Базовый курс C++

Чему вы научитесь?

• Понимать основные принципы C++
• Разрабатывать простое ПО на C++
• Выполнять математические расчеты, решать задачи и реализовывать типовые алгоритмы
• Создавать консольные приложения в операционной системе Linux

Что включает курс?

• 16 занятий — от теории к созданию простого проекта
• Контроль знаний — практические работы и тесты
• Сертификат об окончании
• Опыт работы в команде
• Интерактивный личный кабинет с доступом к материалам курса

Программа курса

НЕМНОГО ИСТОРИИ

• Что такое язык программирования
• Машинные языки
• Низкоуровневые языки (язык ассемблера)
• Высокоуровневые языки
• Трансляторы
• Компиляция
• Интерпретация
• Парадигмы программирования
• Модульная парадигма программирования
• Функциональная парадигма программирования
• Обобщенная парадигма программирования
• Объектно ориентированная парадигма программирования
• История С++

ОСНОВЫ GIT-СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ВЕРСИИ

• Что такое система контроля версии и что она решает
• Основные элементы git
• Что такое коммит
• Что такое ветка
• Способы создания репозитория. Виды сервисов, позволяющие создать удаленный репозиторий
• Базовые команды git
• Практика. Создания репозитория локально. Создания репозитория на удаленном сервере

СОСТАВ ЯЗЫКА С++

• Пример простой программы С++
• Базовые способы собрать приложение
• Алфавит языка
• Что такое лексемы
• Что такое идентификатор как важная составляющая программы
• Что такое ключевые слова
• Комментарии (однострочные, многострочные)
• Что такое литера. Виды литералов. И зачем они нужны в коде
• Чем отличаются строковый литерал от остальных типов литералов
• Что такое инструкции
• Что значит синтаксическая ошибка. Пример простой синтаксической ошибки
• Что такое семантическая ошибка. Пример семантической ошибки и возможные ее последствия

ПЕРЕМЕННЫЕ И ТИПЫ ДАННЫХ

• Что такое переменная. Синтаксис объявления переменной
• Тип данных. Что такое строгая типизация. Зачем переменной нужен тип данных
• Целочисленный тип данных
• Символьные типы
• Начиная с С++11, целочисленные типы с фиксированными размером, какие проблемы они решают
• Что такое алиас на тип данных. Пример с описанием typedef.
• Понимания типов size_t, time_t — это просто алиас на встроенный тип
• Тип void как маркер разного контекста. Пример контекста использования этого типа
• Логический тип данных
• Вещественные типы данных. Возможные подводные камни представления в памяти
• Простой пример на ассемблере способа представления целочисленных типов и вещественных типов
• Способы объявления переменных. Инициализация переменных.
• Проблема неинициализированных переменных
• Оператор sizeof для получения размера переменных и типов
• Способы инициализации переменных до С++11 и универсальная инициализация начиная с С++11 как средство решения проблем старой инициализации
• Автоматический вывод типа. Ключевое слово auto и decltype
• Константы
• Способы объявления констант
• Что такое свертка констант. Пример С++-кода с объявлением констант и оптимизированного ассемблерного кода

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ С++

• Виды операторов (унарный, бинарный, тернарный). Их синтаксис
• Неявное преобразование при операторе присвоения. Что такое срезка.
• Что такое сужающее преобразование. Проблема знакового и беззнакового преобразования
• Явное преобразования типов (С-подход и С++-подход)
• Арифметические операции
• Проблема арифметических операций. Целочисленное деление на ноль, переполнение и т.д.
• Смешанные выражения. Приоритет операций
• Автоматический вывод типа как решение проблемы переполнения в арифметических выражениях
• Временная переменная как результат промежуточного вычисления выражения. Как выглядит временная переменная в сгенерированном ассемблерном коде (простое описание)
• Базовые понятия Rvalue и Lvalue
• Составной оператор
• Пост- и пре-инкремент и декремент. В чем отличие между пре- и пост- операцией
• Операторы отношения между операндами. Возможные подводные камни
• Логические операции
• Битовые операции. Что такое установка бита, что такое сброс бита. Что такое little-endian и big-endian. Что такое битовые маски, пример битовых масок до С++11 и начиная с С++11
• Описание разницы между логическим сравнением с применением логических операторов {|| &&} и битовыми операциями {| &}
• Арифметические операции, применимые к типу char и разница с выводом на поток символьного типа и целочисленного типа
• Целочисленный оператор «остаток от деления». Рассмотрения примера ошибочной путаницы между знаковыми и беззнаковыми типами на сгенерированном ассемблерном коде

ОПЕРАТОРЫ, УПРАВЛЯЮЩИЕ ХОДОМ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

