синтаксис:
- Синтаксис для создания псевдонима типа с помощью typedef следующий: typedef int MyInt — создает псевдоним типа MyInt для типа int.
- Синтаксис с using выглядит следующим образом: using MyInt = int — создает псевдоним типа MyInt для типа int.

Возможности:
using является более мощным инструментом по сравнению с typedef. Он может быть использован не только для создания псевдонимов типов, но также и для создания псевдонимов шаблонов, псевдонимов функций и даже для создания псевдонимов для наборов значений (enum).

Поддержка шаблонов:
using более гибкий при использовании с шаблонами. Например, можно создавать псевдонимы типов для шаблонных классов следующим образом: using MyContainer = std::vector<int>. Такой подход недоступен с помощью typedef.

Область видимости:
using создает псевдонимы типов в текущей области видимости, что может быть полезным для устранения конфликтов имен. typedef создает псевдонимы типов на уровне глобальной области видимости, что может вызывать проблемы с именами в больших проектах.

Dependency Injection

Dependency Injection (DI) — это паттерн проектирования, который позволяет управлять зависимостями между объектами. Он помогает разделить создание объектов от их использования и обеспечить более гибкую и тестируемую архитектуру программы.

В DI объекты получают свои зависимости не напрямую, а через внешний источник, который их предоставляет. Этот источник называется контейнером внедрения зависимостей. Контейнер отвечает за создание и управление зависимостями, а объекты получают их через конструкторы, методы или свойства.

паттерн Observer

Это паттерн проектирования, который позволяет объектам автоматически оповещать другие объекты об изменениях в своем состоянии. В этом паттерне есть два основных компонента: наблюдаемый объект (subject) и наблюдатели (observers).

Когда состояние наблюдаемого объекта изменяется, все зарегистрированные наблюдатели уведомляются об этом изменении и автоматически обновляются.

В этом примере, когда вызывается метод setData, он обновляет данные и вызывает метод notifyObservers, он уведомляет всех зарегистрированных наблюдателей, вызывая update и передавая новые данные.

move constructor

Move-конструктор — это специальный конструктор, который позволяет эффективно перемещать ресурсы из одного объекта в другой, без необходимости копирования данных. Он используется для реализации семантики перемещения (move semantics) и оптимизации работы с временными объектами.

Move-конструктор принимает rvalue ссылку (&&) на объект, который будет перемещен, и выполняет простое копирование указателей на данные, а не их фактическое копирование.

Использование move-конструктора позволяет избежать лишних копирований данных и повысить производительность при работе с большими или ресурсоемкими объектами.

#вопросы_с_собеседований
Что такое критическая секция?

Критическая секция - это участок кода, в котором происходит доступ к общему ресурсу (например, переменной или структуре данных), и который должен быть выполнен атомарно, то есть без возможности прерывания другими потоками.

Для обеспечения безопасного доступа к критической секции в C++ используются механизмы синхронизации, такие как мьютексы (std::mutex) и блокировки (std::lock_guard, std::unique_lock). Перед выполнением критической секции поток должен захватить мьютекс, блокируя его для других потоков. После завершения работы в критической секции мьютекс освобождается, позволяя другим потокам получить доступ к ресурсу.

Использование критических секций и мьютексов позволяет избежать состояний гонки (race conditions) и обеспечить корректную и безопасную работу с общими данными в многопоточных приложениях.

Visitor

Visitor является поведенческим паттерном проектирования, который позволяет добавлять новые операции к классам объектов, не изменяя их структуру. Он достигается путем выделения операций в отдельный класс-посетитель, который посещает объекты классов и выполняет необходимые операции.

Основная идея паттерна Visitor заключается в том, чтобы объекты классов принимали "посетителя" и передавали себя в качестве аргумента методам "посетителя", соответствующим своему классу. "Посетитель", в свою очередь, реализует различные методы для обработки разных типов объектов.

std::set

Представляет собой контейнер, который содержит уникальные элементы, расположенные в отсортированном порядке. Он реализован в виде сбалансированного дерева (обычно красно-черного дерева), что обеспечивает высокую эффективность операций вставки, удаления и поиска элементов.

Некоторые особенности std::set:

- Уникальность элементов: Каждый элемент в std::set является уникальным, в контейнере не может быть несколько одинаковых элементов.

- Сортировка элементов: std::set автоматически сортирует элементы по их значениям при вставке, это позволяет эффективно выполнять операции поиска.

- Динамическое изменение: std::set позволяет добавлять и удалять элементы из контейнера в любое время.

std::map

Представляет собой ассоциативный контейнер, который содержит пары ключ-значение, где каждый ключ уникален.

Особенности std::map в сравнении с std::set:

- std::map является контейнером, который хранит пары ключ-значение, где каждый ключ уникален, в отличие от std::set, который хранит уникальные значения без дополнительных значений.
- В std::map операции вставки, удаления, поиска элементов, а также автоматической сортировки, осуществляются по ключу, а в std::set это происходит по самому значению.
- В std::map вы можете обновлять значения элементов, используя их ключи. В std::set невозможно обновить значение элемента, поскольку значениями являются сами элементы.

Pipes

В C++ пайпы (pipes) представляют собой механизм для односторонней связи между процессами. Они позволяют передавать данные из одного процесса в другой, где один процесс выступает в роли писателя (write end), а другой процесс выступает в роли читателя (read end) пайпа.

Для работы с пайпами вы можете использовать системные вызовы, такие как pipe, fork и функции чтения/записи (read и write), доступные в POSIX-совместимых операционных системах.

Обратите внимание, что дескрипторы чтения и записи пайпа должны быть закрыты в соответствующих процессах с помощью close, чтобы гарантировать правильное завершение операций чтения и записи.

#вопросы_с_собеседований
Можно ли использовать exceptions в конструкторе / деструкторе?

Да, в C++ можно использовать исключения (exceptions) в конструкторе и деструкторе класса. Однако, следует быть внимательным при использовании исключений в этих частях кода и учитывать некоторые особенности.

В конструкторе:

- Если конструктор выбрасывает исключение, объект не будет полностью сконструирован, и память, выделенная под него, не будет освобождена автоматически. Это может привести к утечке ресурсов или некорректному состоянию программы. В таких случаях следует использовать RAII (Resource Acquisition Is Initialization), чтобы гарантировать правильное освобождение ресурсов при исключениях.
- Конструкторы должны быть безопасными в отношении исключений. Если конструктор может выбросить исключение, стоит использовать try-catch в самом конструкторе или передать исключение дальше в коде.

В деструкторе:

- Если деструктор выбрасывает исключение, стек будет развернут, и все оставшиеся деструкторы будут вызваны. Однако, при выбрасывании исключения из деструктора, следует быть осторожным, так как это может привести к неопределенному поведению программы.
- Деструкторы могут выполнять необходимые операции по очистке ресурсов или уведомлению о состоянии, но исключения следует перехватывать и обрабатывать в другом месте.

#вопросы_с_собеседований
В чем заключается недостаток интерфейса front() + pop_front()?

*Речь идет о недостатке интерфейса front() + pop_front() в контексте thread-safe гарантий.

Недостаток интерфейса front() + pop_front() заключается в том, что он оставляет на пользователя ответственность за обеспечение правильной синхронизации при использовании в многопоточной среде. Это может быть источником ошибок, особенно если разработчик забывает или неправильно реализует синхронизацию.

Чтобы избежать таких проблем, требуется использовать синхронизацию при одновременном доступе из нескольких потоков. Например, можно использовать мьютекс или другие примитивы синхронизации для защиты контейнера от одновременного доступа.