C++ + IT

С этим тегом используют

4 месяца назад

Основы программирования на C++: функции, шаблоны⁠⁠

Прежде чем читать мою статью - реши для себя, зачем ты это делаешь. Даже если ты просто нормальный человек, лишним не будет.

Если вы настоящий профессионал программирования, то зачем вы тут сидите и читайте статью на пикабу? Если вы ради интереса зашли почитать, то претензий ноль, но если вы просто захотели задушить нового пользователя Пикабу минусами, то немедленно покиньте статью, вам однозначно интересно не будет.

Здравствуйте, мои маленькие любители программирования!

Функции — это фундаментальный элемент программирования, который позволяет структурировать код, избегать повторений и упрощать его понимание. Они позволяют выделить часто используемый код в отдельные блоки, которые можно многократно использовать с разными входными данными.

Основные концепции функций

Что такое функция? Функция — это блок кода, который выполняет определенную задачу. Она может принимать входные данные (аргументы), обрабатывать их и возвращать результат. В языке C++ каждая программа начинается с выполнения функции main(), которая является точкой входа в программу.
int main() {
// Код программы
return 0;
}
- int перед main() указывает, что функция возвращает целое число.
- return 0; означает успешное завершение программы.
Создание простой функции
Рассмотрим пример функции, которая складывает два числа:
int Sum(int a, int b) {
return a + b;
}
- int перед именем функции указывает, что функция возвращает значение типа int.
- Sum — это имя функции.
- (int a, int b) — это параметры функции, то есть значения, которые передаются в функцию при её вызове.
Пример использования функции Sum:
int main() {
int x = 17, y = 42;
int z = Sum(x, y); // Вызов функции Sum
std::cout << "Сумма: " << z << "\n"; // Выведет 59
}
Функции без возвращаемого значения
Если функция не должна возвращать результат, её можно объявить как void. Это означает, что функция просто выполняет какие-то действия, но не возвращает никаких данных.
void DoSomething(double d, char c) {
std::cout << "Число: " << d << ", Символ: " << c << "\n";
}
Пример использования:
int main() {
DoSomething(3.14, '@'); // Выведет: Число: 3.14, Символ: @
}
Рекурсивные функции
Рекурсия — это когда функция вызывает саму себя. Это полезно для решения задач, которые могут быть разделены на подзадачи того же типа. Например, вычисление факториала числа:
#include <cstdint> // Для uint64_t
std::uint64_t Factorial(std::uint64_t n) {
if (n == 0) {
return 1; // Базовый случай
}
return n * Factorial(n - 1); // Рекурсивный вызов
}
Пример использования:
int main() {
std::cout << "Факториал 5: " << Factorial(5) << "\n"; // Выведет 120
}
Важно: При использовании рекурсии нужно быть осторожным, чтобы не создать бесконечный цикл вызовов, что может привести к переполнению стека.

Аргументы функций

Передача аргументов по значению
По умолчанию аргументы передаются "по значению", то есть функция работает с копиями переменных. Любые изменения внутри функции не влияют на исходные переменные.
void f(int x, int y) {
x = 10; // Изменение x не повлияет на внешнюю переменную
y = 20; // Изменение y не повлияет на внешнюю переменную
}
int main() {
int a = 1, b = 2;
f(a, b);
std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << "\n"; // Выведет: a: 1, b: 2
}
Передача аргументов по ссылке
Чтобы изменять исходные переменные внутри функции, используются ссылки (&). Это позволяет функции работать с оригинальными переменными, а не с их копиями.
void Swap(int& x, int& y) { // Передача по ссылке
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main() {
int a = 1, b = 2;
Swap(a, b);
std::cout << "a: " << a << ", b: " << b << "\n"; // Выведет: a: 2, b: 1
}
Константные ссылки
Для сложных типов данных (например, векторов или строк) лучше передавать аргументы по константной ссылке (const &). Это позволяет избежать лишнего копирования данных и защищает их от случайного изменения внутри функции.
void PrintVector(const std::vector<int>& vec) {
for (int num : vec) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << "\n";
}
int main() {
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
PrintVector(numbers); // Выведет: 1 2 3 4 5
}

Возвращаемые значения функций

Возврат простых типов
Функция может возвращать любые типы данных, такие как int, double, char и т.д. Например:
double Divide(double a, double b) {
return a / b;
}
int main() {
double result = Divide(10.0, 2.0);
std::cout << "Результат деления: " << result << "\n"; // Выведет: 5.0
}
Возврат сложных типов
Возврат сложных типов данных (например, векторов или строк) также возможен. Компилятор автоматически оптимизирует процесс копирования таких объектов.
std::string Concatenate(const std::vector<std::string>& parts) {
std::string result;
for (const auto& part : parts) {
result += part;
}
return result;
}
int main() {
std::vector<std::string> words = {"Hello", " ", "World", "!"};
std::cout << Concatenate(words) << "\n"; // Выведет: Hello World!
}
Опасность возврата ссылок на локальные переменные
Нельзя возвращать ссылку на локальную переменную, так как она будет уничтожена после завершения функции.
int& GetLocalVariable() {
int x = 10;
return x; // Ошибка! x будет уничтожен после завершения функции
}

Лямбда-функции

Лямбда-функции — это анонимные функции, которые можно определять непосредственно в месте использования. Они особенно полезны для коротких операций, например, для сортировки.

#include <algorithm>

#include <vector>

int main() {

std::vector<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 9};

// Сортировка в обратном порядке с помощью лямбда-функции

std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) {

return a > b; // Сравнение в обратном порядке

});

for (int num : numbers) {

std::cout << num << " "; // Выведет: 9 8 5 2 1

}

Шаблоны

Шаблоны позволяют создавать универсальный код, работающий с различными типами данных.