• Условный оператор if. Пример возможных проблем с висячими else.
• Разные подходы с написаниям оператора if для избежания спагетти-кода
• Что такое область видимости. Что такое блок
• Оператор выбора switch. Проблема fall through. В чем отличие между оператором выбора switch и логическим оператором if
• Что такое compile time и run time-выражение. На примере case-веток оператора выбора switch
• Оператор цикла for. Способы объявления цикла for. Зачем нужен вечный цикл. Возможные проблемы знакового и беззнакового сравнения и их последствия
• Оператор цикла while
• Оператор цикла do while. Использования do while, для решения проблем с ветвлением кода с использованием оператора if
• Тернарный оператор
• Простое понимание точки следования на примере оператора запятой

МАССИВЫ

• Что такое массив и в чем его преимущества
• Объявления массивов. Способы указания размера массива
• Инициализация массива. Возможные ошибки при инициализации массива
• Массив переменной длины как расширение компилятора. Флаг компиляции -pedantic
• Массив символов или строки. Способы объявления. Что такое нуль-терминальный символ. Возможные проблемы при инициализации символьного массива
• Доступ к элементам массива
• Что такое выход за границы массива. Что такое buffer overflow
• Циклы как способ обхода, обработки и вывода массива на экран
• Частые ошибки при выборе типа для переменной цикла при работе с массивом
• Размер массива. Как получить количество элементов массива
• С++11 range for как способ удобной работы с массивом. В чем отличие range for и других циклов и какие проблемы решает range for в отличии от других циклов
• Отличие символьного массива от других типов массивов. Как правильно обходить символьный массив в циклах. Как вывести символьный массив на экран. Как считывать символы введенные с клавиатуры в символьный массив и возможные проблемы
• Многомерные массивы. Примеры представления многомерного массива одномерным массивом

УКАЗАТЕЛИ

• Базовые понятия памяти стек
• Что такое локальные переменные и как переменные создаются на стеке.
• Что такое автоматическое управление памятью
• Базовое понятие указателя
• Объявление указателей
• Способы инициализации указателя. Что такое невалидный указатель.
• Что такое разыменования указателя и возможные проблемы. nullptr как правильный литерал для инициализации указателя. Что значит понятие «указатель на тип». Размер указателя, модели памяти разных ОС и платформ. Почему для указателя правильный тип есть void*
• Что такое константный указатель и указатель на const. Пример возможных ошибок
• Арифметика с указателями. Чем отличаются арифметика с указателями от арифметики с переменными
• Что общего между массивом и указателем. Как обходить массив с помощью указателя. Что означает указатель на элемент за последним элементом массива и зачем так делать

ФУНКЦИИ

• Что такое функция и какие она решает проблемы в коде
• Синтаксис функции
• Базовое понятие что такое объявление и определение функции. Пример отличия
• Что такое списки параметров. Способ вызова функции. Задание значения по умолчанию для параметра
• Возвращаемое значение из функции. auto как автоматический вывод возвращаемого значения. Проблемы при автоматическом выводе типа.
• Тип void как маркер невозвращаемого значения функции
• Передача параметров по значению
• Что такое фактические и формальные параметры
• Неправильное использования auto в качестве параметров функции и последующее расширения компиляторов
• Что такое глобальные переменные. Проблема сокрытия имен глобальных и локальных переменных
• Передача по указателю. Способ возврата нескольких значений с функции
• Что такое ссылки. В чем отличие ссылки от указателя
• Ссылка как часть интерфейса функции
• Какие проблемы решает ссылка в сравнении с указателем как параметр функции. Какие преимущества константной ссылки. Почему можно передавать Rvalue как аргумент константной ссылки
• Пример как сделать ссылку невалидной
• Стек и вызов функций
• Соглашение о вызове функций
• Массивы как параметры функции. Способы объявления массива как параметра функции и частые ошибки. Проблема получения количества элементов массива в функции
• Рекурсия. Inline-функции
• Что такое перегрузка функций. Что такое mangling имен функции на примере генерации ассемблерного кода
• Почему перегрузка недоступна в языке С. Простое описания ключевого слово extern «C» как пример описания перегрузки
• Что такое указатель на функцию и какие решает проблемы передача функции как параметр функции на примере алгоритма сортировки
• Базовые понятия что такое lambda как замена указателю на функцию.
• Что такое std::function
• Проблемы при возврате локальных переменных с функции по ссылке или указателю
• Снятие константности с аргумента использования std::const_cast

ПРОСТРАНСТВА ИМЕН

• Что такое пространства имен
• Что такое вложенные пространства имен
• Новые возможности объявления вложенных пространств имен в С++17

ПРОСТЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ТИПЫ ДАННЫХ

• Что такое структуры. Какие они решают проблемы
• Объявление структур
• Способы доступа к полям структуры
• Способы инициализации структур до С++11
• Инициализация структур начиная с С++11
• Размер структур. Что такое выравнивание структур. Что такое padding в структурах
• Неименованные структуры
• Struct binding С++17. Какие проблемы решает
• Что такое перечисления и какие оно решает проблемы
• Что такое unscoped-перечисления и какие у него проблемы
• Что такое scoped-перечисления, начиная с С++11 и какие он решает проблемы
• Что такое объединения. Какие он решает проблемы
• Что такое каламбур типов и как объединение помогает в преобразовании несовместимых типов

