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.

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.

#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.

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.

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.

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.

#вопросы_с_собеседований
Мьютекс и Семафор: Какой из них вы бы использовали для защиты доступа к операции приращения и почему?

Мьютекс и семафор — это два разных механизма синхронизации. Мьютекс используется для обеспечения взаимного исключения доступа к общим ресурсам, в то время как семафор используется для управления доступом к ограниченному числу ресурсов.

В случае операции приращения, которая должна быть выполнена атомарно, стоит использовать мьютекс. Он гарантирует, что только один поток может получить доступ к общему ресурсу в определенный момент времени. Это предотвращает состояние гонки и обеспечивает корректность работы программы.

using enum

Конструкция using enum была добавлена в C++20 и позволяет импортировать и использовать имена элементов перечисления без указания имени перечисления.
Это удобно, когда вы хотите использовать перечисление внутри класса или функции без необходимости указывать полное имя перечисления.

using enum также может использоваться в объявлениях классов для добавления элементов перечисления из именованного перечисления в область видимости класса.

Форматирование текста в С++20

std::format — это функция форматирования текста, которая появилась в C++20. Она предлагает безопасную и расширяемую альтернативу семейству функций printf. Эта функция предназначена для дополнения существующей библиотеки C++ I/O streams.

В этом примере мы используем std::format для форматирования строки "Hello, {}!", где {} является заполнителем для аргумента "world". Результатом работы этого кода будет строка "Hello, world!", которая выводится на экран с помощью std::cout.

std::stringstream

std::stringstream — это класс, который позволяет выполнять операции ввода-вывода на строковых потоках. Он эффективно хранит экземпляр std::basic_string и выполняет операции ввода-вывода на нем.

В этом примере мы создаем std::stringstream из строки "10 20 30". Затем мы извлекаем три целых числа из потока с помощью оператора >> и сохраняем их в переменных x, y и z. Результатом работы этого кода будет вывод на экран чисел 10, 20 и 30.

decltype

decltype — это ключевое слово, используемое для запроса типа выражения. Оно было введено в C++11 и используется в основном в обобщенном программировании, где часто трудно или даже невозможно определить тип выражения.

Один из примеров использования decltype — это объявление шаблонной функции, тип возвращаемого значения которой зависит от типов аргументов шаблона.

В C++11 можно использовать decltype для конечного возвращаемого типа вместе с ключевым словом auto, чтобы объявить шаблонную функцию, возвращаемый тип которой зависит от типов аргументов шаблона.

В этом примере кода показано, как decltype используется для определения типа выражения. Результат работы этого кода будет зависеть от того, какие значения будут присвоены переменным и какие функции будут вызваны.

atoll

Функция atoll в языке программирования C++ является функцией библиотеки заголовка cstdlib. Она используется для преобразования строки в значение типа long long int.

В этом примере кода мы считываем строку с помощью функции fgets, а затем преобразуем ее в значение типа long long int с помощью функции atoll. Затем мы выводим полученное значение и его удвоенное значение.
Результат работы этого кода будет зависеть от того, какое значение будет введено пользователем.

forward_list

forward_list — это контейнер, который поддерживает быструю вставку и удаление элементов из любого места. forward_list реализован в виде односвязного списка, который хранит только ссылку на следующий элемент.

Добавление, удаление и перемещение элементов внутри списка или между несколькими списками не инвалидирует итераторы, которые в настоящее время ссылаются на другие элементы в списке. Однако итератор или ссылка, ссылающиеся на элемент, инвалидируются, когда соответствующий элемент удаляется (через erase_after) из списка.

В этом примере мы создаем forward_list с именем numbers, с помощью метода front() получаем первый элемент списка и выводим его на экран. Далее мы перебираем все элементы списка с помощью цикла for и выводим их на экран.

std::make_unique

std::make_unique — это функция шаблона, которая создает и возвращает std::unique_ptr, который управляет новым объектом типа T, созданным с помощью переданных аргументов.

std::make_unique может быть полезен в задачах, где требуется управление динамически выделенной памятью с помощью std::unique_ptr. Она обеспечивает безопасность исключений и удобство использования по сравнению с явным использованием new и delete.

В этом примере мы используем std::make_unique для создания std::unique_ptr, который управляет новым объектом типа Foo. Мы передаем аргумент 5 в конструктор Foo, чтобы инициализировать поле x этим значением. Затем мы используем оператор -> для доступа к полю x и выводим его значение на экран.

std::initializer_list

std::initializer_list — это легковесный прокси-объект, который предоставляет доступ к массиву объектов типа
const T.
Объект std::initializer_list автоматически создается, когда используется список инициализации в фигурных скобках для инициализации объекта, где соответствующий конструктор принимает параметр std::initializer_list.

Список инициализации в фигурных скобках используется как правый операнд присваивания или как аргумент функции, и соответствующий оператор присваивания/функция принимает параметр std::initializer_list. Список инициализации в фигурных скобках связывается с auto, включая цикл for с диапазоном 1.

std::bitset

std::bitset — это шаблон класса, который представляет собой последовательность битов фиксированного размера N. Битовые множества могут управляться стандартными логическими операторами и преобразовываться в строки и целые числа.

В этом примере мы создаем битовое множество b размером 8 бит и инициализируем его значением 42. Затем мы выводим его на экран. Результат работы этого кода: 00101010.

#вопросы_с_собеседований
Почему стоит использовать std::swap вместо прямого обмена значений?

Использование std::swap вместо прямого обмена значений может быть более эффективным, так как std::swap может быть специализирован для определенных типов данных.
Это означает, что для некоторых типов данных может существовать более эффективная реализация std::swap, которая будет использоваться вместо общей реализации.

Также использование std::swap улучшает читаемость кода и делает его более ясным для других разработчиков.