Шаблонные функции
Шаблонная функция позволяет работать с разными типами данных без необходимости писать отдельные версии для каждого типа.
template<typename T>
T Max(T a, T b) {
return (a > b) ? a : b;
}
int main() {
std::cout << "Максимум: " << Max(10, 20) << "\n"; // Выведет: 20
std::cout << "Максимум: " << Max(3.14, 2.71) << "\n"; // Выведет: 3.14
std::cout << "Максимум: " << Max("apple", "banana") << "\n"; // Выведет: banana
}
Шаблонные структуры
Шаблоны также можно использовать для создания универсальных структур данных. Например, структура Triple, которая хранит три значения разных типов:
template<typename T1, typename T2, typename T3>
struct Triple {
T1 first;
T2 second;
T3 third;
};
int main() {
Triple<int, double, std::string> data = {1, 3.14, "Hello"};
std::cout << "First: " << data.first << ", Second: " << data.second
<< ", Third: " << data.third << "\n";
}

Это основные концепции работы с функциями и шаблонами в C++. Теперь вы знаете, как создавать и использовать функции, передавать аргументы, возвращать значения и работать с шаблонами.

Задачи на функции

1. Простые функции

Функция "Приветствие"
Напишите функцию void Greet(const std::string& name), которая выводит приветствие в формате:
"Привет, [имя]!".
Пример:
Greet("Анна"); // Вывод: Привет, Анна!
Вычисление площади прямоугольника
Напишите функцию double CalculateRectangleArea(double width, double height), которая принимает ширину и высоту прямоугольника и возвращает его площадь.
Пример:
double area = CalculateRectangleArea(5.0, 3.0); // Результат: 15.0
Проверка числа на четность
Напишите функцию bool IsEven(int number), которая возвращает true, если число четное, и false — если нечетное.
Пример:
bool result = IsEven(4); // Результат: true

2. Функции с передачей по ссылке

Увеличение значения на 1
Напишите функцию void Increment(int& value), которая увеличивает переданное значение на 1.
Пример:
int x = 5;
Increment(x);
std::cout << x; // Вывод: 6
Обмен значений двух переменных
Реализуйте функцию void Swap(int& a, int& b), которая меняет значения двух переменных местами.
Пример:
int x = 10, y = 20;
Swap(x, y);
std::cout << x << " " << y; // Вывод: 20 10

3. Рекурсивные функции

Числа Фибоначчи
Напишите рекурсивную функцию int Fibonacci(int n), которая возвращает n-е число Фибоначчи.
Пример:
int result = Fibonacci(7); // Результат: 13
Степень числа
Напишите рекурсивную функцию int Power(int base, int exponent), которая возводит число base в степень exponent.
Пример:
int result = Power(2, 3); // Результат: 8

Задачи на шаблоны

4. Шаблонные функции

Минимум двух чисел
Напишите шаблонную функцию T Min(T a, T b), которая возвращает минимальное из двух значений.
Пример:
int result1 = Min(10, 20); // Результат: 10
double result2 = Min(3.14, 2.71); // Результат: 2.71
Сравнение строк
Напишите шаблонную функцию bool AreEqual(T a, T b), которая возвращает true, если два значения равны, и false — если нет.
Пример:
bool result1 = AreEqual(5, 5); // Результат: true
bool result2 = AreEqual("hello", "world"); // Результат: false
Сумма элементов массива
Напишите шаблонную функцию T SumArray(const std::vector<T>& arr), которая вычисляет сумму всех элементов вектора.
Пример:
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4};
int result = SumArray(numbers); // Результат: 10

5. Шаблонные структуры

Шаблонная структура "Точка"
Создайте шаблонную структуру Point<T>, которая хранит координаты точки в двумерном пространстве. Добавьте метод void Print(), который выводит координаты точки.
Пример:
Point<int> p1 = {3, 4};
p1.Print(); // Вывод: (3, 4)
Шаблонная структура "Пара"
Создайте шаблонную структуру Pair<T1, T2>, которая хранит два значения разных типов. Добавьте метод void Print(), который выводит значения пары.
Пример:
Pair<int, std::string> pair = {42, "Ответ"};
pair.Print(); // Вывод: (42, Ответ)

Задачи на лямбда-функции

6. Лямбда-выражения

Фильтрация чисел
Используя лямбда-функцию, напишите программу, которая фильтрует числа из вектора, оставляя только четные.
Пример:
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
std::vector<int> evenNumbers;
std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), std::back_inserter(evenNumbers), [](int x) {
return x % 2 == 0;
});
// Результат: evenNumbers = {2, 4, 6}
Сортировка строк по длине
Используя лямбда-функцию, отсортируйте вектор строк по их длине.
Пример:
std::vector<std::string> words = {"apple", "banana", "kiwi"};
std::sort(words.begin(), words.end(), [](const std::string& a, const std::string& b) {
return a.size() < b.size();
});
// Результат: words = {"kiwi", "apple", "banana"}

Дополнительные задачи

7. Комбинированные задачи

Калькулятор
Напишите шаблонную функцию T Calculator(T a, T b, char operation), которая выполняет одну из операций (+, -, *, /) над двумя числами.
Пример:
int result = Calculator(10, 5, '+'); // Результат: 15
double result2 = Calculator(10.0, 2.0, '/'); // Результат: 5.0
Поиск максимального элемента в массиве
Напишите шаблонную функцию T FindMax(const std::vector<T>& arr), которая возвращает максимальный элемент вектора.
Пример:
std::vector<int> numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
int max = FindMax(numbers); // Результат: 9
Подсчет слов в строке
Напишите функцию int CountWords(const std::string& text), которая подсчитывает количество слов в строке. Слова разделены пробелами.
Пример:
int count = CountWords("Hello world!"); // Результат: 2

Эти задачи помогут вам закрепить основные концепции работы с функциями, шаблонами и лямбда-выражениями в C++. Вы можете начать с простых задач и постепенно переходить к более сложным. Удачи!