РАБОТА С ДИНАМИЧЕСКОЙ ПАМЯТЬЮ

• Базовые понятия о моделях памяти. Их особенности и отличия
• Отличие работы со стековой памятью и динамической памятью (куча)
• Что такое менеджер памяти или почему динамическое выделение памяти такое дорогое
• Работа с динамической памятью, используя С-функции
• Работа с динамической памятью, используя С++-подход
• Возможные проблемы при работе с динамической памятью

КЛАССЫ И ОБЪЕКТЫ (ООП)

• Базовые понятия ООП
• Что есть недостатком функционального программирования и какие задачи решает ООП
• Основные киты ООП
• Синтаксис объявления класса
• Что такое поля класса
• Создание объекта класса
• Уровни доступа в классе
• Способы объявления константных полей в классе до С++11 и после
• Что такое статические поля
• Что такое метод класса. Чем отличается метод от обычной функции
• Что такое this. Что такое соглашение о вызове thiscall
• Способы объявления методов класса. Чем отличаются определение метода внутри класса от определения за пределами класса
• Что такое константные методы и какие они решают проблемы.
• Ключевое слово mutable
• Что такое статические методы и чем они отличаються от обычных методов

КОНСТРУКТОРЫ И ДЕСТРУКТОРЫ

• Что такое конструктор и какие он решает проблемы
• Виды конструкторов до С++11
• Список инициализации. Способ инициализации полей класса, начиная с С++11. Подводные камни при инициализации полей класса
• Зачем нужен конструктор копирования и оператор присваивания
• Что такое деструктор и какие он решает проблемы
• Правильная сигнатура для конструкторов и оператора присваивания
• Перегрузка конструкторов
• Порядок инициализации полей при создании объекта

НАСЛЕДОВАНИЕ

• Что такое наследование и какие оно решает проблемы
• Виды наследования
• Чем является наследование (public-наследования)
• Расположение объектов в памяти при наследовании
• Порядок инициализации при наследовании. Подводные камни
• Порядок вызовов при разрушении объекта
• Shadowing-методы при наследовании
• Множественное наследование. В чем отличие от одиночного наследования. Подводные камни множественного наследования
• Неоднозначность вызова метода при множественном наследовании
• Проблема ромбового наследования
• Что такое виртуальное наследование и зачем оно нужно в контексте наследования
• Ключевое слово final

ВИРТУАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ

• Что такое полиморфизм
• Что такое виртуальная функция
• Что такое динамический и статический полиморфизм и как он реализуется в языке С++
• Ключевое слово override и какие он решает проблемы в контексте виртуальных функций
• Что такое виртуальный деструктор и зачем он нужен
• Что такое чисто виртуальные функции. Что такое абстрактный класс
• Что такое vtable и vtpr. На что они влияют

ШАБЛОНЫ

• Что такое шаблоны и обобщенное программирование
• Что общего между макросом и шаблоном. Какие проблемы макроса
• Шаблоны класса
• Что такое инстанцирование шаблона
• Проблема раздувания кода
• Параметры шаблона. Передача значения в качестве шаблонного аргумента
• Специализация. Частичная специализация. Явная специализация
• Шаблонные функции
• Шаблонный метод. Шаблонный конструктор. Какие задачи они позволяют решить
• Разница в вызове шаблонного класса и шаблонной функции
• Явная специализация шаблона функции

ПЕРЕГРУЗКА ОПЕРАТОРОВ

• Что такое перегрузка операторов
• Когда стоит применять перегрузку операторов
• Какие операции разрешено перегружать
• В чем разница между перегрузкой оператора как методом класса и обычной функцией
• Базовые соглашения о перегрузке операторов
• Тонкости при перегрузке пре- и пост-инкремента и декремента
• Рекомендации по написанию интерфейса перегрузки операторов
• Особенности перегрузки вывода на поток

ПРОСТРАНСТВА ИМЕН

• Что такое пространства имен. Их применения. Какие они решают проблемы
• Что такое неименованные пространства имен, что общего между static и неименованными пространствами имен

БАЗОВЫЕ ПОНЯТИЯ О КОМПИЛЯЦИИ И СИСТЕМАХ СБОРКИ

• Что такое препроцессинг
• Что такое компиляция
• Что такое линковщик
• Виды компиляторов и их особенности
• Что такое раздельная компиляция
• Что такое заголовочный файл
• Что такое стражи
• Что такое библиотеки
• Система сборки Make
• CMake как генератор системы сборки

Документ об окончании курса

Сертификат Учебного центра Softline об окончании курса и справка об обучении установленного образца: