- •Тема 1: Динамическая память и интеллектуальные указатели
- •1. Особенности использования динамической памяти (распределяемая память, heap, freestore), стека. Примеры использования.
- •2. Особенности выделения и освобождения памяти для автоматических глобальных и локальных объектов, статических глобальных и локальных объектов. Примеры использования.
- •3. Операторы new и delete при работе с динамической памятью. Свойства указателей, передаваемых оператору delete. Примеры использования.
- •4. Утечка памяти (memory leak). Потерянный указатель (dangling pointer, wild pointer). Примеры использования.
- •5. Проблемы, связанных с использованием операторов new и delete при управлении динамической памятью. Примеры использования.
- •6. Динамически создаваемые объекты (dynamically allocated objects). Интеллектуальные указатели (smart pointers): преимущества, недостатки, особенности использования, различия. Примеры использования.
- •8. Класс интеллектуального указателя shared_ptr. Методы класса указателя shared_ptr. Особенности и примеры использования.
- •9. Копирование и присваивание указателей shared_ptr. Примеры использования.
- •10. Создание и использование объектов интеллектуальных указателей. Примеры.
- •11. Функция make_shared(). Использование функции make_shared() для создания и инициализации объектов интеллектуальных указателей. Примеры использования.
- •12. Счетчик ссылок (reference count), счетчик слабых ссылок (weak count), функция-удалитель (deleter), выделитель памяти (allocator). Примеры использования.
- •13. Использование ключевого слова auto. Примеры использования.
- •14. Классы, ресурсы которых имеют динамическую продолжительность существования. Случаи их использования. Совместное использование данных двумя объектами. Примеры использования.
- •15. Использование оператора new для динамического резервирования памяти и инициализации объектов. Примеры использования.
- •17. Особенности создание пользовательского класса умного указателя (smart pointer). Перечень необходимых условий для реализации пользовательского класса умного указателя. Пример использования.
- •18. Особенности копирования, присваивания и удаления объектов при создании пользовательского класса умного указателя (smart pointer). Пример использования.
- •19. Размещающий оператор new (placement new). Передача ему объекта nothrow. Пример использования.
- •20. Особенности исчерпания памяти. Исключения, возникающие при исчерпании памяти. Пример использования.
- •21. Время жизни динамически создаваемых объектов. Примеры использования.
- •22. Присваивание указателю значения nullptr. Примеры использования.
- •23. Использование указателя shared_ptr совместно с оператором new. Примеры использования.
- •24. Особенности совместного использования обычных указателей и интеллектуальных. Примеры использования.
- •30. Передача в функцию и возврат из функции указателя типа unique_ptr. Примеры использования.
- •31. Использование класса auto_ptr. Особенности и пример использования.
- •32. Передача функции удаления указателю unique_ptr. Примеры использования.
- •33. Класс интеллектуального указателя weak_ptr. Методы класса указателя weak_ptr. Особенности и пример использования.
- •34. Динамические массивы. Особенности работы с динамическими массивами. Особенности резервирования памяти для массивов. Динамическое резервирование пустого массива. Примеры использования
- •35. Оператор new и динамические массивы. Класс bad_array_new_length. Примеры использования.
- •36. Инициализация массива динамически созданных объектов встроенных и пользовательских типов. Примеры использования.
- •37. Особенности освобождение памяти, выделенной для динамических массивов. Примеры использования.
- •38. Взаимодействие интеллектуальных указателей (класс unique_ptr) и динамических массивов. Примеры использования.
- •39. Класс Allocator и специальные алгоритмы. Примеры использования.
- •40. Алгоритмы копирования и заполнения неинициализированной памяти. Примеры использования
- •1. Особенности обработки исключительных ситуаций с использованием функции abort() и exit(). Преимущества и недостатки. Примеры использования.
- •2. Особенности обработки исключительных ситуаций с помощью возврата кода ошибки. Преимущества и недостатки. Примеры использования.
- •4. Роль типа исключения в его обработке. Охранный блок, блок перехвата. Использование механизма обработки исключений. Примеры использования.
- •5. Использование объектов классов в качестве исключений. Одинаковые свойства и различия операторов throw и return. Примеры использования.
- •7. Алгоритм раскручивания стека. Раскручивание стека при нормальном и аварийном завершении программы. Пример использования.
- •8. Понятие абсолютного обработчика, его синтаксис, особенности использования. Пример использования.