Показать полностью

[моё] Программирование Гайд IT C++ Windows Длиннопост

mcnikirikitiki

4 месяца назад

Лига программистов

Сборка проектов на C/C++: от базовых принципов к продвинутым решениям. Часть II - Инструменты автоматизации сборки⁠⁠

1. Почему важно правильно настраивать сборку?

Правильная настройка сборки — это не просто удобство для разработчиков, но и ключ к успешному развитию проекта. Вот несколько причин:

Масштабируемость: Чем больше проект, тем сложнее его поддерживать вручную. Автоматизация сборки позволяет легко добавлять новые файлы и зависимости.
Переносимость: Проекты часто запускаются на разных платформах (Linux, Windows, macOS). Хорошая система сборки гарантирует, что код будет работать везде.
Совместная работа: Когда в команде несколько разработчиков, автоматизированная сборка помогает избежать проблем с конфигурацией окружения.
CI/CD: Современные системы непрерывной интеграции и доставки (CI/CD) требуют четко настроенной сборки. Это ускоряет тестирование и деплой.

2. Универсальные Makefile'ы

В примере выше мы рассмотрели базовый Makefile. Теперь давайте сделаем его более универсальным, чтобы он мог обрабатывать любое количество исходных файлов:

# Имя исполняемого файла

TARGET = program

# Компилятор и флаги

CXX = g++

CXXFLAGS = -Wall -std=c++17

LDFLAGS =

# Список исходных файлов

SRCS = $(wildcard *.cpp)

OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)

# Основная цель

all: $(TARGET)

# Как собирать программу

$(TARGET): $(OBJS)

$(CXX) $(OBJS) $(LDFLAGS) -o $(TARGET)

# Правило для объектных файлов

%.o: %.cpp

$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

# Очистка

clean:

rm -f $(OBJS) $(TARGET)

Здесь используется функция wildcard, которая автоматически находит все .cpp файлы в директории. Это делает Makefile более гибким.

3. Работа с зависимостями

3.1. Установка библиотек через пакетный менеджер

Это самый простой способ, но он имеет ограничения:

Разные дистрибутивы Linux могут использовать разные пакетные менеджеры (apt, yum, pacman).
Версии библиотек в репозиториях могут быть устаревшими.

Пример установки libcurl:

sudo apt-get install libcurl4-openssl-dev

3.2. Локальная компиляция библиотек

Если вы хотите избежать проблем с версиями библиотек, лучше скомпилировать их локально. Например, для libcurl:

wget https://curl.se/download/curl-8.11.1.tar.bz2

tar -jxf curl-8.11.1.tar.bz2

cd curl-8.11.1

./configure --with-openssl

make

Теперь используйте локальные пути при компиляции:

g++ curlexample.cpp -o curlexample \

-I ./curl-8.11.1/include \

-L ./curl-8.11.1/lib/.libs \

-l curl

4. Продвинутые инструменты сборки

4.1. CMake

CMake — это мощный инструмент, который поддерживает кроссплатформенную сборку. Вот пример CMakeLists.txt для проекта с зависимостью от libcurl:

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

project(CurlExample LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

find_package(CURL REQUIRED)

add_executable(CurlExample curlexample.cpp)

target_link_libraries(CurlExample PRIVATE CURL::libcurl)

Чтобы собрать проект:

mkdir build

cd build

cmake ..

make

4.2. Meson

Meson — это современный инструмент, который генерирует файлы для Ninja. Пример meson.build:

project('CurlExample', 'cpp')

# Поиск libcurl

dependency('libcurl')

executable('curlexample', 'curlexample.cpp', dependencies: ['libcurl'])

Сборка:

meson setup build

cd build

ninja

4.3. SCons

SCons использует Python для написания рецептов. Пример SConstruct:

env = Environment()

env.Append(LIBS=['curl'])

env.Program(target='curlexample', source='curlexample.cpp')

Сборка:

scons

5. Docker для изоляции сборки

Docker позволяет создавать изолированные контейнеры с нужной версией ОС и библиотек. Это особенно полезно для старых проектов или CI/CD.

Пример Dockerfile:

FROM ubuntu:20.04

RUN apt-get update && apt-get install -y \

build-essential cmake git libcurl4-openssl-dev

WORKDIR /app

COPY . .

RUN mkdir build && cd build && cmake .. && make

Сборка и запуск:

docker build -t myproject .

docker run -it --rm -v $(pwd):/app myproject

6. Советы по оптимизации сборки

Инкрементальная сборка: Не пересобирайте весь проект, если изменился только один файл. Инструменты вроде make и ninja поддерживают это "из коробки".
Параллельная сборка: Используйте флаг -j для ускорения сборки на многоядерных процессорах:
make -j$(nproc)
Кэширование зависимостей: Если вы используете Docker, сохраняйте зависимости в кэше, чтобы не скачивать их заново при каждой сборке.
Статическая vs Динамическая линковка: Выбирайте подходящий метод в зависимости от ваших целей:
- Статическая линковка создает автономный исполняемый файл, но увеличивает его размер.
- Динамическая линковка делает файл меньше, но требует наличия библиотек на целевой системе.

7. Заключение

Настройка сборки проекта — это инвестиция в будущее. Чем раньше вы потратите время на её автоматизацию, тем проще будет развивать проект. Вот несколько рекомендаций:

Для небольших проектов используйте Makefile.
Для средних и больших проектов выбирайте CMake или Meson.
Если вам нужно тестировать сборку в разных окружениях, используйте Docker.
Всегда документируйте процесс сборки, чтобы другие разработчики могли легко подключиться к проекту.

Помните: хороший процесс сборки — это залог стабильности и успеха вашего проекта!

Показать полностью

[моё] Программирование Гайд IT Windows C++ Сборка Длиннопост

mcnikirikitiki

4 месяца назад

Лига программистов

Основы программирования на C++: составные типы данных, ссылки и указатели⁠⁠

Сегодня мы разберем базовые концепции C++, которые помогут вам писать эффективный и читаемый код. Мы рассмотрим:

Составные типы данных : перечисления, структуры, кортежи и пары.
Ссылки и указатели : как они работают и зачем нужны.
Константность : как использовать const для создания надежного кода.
Дополнительные темы : динамическая память, умные указатели и практические советы.

