- •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.
17. Статические функции-члены. Синтаксис, особенности применения. Фабричный метод. Статические функции-члены
Синтаксически статические и нестатические функции-члены различаются по наличию ключевого слова static в объявлении.
Аналогично переменным, задачей таких функций является инкапсуляция некоторых действий, имеющих отношение к классу, а не к его объектам.
Если реализация функции осуществляется за пределами класса, модификатор static для тела функции повторно указывать не нужно.
Поскольку статические функции-члены не имеют отношения к конкретным объектам родительского класса, в отличие от нестатических функций-членов, статическим не передается неявный указатель this.
Из отсутствия неявно передаваемого указателя this в статических функциях-членах вытекает ряд ограничений на содержащийся в их телах программный код:
1. Нельзя напрямую по имени обращаться к нестатическим переменным-членам класса, поскольку нет объекта, через который можно было бы получить к ним доступ.
2. Нельзя напрямую по имени вызывать нестатические функции-члены, поскольку нет объекта, указатель на который передавать в качестве this при вызове.
3. Нельзя совмещать модификаторы static и const, поскольку модификатор const для функций-членов влияет на тип неявно передаваемого указателя this, которого статические функции-члены не получают.
Пример кода :
student.hpp
#ifndef _STUDENT_HPP_
#define _STUDENT_HPP_
class Student
{ // Обычные (нестатические) переменные-члены (храним в объекте)
const char * m_LastName;
const int m_Mark;
// Статическая переменная-член (храним независимо от объектов в сегменте данных).
// Содержит текущую накопленную максимальную оценку студентов.
static int ms_MaxMark;
public:
// Объявление конструктора
Student ( const char * _lastName, int _mark );
// Статическая функция-член: возвращает текущую накопленную максимальную оценку
static int GetMaxMark ();
};
// Реализация статической функции-члена.
// Модификатор static в выносной реализации не указывается.
inline int GetMaxMark ()
{
return ms_MaxMark; // Доступ к этой переменной разрешен.
// Обращаться к m_LastName или m_Mark здесь нельзя
}
#endif // _STUDENT_HPP_
student.cpp
#include “student.hpp”
// Определение статической переменной-члена, значение 0 по умолчанию
int Student::ms_MaxMark;
// Реализация конструктора
Student::Student ( const char * _lastName, int _mark )
: m_LastName( _lastName ),
m_Mark( _mark )
{ // Обновляем максимальную оценку, если новая оценка выше
if ( m_Mark > ms_MaxMark )
// Конструктор является обычной нестатической функцией-членом)
// Соответственно, может получать доступ к любой переменной класса.
ms_MaxMark = m_Mark;
}
test.cpp
#include “student.hpp”
#include <iostream>
int main ()
{ // Создаем несколько экземпляров класса с различными оценками
Student s1( "Ivanov", 75 );
Student s2( "Petrov", 80 );
Student s3( "Sidorov", 60 );
// Выводим накопленный максимум через вызов статической функции-члена
std::cout << "Maximum mark among students: "
<< Student::GetMaxMark() // this здесь не передается
<< std::endl;
// Вызов через любой объект также возможен, tnis не передается
// ... << s1.GetMaxMark() ... <<
}
Вывод программы на консоль будет содержать следующее:
Maximum mark among students: 80
Синтаксис :
static dataType functionName;
functionName — имя функции
dataType — тип данных