- •9. Класс exception. Методы класса exception. Использование наследования класса exception. Пример использования.
- •11. Исключение bad_alloc и операция new. Примеры использования. Использование нулевого указателя и операции new. Примеры использования.
- •12. Использование исключений вместе с классами и наследованием. Особенности использования вложенных классов.
- •13. Потеря исключений. Неперехваченное исключение. Использование функций terminate() и set_terminate().
- •14. Непредвиденное исключение. Использование функций unexpected() и set_unexpected(). Исключение типа std::bad_exception.
- •15. Предостережения относительно использования исключений. Использование и управление исключениями в современных языках программирования.
- •4. Изменение основания системы счисления, используемого для отображения данных. Набор констант типа fmtflags (константы форматирования), решаемые ими задачи.
- •7. Istream как псевдоним шаблона класса basic_istream. Взаимосвязь основных классов ввода/вывода. Ввод данных с помощью объекта cin
- •Istream и ostream как специализации для специализаций char. Wistream и wostream как специализации для типа wchar_t.
- •10. Класс basic_iostream. Iostream как псевдоним шаблона класса basic_iostream. Взаимосвязь основных классов ввода/вывода
- •12. Объекты wcout, wcin, wclog, wcerr, cout, cin, clog, cerr. Особенности их создания и использования.
- •14. Заголовочный файл iomanip. Функции setprecision(), setfill(), setw(). Использование манипуляторов из файла iomanip.
- •Тема 4: Файловый ввод-вывод
- •Понятие файла. Бинарные и текстовые файлы. Преимущества, недостатки, особенности использования.
- •Аргументы командной строки (argc, argv). Обработка данных командной строки. Примеры их использования.
- •Проверка состояния файлового потока. Метод is_open(). Особенности открытия нескольких файлов. Пример их использования.
- •Константы типа seekdir: ios_base::beg, ios_base::cur, ios_base::end. Примеры их использования.
- •Особенности работы с временными файлами. Функция tmpnam_s(). Пример её использования.
- •Класс string. Внутреннее форматирование с использованием классов ostringstream, istringstream. Примеры их использования.
- •Тема 5: Стандартная библиотека шаблонов stl.
- •1. Базовые принципы библиотеки шаблонов stl. Использование библиотеки stl. Заголовочные файлы complex, random.
- •4. Иерархия и концепция итераторов. Необходимость использования каждого типа итераторов. Указатель как итератор. Применение алгоритмов stl к контейнерам, не относящимся к библиотеке stl.
- •5. Входные, выходные, однонаправленные, двунаправленные итераторы, итераторы произвольного доступа: понятие, требования, особенности использования, направленность.
- •6. Шаблонный класс vector, deque, stack. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •7. Шаблонный класс array, valarray. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •8. Шаблонный класс list, forward_list. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •9. Шаблонный класс queue, priority_queue. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •10. Шаблонные классы set и multiset. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •11. Шаблонные классы map и multimap. Особенности, методы, принципы работы, возможности
- •12. Понятие функциональных объектов (функторов). Концепции функторов: генератор, унарная функция, бинарная функция, предикат, бинарный предикат. Предопределенные функторы
- •14. Группы алгоритмов. Алгоритмы «по месту», копирующие алгоритмы. Сравнение функций stl и методов контейнеров stl
- •15. Математические операции и их эквиваленты-функторы. Понятие полного упорядочения и квазиупорядочения
- •17. Понятие обобщенного программирования. Связь обобщенного программирования и библиотеки stl.
- •18. Использование алгоритма copy(), классов ostream_iterator и istream_iterator в качестве моделей входных и входных итераторов
- •19. Итераторы специального назначения: reverse_iterator, back_insert_iterator, front_insert_iterator, insert_iterator
- •Тема 6: Обзор Java. Введение в ооп в Java.
- •2. Обзор и отличительные особенности языка Java. Программная платформа и виртуальная машина Java. Особенности разработки и исполнения объектно-ориентированных приложений на Java.
- •3. Сборка мусора в Java. Пакет jdk: особенности, содержимое, необходимость использования, версии. Ide для работы на Java.
- •4. Особенности настройки работы платформы Java и запуск приложения на языке Java без ide.
- •5. Особенности лексики Java: литералы, идентификаторы, разделители, комментарии, ключевые слова.
- •6. Примитивные типы данных Java. Типизация. Целые числа (byte, short, int, long), числа с плавающей точкой (float, double), символы.