1. Составные типы данных

Перечисления

Перечисления (enum) позволяют определять ограниченный набор именованных констант. Это удобно, когда нужно работать с фиксированным набором значений, например, цветами или состояниями объекта.

enum class Color {

White,

Red,

Orange,

Blue,

};

Теперь вы можете использовать эти значения через префикс Color:::

Color color = Color::Red;

По умолчанию значения перечислений хранятся как целые числа, начиная с нуля. Их можно преобразовать в числа и обратно с помощью static_cast:

int value = static_cast<int>(color); // Преобразование в число

Color color2 = static_cast<Color>(2); // Преобразование обратно

Структуры

Структуры позволяют объединять несколько переменных под одним именем. Например, если вы работаете с точками в трехмерном пространстве, можно создать структуру:

struct Point {

double x = 0.0;

double y = 0.0;

double z = 0.0;

Color color; // Цвет точки

};

Инициализировать структуру можно несколькими способами:

Point point1 = {1.4, -2.2, -3.98, Color::Red};

Point point2 = {.x = 1.4, .y = -2.2}; // C++20 и выше

Кортежи и пары

Для хранения нескольких значений можно использовать std::pair или std::tuple:

#include <tuple>

std::tuple<int, double, Color> t = {42, 3.14, Color::Orange};

std::cout << std::get<0>(t); // Выведет 42

Выравнивание данных

Размер структуры может быть больше, чем сумма размеров её полей, из-за выравнивания данных . Например:

struct Point {

double x; // 8 байт

double y; // 8 байт

double z; // 8 байт

int color; // 4 байта

};

Размер этой структуры будет 32 байта, а не 28, потому что компилятор добавляет "пустые" байты для выравнивания.

2. Ссылки и указатели

Ссылки

Ссылка — это псевдоним для существующей переменной. Она должна быть инициализирована при объявлении:

int x = 42;

int& ref = x; // Теперь ref — это другое имя для x

ref = 10; // Изменит значение x

Ссылки удобны для работы с большими объектами, такими как строки или векторы, чтобы избежать копирования:

std::string s1 = "Hello";

std::string& s2 = s1; // s2 — это ссылка на s1

s2 += " World"; // Изменит s1

Указатели

Указатель хранит адрес переменной в памяти. Его можно получить с помощью оператора &:

int x = 42;

int* ptr = &x; // ptr хранит адрес x

std::cout << *ptr; // Разыменование: выведет 42

Указатели можно переназначать, а также использовать специальное значение nullptr, которое означает "пустой" указатель:

int* ptr = nullptr; // Пустой указатель

ptr = &x; // Теперь ptr указывает на x

Опасности указателей

Не обращайтесь к памяти, которая уже вышла из области видимости:

int* ptr = nullptr;

{

int x = 42;

ptr = &x;

}

// *ptr — неопределённое поведение!

3. Константность

Константы — это переменные, которые нельзя изменять после инициализации:

const int c = 42;

// c = 10; // Ошибка компиляции

Константность можно комбинировать со ссылками и указателями:

const int* ptr = &x; // Указатель на константу

int* const ptr = &x; // Константный указатель

4. Дополнительные темы

Динамическая память

Динамическая память используется, когда размер данных заранее неизвестен. Для этого применяются операторы new и delete:

int* arr = new int[10]; // Выделение памяти

delete[] arr; // Освобождение памяти

Умные указатели

Умные указатели (std::unique_ptr, std::shared_ptr) автоматически освобождают память, когда она больше не нужна:

#include <memory>

std::unique_ptr<int> ptr = std::make_unique<int>(42);

Практические советы

Используйте ссылки в циклах :
for (const auto& item : vector) {
std::cout << item;
}
Избегайте "висячих" ссылок и указателей : Не обращайтесь к памяти, которая уже вышла из области видимости.
Проверяйте границы массивов : Используйте метод at() вместо оператора [], чтобы избежать ошибок доступа.

Задачи для практики

1. Перечисления: "Трафик-свет"

Описание:
Создайте программу, которая моделирует работу светофора. Используйте перечисление enum class TrafficLight с тремя состояниями: Red, Yellow, Green. Программа должна циклически переключать светофор каждую секунду (можно использовать std::this_thread::sleep_for для задержки).

Пример вывода:

Red

Yellow

Green

Red

...

2. Структуры: "Координаты точек"

Описание:
Создайте структуру Point3D, которая представляет точку в трехмерном пространстве. Добавьте метод distanceTo, который вычисляет расстояние между двумя точками.

Пример использования:

Point3D p1 = {1.0, 2.0, 3.0};

Point3D p2 = {4.0, 5.0, 6.0};

std::cout << p1.distanceTo(p2); // Выведет ~5.196

3. Кортежи и пары: "Анализ данных"

Описание:
Напишите программу, которая хранит информацию о студентах в виде кортежей. Каждый кортеж содержит имя студента (строка), возраст (целое число) и средний балл (число с плавающей точкой). Создайте вектор таких кортежей и найдите студента с максимальным средним баллом.

Пример данных:

std::vector<std::tuple<std::string, int, double>> students = {

{"Alice", 20, 4.5},

{"Bob", 22, 3.8},

{"Charlie", 21, 4.9}

};

Пример вывода:

Студент с максимальным баллом: Charlie, балл: 4.9

4. Указатели: "Менеджер памяти"

Описание:
Напишите программу, которая динамически выделяет память под массив целых чисел, заполняет его случайными значениями и выводит их на экран. После этого освободите память.

Дополнительно:
Добавьте проверку на утечку памяти (например, используя инструменты, такие как Valgrind или AddressSanitizer).

