Функция resize

Функция resize служит для изменения размера контейнеров, например вектора или deque.
Она динамически меняет количество элементов в контейнере на указанное число.

Например, для вектора numbers вызов:

numbers.resize(100);

Установит размер вектора в 100 элементов.
Если изначально элементов было меньше — новые будут инициализированы по умолчанию (нулями). Если было больше — лишние удалятся.

Также можно явно задать значение для инициализации:

numbers.resize(80, -1);

Также resize принимает вектор-шаблон для копирования значений при расширении.

#это_база

Алгоритм stable_partition

Алгоритм std::stable_partition используется для разбиения контейнера на две части по какому-либо условию.

Он принимает начало и конец контейнера, а также условие в виде функции или лямбда-выражения.
В результате все элементы, для которых условие истинно, окажутся в начале контейнера, а остальные — в конце.

Отличие от partition в том, что stable_partition сохраняет относительный порядок элементов. Те, что шли перед разбиением в одной группе, останутся в том же порядке после.
Это бывает важно, например, при разбиении по нескольким критериям.

В примере мы разделили вектор на две части — четные и нечетные числа. Благодаря stable_partition сохранен относительный порядок элементов в каждой части.

#это_база

Ромбовидное наследование

Ромбовидное наследование (diamond inheritance) — это ситуация, когда класс наследуется от нескольких базовых классов, которые в свою очередь наследуются от общего предка.
Например:

class A { };
class B : public A { }; 
class C : public A { };
class D : public B, public C { };

Здесь класс D наследуется от B и C, которые оба наследуются от класса A. Получается ромбовидная иерархия наследования.

На изображении класс D наследуется от B и C, которые в свою очередь наследуют метод print() от A.
При вызове printAll() метод print() вызывается дважды — по пути наследования через B и через C.

Как избежать deadlock

Deadlock (взаимная блокировка) возникает, когда два или более потока заблокированы в ожидании ресурса, который удерживается другим потоком.
Чтобы избежать deadlock, нужно следовать следующим правилам:

— Не блокировать ресурсы в разном порядке в разных потоках.
— Не удерживать блокировку во время выполнения долгих операций.
— Использовать lock_guard или unique_lock вместо явных lock/unlock.
— Избегать вложенных блокировок одного и того же мьютекса.
— Применять порядок блокировки ресурсов, например, всегда в алфавитном порядке.
— Использовать мьютексы только для защиты данных, а не для управления логикой.

Соблюдая эти правила, можно предотвратить ситуации взаимной блокировки потоков и построить корректную многопоточную логику.

#вопросы_с_собеседований
Что такое variadic templates?

Variadic templates — это функция шаблонов, которая позволяет определить функцию или класс с переменным количеством аргументов.
Эта возможность появилась в C++11.

Variadic templates позволяют создавать функции, которые могут принимать произвольное количество аргументов, не зная заранее их типов.
Это достигается за счет использования упаковки аргументов (pack expansion) и рекурсивных шаблонов.

Проще говоря, variadic templates расширяют возможности шаблонов и позволяют создавать гибкие и универсальные компоненты.

#вопросы_с_собеседований
Что такое SIMD-инструкции?

SIMD-инструкции — это специальные команды процессора, которые работают с векторными регистрами и могут выполнять одну операцию над несколькими элементами данных параллельно.

Например, при сложении двух векторов из 4 float чисел, вместо 4 инструкций сложения, с SIMD можно выполнить одну команду, которая сложит эти вектора за одну операцию.

Основные преимущества SIMD:
— Повышение производительности за счет параллельных вычислений.
— Эффективное использование пропускной способности процессора.
— Уменьшение количества инструкций за счет векторизации.
— Оптимизация алгоритмов обработки массивов, матриц, фильтрации, графики.

Алгоритм partial_sort

partial_sort — это алгоритм сортировки из стандартной библиотеки, который упорядочивает только часть контейнера.
Сортирует элементы в диапазоне [first, middle). Элементы справа от middle остаются без изменений

При работе с частью данных эффективнее полной сортировки. Внутри использует алгоритм quicksort.

Применение:
— Быстрый поиск K наибольших/наименьших элементов.
— Сортировка только части большого массива данных.
— Оптимизация производительности по сравнению с полной сортировкой.

#это_база

Алгоритм equal_range

equal_range — это алгоритм поиска из стандартной библиотеки, который находит диапазон элементов, эквивалентных заданному значению.

Принимает отсортированный диапазон, искомое значение и возвращает пару итераторов, задающих найденный диапазон.
Диапазон содержит все элементы, эквивалентные значению. Если элементов нет — итераторы будут указывать на один элемент.

Применение:
— Поиск всех элементов, соответствующих значению.
— Получение диапазона для последующей обработки.
— Высокоэффективная альтернатива линейному поиску.

#это_база

#вопросы_с_собеседований
Расскажите об использовании realloc в контейнерах.

realloc используется в контейнерах динамической памяти, таких как vector, для изменения выделенной памяти при добавлении или удалении элементов.

realloc вызывается при заполнении текущего буфера в контейнере и память перевыделяется большими блоками (обычно в 2 раза больше). Это позволяет избежать постоянного выделения памяти заново.
Само перевыделение происходит автоматически, скрыто от разработчика.

При частых вызовах может привести к фрагментации памяти.

#вопросы_с_собеседований
Расскажите о работе с сырыми указателями.

Работа с сырыми указателями (raw pointers) требует внимания к управлению памятью:

— Сырой указатель содержит только адрес памяти, без информации о длительности владения.

— Память под указатель выделяется вручную с помощью new и освобождается вручную с delete.

— Опасность утечек памяти при потере последнего указателя на объект.

— Нужно следить за правильностью вызовов new/delete во избежание ошибок.

