- •1. Абстракция и декомпозиция. Основные виды декомпозиции программ.
- •Модульная декомпозиция
- •В заголовочный файл не следует помещать элементы реализации модуля, в том числе и внутренние функции, которые необходимы для реализации, однако не существенны для клиентского когда модуля.
- •Объектная декомпозиция
- •2. Понятие класса и объекта. Переменные-члены и функции-члены. Обращение к членам класса через объект. Указатель this. Константные функции-члены.
- •3. Спецификаторы доступа. Понятие инкапсуляции. Отличие конструкций class и struct. Методы доступа.
- •4. Конструкторы классов, синтаксис, разновидности, моменты вызова конструкторов. Роль конструкторов в соблюдении инвариантов классов.
- •5. Конструкторы по умолчанию (default constructors). Тривиальные и нетривиальные сгенерированные конструкторы классов. Конструирование массивов объектов.
- •6. Списки инициализации. Синтаксис, отличие от присвоений в теле конструктора, необходимость в существовании.
- •7. Деструкторы классов, синтаксис, цель, моменты вызова деструкторов.
- •8. Моменты копирования объектов. Поведение по умолчанию. Конструктор копий и оператор копирующего присвоения.
- •9. Временные объекты. Явные и неявные конструкторы. Оптимизации rvo/nrvo. Временные объекты
- •Неявные и явные конструкторы
- •Запрещение копирования
- •Оптимизация копирования
- •10. Основные отличия между классами-значениями и классами-сущностями. Запрещение копирования объектов. Основные отличия между классами-значениями и классами-сущностями.
- •11. Перемещение объектов. Конструктор перемещения и оператор перемещающего присвоения. Понятие rvalue-ссылки. Функция std::move.
- •12. Перегрузка операторов. Оправданное и неоправданное использование. Пример перегрузки простейшего оператора. Операторы, которые нельзя перегружать.
- •13. Внутриклассовые и глобальные перегруженные операторы. Перегрузка операторов сдвига. Применение перегрузки сдвига для взаимодействия с потоками ввода/вывода.
- •14. Перегрузка операторов сравнения и арифметических операторов. Основные правила реализации и применения.
- •15. Перегрузка операторов индексной выборки, префиксного и постфиксного инкремента/декремента. Перегрузка операторов преобразования типа.
- •16. Статические переменные-члены. Цель применения. Синтаксис. Особенности компоновки.
- •17. Статические функции-члены. Синтаксис, особенности применения. Фабричный метод. Статические функции-члены
- •Фабричный метод
- •19. Физическое и логическое постоянство объектов. Модификатор mutable.
- •20. Класс std::string из стандартной библиотеки. Основная функциональность, способы применения. Особенности внутренней структуры.
- •21. Композиция объектов. Иерархии целое-часть. Структура простейшей композиции по значению в памяти. Ответственность за уничтожение объектов при композиции.
- •22. Ссылочная композиция. Разрываемая композиция. Кратность композиции. Одиночная, множественная и недетерминированная кратность.
- •23. Применение контейнера std::vector для композиции с недетерминированной кратностью. Композиция объектов-значений и объектов-сущностей.
- •24. Композиция объектов с кратностью многие-ко-многим. Основные особенности объектных отношений, способы реализации.
- •25. Наследование классов. Необходимость в отношении наследования. Структура наследования в памяти. Повышающее преобразование типа.
- •26. Критерии оценки корректности применения наследования. Примеры корректного и некорректного применения наследования.
- •27. Конструкторы и деструкторы при наследовании. Моменты и порядок вызовов конструкторов. Передача аргументов конструкторам базового класса.
- •28. Спецификатор доступа protected. Защищенные конструкторы и методы.
- •29. Понижающее преобразование типа (downcast). Опасности. Поля идентификации типов.
- •30. Виртуальные функции. Полиморфизм. Цель. Синтаксис, примеры использования.
- •31. Реализация виртуальных функций. Указатель vptr и таблица vtable. Вызов виртуальной функции. Инициализация служебных данных для работы виртуальных функций в конструкторах.
- •32. Контроль переопределения виртуальных функций. Требования к сигнатурам. Ключевые слова override и final. Ковариантность возвращаемых типов.
- •33. Чисто виртуальные функции и абстрактные классы. Вызов чисто виртуальной функции в конструкторе до завершения инициализации объекта.
- •34. Понятие интерфейса. Применение интерфейсов.
- •35. Множественное наследование конкретных классов. Синтаксис, структура в памяти, особенности применения и реализации.
- •36. Преобразование типов при множественном наследовании в верхнем и нижнем направлениях. Коррекция указателя this.
- •37. Множественное наследование классов с повторяющимся базовым. Синтаксис, структура в памяти, особенности применения и реализации.
- •38. Виртуальные базовые классы. Синтаксис, структура в памяти, особенности применения и реализации. Понятие “самого производного” класса и его роль в организации работы виртуальных базовых классов.
- •39. Механизм rtti - назначение, особенности применения. Структура std::type_info, оператор typeid для выражений и типов.
- •40. Применение оператора dynamic_cast для указателей и ссылок. Основные цели использования. Отличия от операторов static_cast, reinterpret_cast и const_cast.
- •41. Альтернативные решения, заменяющие dynamic_cast. Виртуальные функции для понижающего преобразования. Типовое решение Visitor.
- •42. Обработка исключений. Цели, синтаксис выброса и обработчиков. Выбор обработчика по типу. Передача данных исключения по значению, указателю и ссылке. Исключения языка и стандартной библиотеки.
- •44. Шаблоны функций и классов. Синтаксис определения шаблонов. Инстанцирование шаблонов. Модель включения и явное инстанцирование.