5. Константность: "Защита данных"

Описание:
Создайте функцию printVector, которая принимает константную ссылку на вектор и выводит его элементы. Убедитесь, что внутри функции нельзя изменить содержимое вектора.

Пример использования:

std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};

printVector(nums);

Пример вывода:

1 2 3 4 5

6. Умные указатели: "Управление ресурсами"

Описание:
Создайте класс FileHandler, который управляет открытием и закрытием файла. Используйте std::unique_ptr для автоматического управления ресурсами.

Пример использования:

FileHandler file("example.txt");

file.write("Hello, world!");

7. Ссылки в циклах: "Фильтрация данных"

Описание:
Напишите программу, которая фильтрует строки из вектора, оставляя только те, которые начинаются с заглавной буквы. Используйте ссылки в цикле for для эффективной работы с данными.

Пример данных:

std::vector<std::string> words = {"Apple", "banana", "Cherry", "date"};

Пример вывода:

Apple

Cherry

8. Выравнивание данных: "Размер структуры"

Описание:
Создайте структуру с полями разных типов (например, char, int, double) и выведите её размер с помощью sizeof. Затем измените порядок полей так, чтобы минимизировать размер структуры за счет выравнивания.

Пример структуры:

struct Example {

char c;

double d;

int i;

};

Пример вывода:

Исходный размер: 24 байта

Оптимизированный размер: 16 байт

9. "Висячие" ссылки: "Безопасное обращение"

Описание:
Напишите программу, которая демонстрирует проблему "висячих" ссылок. Создайте ссылку на локальную переменную внутри блока и попробуйте использовать её после выхода из блока. Объясните, почему это приводит к неопределенному поведению.

Пример кода:

int* ptr = nullptr;

{

int x = 42;

ptr = &x;

}

std::cout << *ptr; // Неопределенное поведение!

10. Комбинированная задача: "Управление библиотекой"

Описание:
Создайте программу для управления библиотекой книг. Каждая книга описывается структурой Book с полями: название, автор, год издания. Реализуйте следующие функции:

Добавление книги в библиотеку.
Поиск книги по названию.
Удаление книги из библиотеки.

Используйте std::vector для хранения книг и умные указатели для управления памятью.

Пример использования:

Library lib;

lib.addBook({"The C++ Programming Language", "Bjarne Stroustrup", 1985});

lib.findBook("The C++ Programming Language");

lib.removeBook("The C++ Programming Language");

Заключение

Теперь вы знаете основы работы с составными типами данных, ссылками, указателями и константностью в C++. Эти инструменты — фундамент для написания эффективного кода. Продолжайте практиковаться, и скоро вы сможете создавать сложные программы!

Показать полностью

[моё] IT Программирование Гайд C++ Указатель Длиннопост

mcnikirikitiki

4 месяца назад

Лига программистов

Основы C++: Ветвления, Циклы, Векторы и Строки⁠⁠

Здравствуйте, мои маленькие любители программирования!

Сегодня мы разберем ключевые конструкции C++: ветвления , циклы , векторы и строки . Это как азбука программиста — без них никуда. Готовы? Погнали!

1. Ветвления: если «если», то идем дальше

В жизни мы постоянно принимаем решения: «Если дождь — возьми зонт», «Если голоден — поешь». В C++ для этого есть операторы if, else if, else и switch.

1.1. Оператор if

Простейший пример:

if (x > 0) {

std::cout << "Число положительное!\n";

} else {

std::cout << "Число не положительное...\n";

}

Важно:

Фигурные скобки {} можно не ставить, если внутри одна строка. Но лучше ставить всегда — так меньше ошибок.
Условия можно комбинировать через && (и), || (или), ! (не).

Пример сложного условия:

if ((age >= 18 && age <= 65) || hasSpecialPermission) {

// Условие читается как:

// "Если возраст от 18 до 65 ИЛИ есть специальное разрешение"

}

1.2. Оператор switch

Идеален для выбора из множества вариантов:

switch (operation) {

case '+':

result = a + b;

break;

case '-':

result = a - b;

break;

default:

result = 0; // если ни один case не подошел

}

Важно:

Не забудьте break, иначе выполнение «провалится» в следующий case.
switch работает только с целыми числами и символами. Со строками — нельзя!

1.3. goto — зло?

Да, его лучше не использовать. Но для примера:

again:

std::cout << "Введите возраст: ";

int age;

std::cin >> age;

if (age < 0) goto again; // прыжок на метку again

Совет: Вместо goto используйте циклы. Они читабельнее и безопаснее.

2. Циклы: повторяем, пока не надоест

Циклы нужны, чтобы выполнять код много раз. В C++ их три вида: while, do-while, for.

2.1. Цикл while

Проверяет условие перед итерацией:

int n = 1;

while (n <= 10) {

std::cout << n << " ";

++n;

}

// Вывод: 1 2 3 ... 10

2.2. Цикл for

Идеален для перебора элементов:

for (int i = 1; i <= 10; ++i) {

std::cout << i << " ";

}

Фишка: Можно использовать range-based for для контейнеров:

std::string line = "Hello";

for (char c : line) {

std::cout << c << " "; // H e l l o

}

2.3. break и continue

break — досрочный выход из цикла.
continue — переход к следующей итерации.

Пример:

while (true) {

int x;

std::cin >> x;

if (x == 0) break; // выход при вводе 0

if (x < 0) continue; // пропуск отрицательных

std::cout << x << " ";

}

3. Векторы: динамические массивы

std::vector — это массив, который умеет расти. Подключаем через <vector>.

3.1. Создание и доступ

std::vector<int> nums = {1, 2, 3};

nums.push_back(4); // добавляем 4 в конец

std::cout << nums[0]; // 1 (первый элемент)

std::cout << nums.size(); // 4 (размер вектора)

Важно:

Обращение по неверному индексу (nums[10]) — неопределенное поведение.
Используйте at() для проверки границ: nums.at(10) выбросит исключение.

3.2. Дополнительные методы

std::vector<int> v = {1, 2, 3};

v.empty(); // проверка на пустоту

v.clear(); // очистка вектора

v.reserve(100); // резервирование места для 100 элементов

v.capacity(); // текущая ёмкость

3.3. Сортировка вектора

#include <algorithm>

std::vector<int> data = {3, 1, 4};

std::sort(data.begin(), data.end()); // 1, 3, 4

4. Строки: не просто символы

std::string — это вектор символов с дополнительными функциями. Подключаем через <string>.

4.1. Основные операции

std::string s = "Hello";

s += " World!"; // "Hello World!"

std::cout << s.substr(6, 5); // "World" (подстрока)

size_t pos = s.find("World"); // позиция = 6

4.2. Дополнительные методы

std::string s = "Hello";

s.size(); // длина строки

s.empty(); // проверка на пустоту

s.append(" World"); // добавление

s.erase(0, 1); // удаление символа по индексу

s.replace(0, 5, "Hi"); // замена подстроки

s.find_first_of("aeiou"); // поиск первой гласной

4.3. Палиндром? Легко!

#include <algorithm>

std::string word = "радар";

std::string reversed = word;

std::reverse(reversed.begin(), reversed.end());

if (word == reversed) {

std::cout << "Это палиндром!\n";

}

Практика: 5 задач для закрепления

Задача 1: «Сумматор»

Описание: Напишите программу, которая суммирует все числа, введенные пользователем, пока не будет введен 0. Пример:

Введите числа: 5 3 -2 0

Сумма: 6

Задача 2: «Поиск максимума»

Описание: Создайте вектор из 10 случайных чисел (от 1 до 100). Найдите максимальный элемент. Подсказка: Используйте rand() % 100 + 1 для генерации чисел.

Задача 3: «Шифратор»

Описание: Напишите программу, которая заменяет все гласные буквы в строке на символ '*'. Пример:

Введите строку: Hello

Результат: H*ll*

Задача 4: «Калькулятор»

Описание: Реализуйте простой калькулятор, который принимает два числа и операцию (+, -, *, /). Используйте switch для обработки операций.

Задача 5: «Удаление пробелов»

Описание: Напишите программу, которая удаляет все пробелы из введенной строки. Пример:

Введите строку: Hello World

Результат: HelloWorld

Заключение

Теперь вы знаете основы ветвлений, циклов, работы с векторами и строками. Это как Lego: из этих блоков можно собрать что угодно. Дальше — больше: функции, классы, шаблоны... Но это уже в следующих статьях.

Показать полностью

[моё] Программирование Гайд C++ IT Длиннопост

mcnikirikitiki

4 месяца назад

Лига программистов

Знакомство с C++⁠⁠

Заранее благодарю за понимание.

Здравствуйте, мои маленькие любители программирования.

Итак, C++ — это язык, которому почти 40 лет. Да-да, он старше многих из вас! Но, как говорится, возраст — это просто число. C++ до сих пор остается актуальным и востребованным. Он был создан Бьярне Страуструпом (да благословит его каждый программист) как расширение языка C. Изначально он даже назывался "Си с классами". Но чтобы начать учить C++, совсем не обязательно знать C. Хотя, конечно, базовые знания программирования вам понадобятся. Например, можно быть знакомым с Python — этим милым, дружелюбным языком, который так любят в школах.

Но вот парадокс: C++ во многом полная противоположность Python. Если Python — это интерпретируемый язык, где вы пишете код и сразу видите результат, то C++ — компилируемый. Это значит, что перед запуском программы вам нужно скомпилировать ее. Звучит сложно? На самом деле нет. Просто представьте, что компилятор — это переводчик, который превращает ваш красивый код в язык, понятный процессору.

Кстати, о компиляторах. Есть несколько популярных вариантов: GCC, Clang, MSVC и другие. Мы будем использовать Clang 16-й версии. Почему? Потому что он удобный, быстрый и просто крутой. При проверке задач мы будем использовать такие ключи компиляции:

clang++ --std=c++20 -O3 -fsanitize=address,undefined -Wall -Wextra -Werror

Не пугайтесь этих строчек! Это просто настройки, которые помогают находить ошибки и делать ваш код лучше.

Теперь немного о стандартах. C++ развивается, и каждые несколько лет появляется новый стандарт языка. Мы будем ориентироваться на C++20. Это как последняя версия вашего любимого приложения — только для программистов.

Если вы думаете, что написание программ на C++ требует каких-то особенных инструментов, то вы ошибаетесь. Можно писать код даже в блокноте. Но, конечно, удобнее использовать среду разработки (IDE). Например, Visual Studio, Eclipse или Qt Creator. Мы же будем запускать компилятор прямо из консоли. Так вы почувствуете себя настоящими хакерами из фильмов.

А теперь давайте напишем нашу первую программу. Знаете, что это будет? Конечно же, "Hello, world!" — традиция, которую обязан соблюдать каждый программист. Вот она:

#include <iostream>

int main() {

std::cout << "Hello, world!\n";

}

Выглядит просто, правда? Но давайте разберем, что здесь происходит. #include <iostream> — это подключение библиотеки для работы с потоками ввода-вывода. std::cout — это поток вывода, который отправляет текст на экран. А \n — это символ перевода строки.

Чтобы скомпилировать эту программу, откройте терминал и введите:

clang++ hello.cpp -o hello

После этого запустите исполняемый файл:

./hello

И вот оно — магическое сообщение: "Hello, world!"

Но что, если вы хотите сделать программу чуть интереснее? Например, спросить имя пользователя и поприветствовать его персонально? Тогда вам понадобится поток ввода std::cin. Вот пример:

#include <iostream>

#include <string>

int main() {

std::string name;

std::cout << "What is your name?\n";

std::cin >> name;

std::cout << "Hello, " << name << "!\n";

}

Обратите внимание: если пользователь введет несколько слов через пробел, программа "увидит" только первое. Чтобы считать всю строку целиком, используйте функцию std::getline.