— Может привести к проблемам при копировании указателей (неявное копирование объекта).

— Предпочтительно использовать умные указатели вроде unique_ptr для безопасности.

— Сырые указатели полезны для низкоуровневых оптимизаций производительности.

— Требуют явного кодирования работы с памятью в стиле Си.

static_assert

static_assert — это механизм проверки условий компиляции. Он позволяет выдавать ошибку компиляции, если не выполняется некое условие.

Основные случаи использования:
— Проверка размера типов данных.
— Проверка наличия функций или методов у классов.
— Верификация определенных свойств на этапе компиляции.
— Проверка корректности шаблонных параметров.
— Выявление ошибок в зависимостях между типами данных.

Преимущества:
— Выявляет ошибки на этапе компиляции, не дожидаясь выполнения.
— Позволяет проверить условия, которые нельзя проверить во время выполнения.
— Улучшает читаемость кода за счет явных проверок.

static_assert широко используется в шаблонах и метапрограммировании.

Декомпозиция при объявлении (structural bindings)

Structural bindings — это возможность С++17 разложить объект на отдельные переменные прямо в месте объявления.
Позволяет избежать временных объектов при разборе структур, сокращает и упрощает код при работе со структурами.

Structural bindings активно используется в модульном тестировании для проверки структур и классов.
Также применяется для деструктуризации данных в функциональном программировании.

std::array

std::array — это шаблонный контейнерный тип данных, представляющий собой статический массив с фиксированным размером.
В отличие от обычных C-style массивов, std::array является полноценным объектом со всеми преимуществами ООП.

Основные характеристики:
— Размер массива задается шаблонным параметром и не может изменяться во время выполнения.
— Элементы хранятся в последовательной памяти, что дает хорошую локальность и производительность.
— Поддерживает итераторы, можно использовать в циклах range-for.
— Имеет полезные методы — size(), front(), back(), data() и др.
— Автоматически инициализирует элементы по умолчанию.
— Передается по значению, в отличие от сырых указателей.

buf указатель

buf — это указатель на буфер (массив байтов), часто использующийся для работы с бинарными данными.
Объявляется как u_char *buf или unsigned char *buf. Хранит данные типа unsigned char. Используется для указания на выделенный буфер памяти, куда будут помещаться данные.

В основном используется совместно с функциями memcpy, memset и др. для копирования данных.

Часто применяется в сетевом программировании, криптографии.

Токенизация строки

Токенизация строки — это процесс разбиения строки на токены (лексемы) — отдельные элементы, например слова, числа, операторы.

Для токенизации нужно:

— Разбить строку на токены при помощи разделителей, например пробелов.
— Классифицировать каждый токен — определить его тип (число, строка, оператор и т. д.)
— Преобразовать токены к нужному типу, например из строки в число.
— Сохранить результаты в подходящей структуре данных.
— Обрабатывать ошибки, например неверный формат числа.

Для разбиения строки на токены в С++ удобно использовать stringstream.
Для хранения результатов часто используют структуры или классы, хранящие тип и значение токена.

Токенизация нужна для разбора входных данных, конфигурационных файлов, математических выражений и т. д.

#это_база

rvalue

Rvalue — это временный объект, который может быть перемещен или скопирован. Например, результат выражения или возвращаемое значение функции — это rvalue.
Rvalues являются временными объектами, которые разрушаются после использования. Перемещение ресурсов из rvalue более эффективно, чем копирование.

Константные ссылки или ссылки на const (const T&) могут связываться только с lvalues.
Неконстантные ссылки (T&) могут связываться как с lvalues, так и с rvalues.

*Lvalue — объект с именем, например переменная.

#это_база

Паттерн Strategy

Паттерн Strategy — это паттерн проектирования, который позволяет определять семейства связанных алгоритмов и делать их взаимозаменяемыми.
Это дает возможность выбирать конкретный алгоритм во время выполнения программы.

Основная идея паттерна Strategy заключается в том, чтобы вынести алгоритмы в отдельные классы-стратегии и передавать нужную стратегию в клиентский код.

Это паттерн используется, когда:
— Нужно использовать разные варианты одного и того же алгоритма в разных ситуациях.
— Нужно легко добавлять новые стратегии, не меняя существующий клиентский код.
— Нужно избавиться от условных операторов, выбирающих алгоритм.

std::byte

std::byte — это тип данных, представляющий собой байт, введенный в С++17.
Это тип с фиксированным размером в 1 байт, в отличие от char, размер которого зависит от платформы. Гарантированно не имеет знака (unsigned)
Поддерживает все операции сдвига и битовые операции

std::byte используется в следующих случаях:
— Для представления байтовых данных без неявных преобразований типов.
— В низкоуровневом коде, работающем с памятью, регистрами и т. д.
— В криптографии и работе с сетевыми данными.
— Для явного обозначения, что переменная содержит просто байт данных.

Преимущества std::byte:
— Независим от платформы, в отличие от char и uint8_t.
— Повышает читаемость кода, явно указывая на тип "байт".
— Исключает ошибки преобразования к int/bool при вычислениях.

Побитовое копирование

Побитовое копирование — копирование данных из одного объекта в другой побитно, без каких-либо преобразований.
Оно используется для копирования структур и классов. Когда мы присваиваем один объект другому того же типа, происходит побитовое копирование.

Побитовое копирование быстрее обычного копирования, так как не требует вызова конструкторов и деструкторов. Но при этом копируются все данные объекта, даже те, которые не нужны.

Чтобы предотвратить побитовое копирование для класса, можно объявить конструктор копирования и оператор присваивания private. Тогда компилятор выдаст ошибку при попытке копирования.
Также для предотвращения побитового копирования можно использовать ключевое слово delete для этих методов.

#это_база