- •Шаблоны классов
- •45. Аргументы шаблонов - типы, константы, шаблонные аргументы шаблонов. Дедукция фактических аргументов шаблонов.
- •46. Понятие обобщенной концепции. Статический полиморфизм по сравнению с динамическим полиморфизмом.
- •Статический полиморфизм
- •47. Итераторы stl - основные разновидности, итераторы контейнеров, итераторы, не связанные с контейнерами.
- •48. Классификация алгоритмов стандартной библиотеки. Примеры применения наиболее часто используемых алгоритмов.
- •49. Функциональные объекты stl. Простые функциональные объекты. Стандартные функциональные объекты. Связыватели std::bind.
- •50. Понятие лямбда-выражения. Синтаксис, особенности использования. Реализация лямбда-выражений компилятором. Список захвата лямбда-выражения.
- •51. Специализация шаблонов. Полная и частичная специализация. Статический выбор вариантов на основе специализации шаблонов.
- •52. Необычный рекуррентный шаблон. Структура, варианты применения.
15. Перегрузка операторов индексной выборки, префиксного и постфиксного инкремента/декремента. Перегрузка операторов преобразования типа.
Для операторов разыменования и индексной выборки необходимо предоставлять 2 версии - константную и неконстантную, поскольку такие операторы могут быть использованы как в правой так и в левой части присвоения. Константная версия возвращает значение в массиве. Неконстантная - ссылку на место его хранения.
// Оператор разыменования с целью чтения значения из указателя
int IntegerArrayPtr::operator * () const
{
// Проверка валидности - вызов преобразования к типу bool
assert( * this );
// Доступ к значению - элементу массива
return m_pData[ m_currentPosition ];
}
//*******************************************************************************
// Оператор разыменования с целью записи значения через указатель
int & IntegerArrayPtr::operator * ()
{
// Проверка валидности - вызов преобразования к типу bool
assert( * this );
// Возврат ссылки на интересующую ячейку массива
return m_pData[ m_currentPosition ];
}
Оператор индексной выборки с целью чтения значения
int IntegerArrayPtr::operator [] ( int _index ) const
{
// Проверка валидности - вызов преобразования к типу bool
// Проверка корректности переданного индекса
assert( * this && ( m_currentPosition + _index ) < m_length );
// Доступ к значению - элементу массива
return m_pData[ m_currentPosition + _index ];
}
//*******************************************************************************
// Оператор индексной выборки с целью записи значения
int & IntegerArrayPtr::operator [] ( int _index )
{
// Проверка валидности - вызов преобразования к типу bool
// Проверка корректности переданного индекса
assert( * this && ( m_currentPosition + _index ) < m_length );
// Возврат ссылки на интересующую ячейку массива
return m_pData[ m_currentPosition + _index ];
}
Префиксные операторы инкремента/декремента всегда возвращает ссылку на себя. Сначала объект модифицируется, а затем идет возврат ссылки, поскольку изменение должно вступить в силу и сразу использоваться в дальнейшем выражении.
Постфиксные операторы инкремента/декремента всегда возвращают новый объект по значению. Сначала создается копия текущего состояния объекта. Затем сам объект модифицируются. А возвращается ранее созданная копия. Таким образом сначала используется старое значение, а затем происходит его изменение.
С точки зрения синтаксиса перегрузки, отличить префиксные операторы от постфиксных можно по фиктивному аргументу типа int. Такой аргумент фактически не передается, его нельзя использовать при реализации. Этот неиспользуемый аргумент является лишь синтаксическим средством-обманом, позволяющим отличать перегружаемые префиксные и постфиксные операторы друг от друга
// Префиксный оператор инкремента
IntegerArrayPtr& IntegerArrayPtr::operator ++ ()
{
// Проверяем валидность
assert( * this );
// Увеличиваем позицию на 1
++ m_currentPosition;
// Используем новое состояния сразу, возвращаем ссылку на себя
return * this;
}
// Постфиксный оператор инкремента - с фиктивным аргументом
IntegerArrayPtr IntegerArrayPtr::operator ++ ( int )
{
// Проверяем валидность
assert( * this );
// Создаем объект, копируем в него текущее состояние
IntegerArrayPtr copy( * this );
// Увеличиваем позицию на 1
++ m_currentPosition;
// Возвращаем копию по значению
return copy;
}
// Префиксный оператор декремента
IntegerArrayPtr& IntegerArrayPtr::operator -- ()
{
// Проверяем валидность
assert( * this );
// Уменьшаем позицию на 1
--m_currentPosition;
// Используем новое состояния сразу, возвращаем ссылку на себя
return * this;
}
//*******************************************************************************
// Постфиксный оператор декремента - с фиктивным аргументом
IntegerArrayPtr IntegerArrayPtr::operator -- ( int )
{
// Проверяем валидность
assert( * this );
// Создаем объект, копируем в него текущее состояние
IntegerArrayPtr copy( * this );
// Уменьшаем позицию на 1
-- m_currentPosition;
// Возвращаем копию по значению
return copy;
}
Перегрузка операторов преобразования типа:
Если тип первого операнда является классом, существует 2 альтернативы для перегрузки операторов:
реализация перегруженного оператора внутри класса в виде функции-члена:
для унарных операций единственным операндом является объект, на который указывает неявно передаваемый указатель this;
для бинарных - неявно передаваемый указатель this указывает на левый операнд, а правый операнд передается в качестве аргумента оператора;
Операторы преобразования типа могут быть реализованы только таким способом, второй вариант не доступен.
// Оператор преобразования к логическому типу:
// истина => если указатель указывает на валидную позицию в массиве
// ложь => если позиция вызодит за допустимую границу
IntegerArrayPtr::operator bool () const
{
return m_currentPosition < m_length;
}