На этом этапе вы уже знаете, как писать простейшие программы на C++. Но давайте углубимся немного дальше и разберем несколько важных концепций, которые помогут вам лучше понять язык.

Переменные и типы данных

В программировании переменные — это контейнеры для хранения данных. В C++ каждая переменная имеет определенный тип, который указывает, сколько памяти она занимает и какие операции с ней можно выполнять. Вот несколько базовых типов:

int — целые числа (например, 42).
float и double — числа с плавающей точкой (дробные числа). float обычно занимает 4 байта, а double — 8.
char — символы (например, 'A').
bool — логический тип, принимающий значения true или false.

Пример объявления переменных:

int age = 25;

double pi = 3.14159;

char grade = 'A';

bool isProgrammer = true;

Обратите внимание: в C++ важно инициализировать переменные перед их использованием. Если этого не сделать, то при попытке чтения значения такой переменной может возникнуть неопределенное поведение (UB — undefined behavior).

Области видимости

В C++ существует понятие области видимости (scope) переменной. Это означает, что переменная доступна только внутри блока кода, в котором она была объявлена. Например:

#include <iostream>

int globalVariable = 1; // Глобальная переменная

int main() {

int localVariable = 2; // Локальная переменная

{

int innerVariable = 3; // Локальная переменная внутри блока

std::cout << globalVariable << " " << localVariable << " " << innerVariable << "\n";

}

// Здесь innerVariable недоступна

std::cout << globalVariable << " " << localVariable << "\n";

}

Как видите, переменная innerVariable недоступна за пределами своего блока. Это помогает избежать случайного использования переменных там, где они не нужны.

Арифметические операции

C++ поддерживает все стандартные арифметические операции: сложение (+), вычитание (-), умножение (*), деление (/) и взятие остатка от деления (%). Пример:

int a = 7, b = 3;

int sum = a + b; // 10

int difference = a - b; // 4

int product = a * b; // 21

int quotient = a / b; // 2 (целочисленное деление)

int remainder = a % b; // 1 (остаток от деления)

Если вам нужно работать с дробными числами, используйте тип double и явное приведение типов:

double exactQuotient = static_cast<double>(a) / b; // 2.333...

Условия и циклы

Одним из ключевых элементов программирования являются условия и циклы. Они позволяют управлять потоком выполнения программы. Вот пример использования условного оператора if:

int number = 10;

if (number > 0) {

std::cout << "Число положительное.\n";

} else if (number < 0) {

std::cout << "Число отрицательное.\n";

} else {

std::cout << "Число равно нулю.\n";

}

Циклы позволяют повторять выполнение блока кода несколько раз. Вот пример цикла for, который выводит числа от 1 до 5:

for (int i = 1; i <= 5; ++i) {

std::cout << i << "\n";

}

А вот пример цикла while, который выполняется, пока условие истинно:

int counter = 0;

while (counter < 5) {

std::cout << "Счетчик: " << counter << "\n";

++counter;

}

Задача 1: "Калькулятор"

Описание: Напишите программу, которая принимает два числа и операцию (сложение, вычитание, умножение или деление) от пользователя, а затем выводит результат.

Пример работы программы:

Введите первое число: 10

Введите второе число: 5

Выберите операцию (+, -, *, /): *

Результат: 50

Подсказка: Используйте std::cin для ввода данных и условный оператор if для выбора операции. Не забудьте обработать деление на ноль!

Задача 2: "Угадай число"

Описание: Напишите программу, которая загадывает случайное число от 1 до 100 и предлагает пользователю угадать его. После каждой попытки программа должна сообщать, было ли число больше или меньше загаданного.

Пример работы программы:

Я загадал число от 1 до 100. Попробуйте угадать!

Ваша догадка: 50

Мое число меньше.

Ваша догадка: 25

Мое число больше.

Ваша догадка: 30

Поздравляю! Вы угадали за 3 попытки!

Подсказка: Для генерации случайного числа используйте функцию rand() из заголовочного файла <cstdlib>. Чтобы сделать число действительно случайным, добавьте вызов srand(time(0)) из <ctime> в начале программы.

Задача 3: "Факториал"

Описание: Напишите программу, которая вычисляет факториал числа, введенного пользователем. Факториал числа n (обозначается как n!) — это произведение всех целых чисел от 1 до n. Например, 5!=5×4×3×2×1=120.

Пример работы программы:

Введите число: 5

Факториал числа 5 равен 120.

Подсказка: Используйте цикл for для вычисления произведения. Обратите внимание, что факториал определен только для неотрицательных целых чисел.

Задача 4: "Таблица умножения"

Описание: Напишите программу, которая выводит таблицу умножения для числа, введенного пользователем. Таблица должна содержать все произведения от 1 до 10.

Пример работы программы:

Введите число: 7

Таблица умножения для числа 7:

7 x 1 = 7

7 x 2 = 14

7 x 3 = 21

...

7 x 10 = 70

Подсказка: Используйте цикл for для перебора множителей от 1 до 10.

Задача 5: "Сумма цифр числа"

Описание: Напишите программу, которая принимает целое число и вычисляет сумму его цифр.

Пример работы программы:

Введите число: 1234

Сумма цифр числа 1234 равна 10.

Подсказка: Преобразуйте число в строку с помощью std::to_string, чтобы легко получить доступ к каждой цифре. Альтернативно, используйте операции деления и взятия остатка для работы с числами напрямую.

Задача 6: "Палиндром"

Описание: Напишите программу, которая проверяет, является ли введенная строка палиндромом. Палиндром — это слово или фраза, которые читаются одинаково слева направо и справа налево.

Пример работы программы:

Введите строку: радар

Строка "радар" является палиндромом.

Введите строку: hello

Строка "hello" не является палиндромом.