- •7. Переменные. Объявление переменной. Преобразование и приведение типов. Автоматическое приведение и продвижение типов в выражениях. Логические выражения. Область и срок действия переменной.
- •8. Операции (арифметические, поразрядные, отношения, логические (укороченные, обычные)). Операция присваивания. Предшествование операций.
- •9. Управляющие операторы (выбора, цикла, перехода). Разновидность цикла for в стиле for each. Комментарии в Java. Оператор instanceof.
- •Принципы объектно-ориентированного программирования в Java.
9. Копирование и присваивание указателей shared_ptr. Примеры использования.
При копировании и присваивании SP каждый из них отслеживает количество других указателей SP на один и тот же объект. С SP всегда связан счетчик ссылок (reference count).
При копировании значение счетчика увеличивается. Т. е. значение счётчика SP увеличивается:
когда указатель используется для инициализации другого SP
при использовании SP в качестве правого операнда оператора присваивания
при возврате его из функции и передаче его функцию (по значению)
Значение счетчика уменьшается:
при присваивании нового значения указателю SP (левый операнд операции присваивания)
когда завершается область видимости
при явном вызове деструктора
Как только счетчик достигнет нуля, SP автоматически освободит памяти, выделенную под объект.
Будет ли использован счетчик или какая-либо другая структура данных для отслеживания количества указателей на объект зависит от реализации компилятора.
10. Создание и использование объектов интеллектуальных указателей. Примеры.
см. вопр. 6, 8, 9
class Order { … };
template<class T>
shared_ptr<Order> orderFactory(T arg) { return make_shared<Order>(arg);}
template<calss T>
void useFactoryOrders(T arg) {
shared_ptr<Order> order_ptr = orderFactory(arg);
// using order_ptr
}
11. Функция make_shared(). Использование функции make_shared() для создания и инициализации объектов интеллектуальных указателей. Примеры использования.
Наиболее безопасный способ резервирования и использования динамической памяти требует использования библиотечной функции make_shared.
Функция make_shared создает и возвращает указатель shared_ptr, который указывает на созданный объект, построенный из нуля или более элементов с использованием распределителя по умолчанию.
При вызове функции make_shared следует указывать тип создаваемого объекта в угловых скобках.
//Использование функции make_shared для создания и инициализации объектов интеллектуальных указателей
#include<iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void main() {
//указатель intPtr на объект типа int со значением 42 shared_ptr<int>intPtr1 = make_shared<int>(42); //strPtr указывает на строку со значением '9999999999' shared_ptr<string> strPtr = make_shared<string>(10, '9'); //intPtr2 указывает на объект типа int со значением по умолчанию 0
shared_ptr<int>intPtr2 = make_shared<int>();
//vectPtr указывает на динамически созданный пустой вектор vector<string> auto vectPtr = make_shared<vector<string>>();
}
При использовании make_shared, блок счетчика ссылок и данные можно расположить в памяти последовательно, в одном выделенном блоке памяти. Это достигается за счёт того, что создание объекта и выделение памяти под него изолируется от пользователя и происходит внутри функции make_shared.
12. Счетчик ссылок (reference count), счетчик слабых ссылок (weak count), функция-удалитель (deleter), выделитель памяти (allocator). Примеры использования.
Счетчик ссылок (reference count) — техника хранения количества ссылок, указателей или дескрипторов на какой-то ресурс, например на объект или на блок памяти. Обычно используется как средство освобождения объектов, которые больше не нужны и на них больше нет ссылок.
Слабая ссылка (weak reference) — специфический вид ссылок на динамически создаваемые объекты в системах со сборкой мусора или с подсчётом ссылок. Отличается от строгих ссылок тем, что сборщик мусора не учитывает связь ссылки и объекта в куче при выявлении объектов, подлежащих удалению. Таким образом слабая ссылка позволяет работать с объектом как и строгая ссылка, но при необходимости объект будет удален, даже при наличии слабой ссылки на него.
Аллокатор (Allocator) или распределитель памяти в языке программирования C++ — специализированный класс, реализующий и инкапсулирующий малозначимые (с прикладной точки зрения) детали распределения и освобождения ресурсов компьютерной памяти.
Аллокатор умеет выделять и освобождать память в требуемых количествах определённым образом. std::allocator - пример реализации аллокатора из стандартной библиотеки, просто использует new и delete, которые обычно обращаются к системным вызовам malloc и free. ( более простыми словами )