Подсказка: Используйте функцию std::reverse из заголовочного файла <algorithm> для создания перевернутой версии строки. Сравните исходную строку с перевернутой.

Задача 7: "Игра в кости"

Описание: Напишите программу, которая имитирует бросок двух игральных костей. Программа должна выводить результат каждого броска и подсчитывать общее количество очков.

Пример работы программы:

Бросаем кости...

Первая кость: 4

Вторая кость: 6

Общее количество очков: 10

Подсказка: Используйте функцию rand() для генерации случайных чисел от 1 до 6.

Показать полностью

[моё] Гайд Программирование C++ IT Длиннопост

neverending.cpp

5 месяцев назад

Лига программистов C/C++

Книга по C++, которую ты обязан прочитать в 2025 году⁠⁠

Я почему-то уверен, что она у тебя уже есть. Либо в списке литературы для самообразования, либо где-то среди скачанных pdf, а может, даже в печатном виде. Возможно, ты даже начинал её читать, но… работа, таски, собеседования… деньги вроде и так платят… и ты так и не осилил Мейерса "Эффективный и современный С++".

А ведь именно эта книга — ключ, который поможет тебе пробить потолок уровня middle и начать движение к senior.

Да, можно скачать список из 400 популярных вопросов, выучить их и бодро ответить на вопрос: «Расскажи про std::unique_ptr». А потом тебе прилетает дополнительный вопрос: «А как изменится размер std::unique_ptr при использовании пользовательского удалителя?» Иии… Я не буду додумывать твой уровень знаний. Попробуй сам ответить на этот вопрос и поставь себе оценку🙂
И это только один из примеров тонких нюансов, которые описаны в этой книге и которые реально спрашивают на собеседованиях.

Ещё одна сильная сторона книги: почти каждая фича современного C++ иллюстрируется примерами её использования в реальном проде. А это большая редкость для технической литературы.

Хватит откладывать эту книгу на «потом». Поставь цель на этот год и, наконец-то, найди время, чтобы прочитать 300 страниц "Эффективного и современного С++".

Показать полностью 1

[моё] Кросспостинг Pikabu Publish Bot IT C++ Программирование Книги Самообразование

neverending.cpp

5 месяцев назад

Что такое nullptr?⁠⁠

Я бы с ходу ответил что-то подобное:
`nullptr` в C++ — это ключевое слово, которое используется для обозначения нулевого указателя. Оно было введено в стандарт C++11, чтобы заменить старый стиль использования литерала `NULL` или просто числа `0` для указания на нулевой указатель.

А теперь представьте, что вы общаетесь с С-программистом, который знает, что такое указатель и как его занулить. Ваша задача — объяснить, что такое nullptr "под капотом" и чем его устройство отличается от NULL. С NULL всё банально: в зависимости от реализации это может быть либо просто макрос для 0, либо каст 0 к void-указателю. Например:
#define NULL 0
или
#define NULL ((void *)0)

Начнём разбираться

Изучение любой непонятной C++ штуки традиционно начинаем с чтения cppreference :
Ключевое слово nullptr обозначает литерал указателя. Это prvalue типа std::nullptr_t.

Окей, nullptr — это константа времени компиляции, которую можно присвоить только указателю, чтобы занулить его. Но что такое std::nullptr_t?

Читаем cppreference далее:
std::nullptr_t — это тип литерала нулевого указателя nullptr. Это особый тип, который сам по себе не является типом указателя или указателем на тип элемента. Его значениями являются константы нулевого указателя.

Много букв. Так становится намного понятнее:
using nullptr_t = decltype(nullptr);

Как видите, стандарт явно не описывает внутреннее устройство nullptr, но информация о том, что sizeof(std::nullptr_t) равно sizeof(void*), намекает, что nullptr реализуется на аппаратном уровне как указатель на адрес 0.

Вопрос на засыпку: можно ли получить nullptr в результате вычислений?

P.S.: Для любителей бескомпромиссного чтива https://eel.is/c++draft/support.types.nullptr

Показать полностью

[моё] Кросспостинг Pikabu Publish Bot Текст C++ IT Программирование

neverending.cpp

5 месяцев назад

Наводим суету с live lock⁠⁠

Live lock — это ситуация, когда несколько потоков постоянно меняют своё состояние в ответ на действия друг друга, но при этом никто не достигает прогресса. Это отличается от dead lock тем, что потоки не блокируются полностью, а продолжают выполнение, но не продвигаются вперёд.

Простой пример: два вежливых сотрудника идут навстречу друг другу по коридору. Когда они встречаются, первый отходит вправо, а второй — влево. Они снова оказываются друг напротив друга. Первый отходит влево, а второй — вправо, но вновь оказываются на пути друг друга.

Ниже приведён пример, который воспроизводит эту ситуацию. В большинстве случаев программа будет крутиться в бесконечном цикле.

#include <iostream>
#include <thread>

enum class Position
{
left,
right
};

void moveA(Position& positionA, const Position& positionB)
{
while (true)
{
if (positionA != positionB)
{
break;
}
if (positionB == Position::right)
{
std::cout << "A sees B on the right, moves back to left\n";
positionA = Position::left;
}
std::cout << "A moves to the right\n";
positionA = Position::right;
}
}

void moveB(const Position& positionA, Position& positionB)
{
while (true)
{
if (positionA != positionB)
{
break;
}
if (positionA == Position::right)
{
std::cout << "B sees A on the right, moves back to left\n";
positionB = Position::left;
}
std::cout << "B moves to the right\n";
positionB = Position::right;
}
}

int main()
{
Position positionA{Position::left};
Position positionB{Position::left};

std::thread t1(moveA, std::ref(positionA), std::cref(positionB));
std::thread t2(moveB, std::cref(positionA), std::ref(positionB));

t1.join();
t2.join();
}

Показать полностью

[моё] Кросспостинг Pikabu Publish Bot Текст IT C++ Программирование

Посты не найдены

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 20