🖥 Полезная подборка антипаттернов C++

60 антипаттернов и вредных советов для С++ программиста с подробными пояснениями.
В пояснениях можно найти интересную информацию.
В некоторых местах разбираются неочевидные нюансы C++; про них будет интересно почитать и опытным разработчикам.

📎 Подборка

@cpluspluc

🔥 50 годных сайтов с ресурсами по изучению C++ (и C)

🟡https://www.w3schools.com/cpp/ — Туториал по C++ от W3Schools
🟡https://cppreference.com/ — Справочник по C++
🟡https://www.onlinegdb.com/ — Мой любимый компилятор и дебаггер C++
🟡https://www.hotscripts.com/category/c-cpp/scripts-programs/ — Сотни программ и скриптов на C и C++, всё удобненько разложено по категоориям
🟡https://sourceforge.net/directory/ — Больше 75К проектов, написанных на C/C++
🟡https://www.daniweb.com/tags/c/code — Полезные фрагменты кода
🟡https://programmersheaven.com/categories/candcpp Ресурсы для прокачивания плюсов
🟡https://www.codecogs.com/ CodeCogs — это совместная библиотека с открытым исходным кодом, числовые компоненты которой написаны на C/C++.
🟡https://developers.google.com/code-search/ — Поиск кода с помощью Google
🟡https://www.cis.temple.edu/~ingargio/cis71/code/ — Список простых C-шных программ, с них можно начинать изучение
🟡https://www.codeproject.com/?cat=2 — Много полезностей по C/C++

⏩Остальные ссылки не влезают в пост, поэтому продолжение тут

@cpluspluc

TCP/IP сети и `Boost.Asio` — объяснение от Ричарда Томсона

Boost.Asio — это кроссплатформенная библиотека C++ для программирования сетей и низкоуровневого ввода-вывода, которая предоставляет разработчикам последовательную асинхронную модель с использованием современного подхода C++.

В этом видео Ричард Томсон покажет, как работать с Boost.Asio и TCP/IP. Расскажет, как реализовать клиент NNTP (Network News Transport Protocol) с помощью Boost.Asio. NNTP — это линейно-ориентированный протокол для чтения новостных статей usenet. Это даст нам представление обо всех типичных проблемах, связанных с сетевыми приложениями TCP/IP:
🔘Как преобразовать имя хоста в IP-адрес?
🔘Как установить долговременное соединение с сервером NNTP?
🔘Как обрабатывать произвольно большие объемы данных с NNTP-сервера, которые поступают асинхронно?
🔘Как координировать ввод данных пользователем с вводом/выводом NNTP?
🔘Как справляться с неожиданными сетевыми ошибками?

Очень полезное видео, рекомендую
⏩ Youtube

@cpluspluc

🖥 Чем отличаются ссылки от указателей в С++

В чем принципиальное отличие ссылки от указателя в С++? Какие ограничения есть у первых, а какие у вторых?

Вот некоторые из отличий::
🔘Нельзя объявить массив ссылок.
🔘У ссылки нет адреса.
🔘Существует арифметика указателей, но нет арифметики ссылок.
🔘Указатель может иметь «невалидное» значение с которым его можно сравнить перед использованием.

🔘Если вызывающая сторона не может не передать ссылку, то указатель может иметь специальное значение nullptr:

void f(int* num, int& num2)
{
  if(num != nullptr) // if nullptr ignored algorithm
  {
  }
  // can't check num2 on need to use or not
}

🔘Ссылка не обладает квалификатором const

#include <iostream>
int main()
{
   std::cout << "Hello, world!\n";

   const int v = 10;
   //int& const r = v; // Ошибка
   const int& r = v;

   enum
   {
       is_const = std::is_const<decltype(r)>::value
   };

   if(!is_const)
       std::cout << "const int& r is not const\n";
   else
       std::cout << "const int& r is const\n";
}

@cpluspluc

🔥 Супер-годный контент по работе с корутинами в С++

Напомню самую основную инфо по корутинам:
*️⃣Для объявления корутины используется ключевое слово co_return. Оно позволяет вернуть значение из корутины в вызывающий код.
*️⃣Для ожидания результата работы другой корутины используется ключевое слово co_await. Оно приостанавливает выполнение текущей корутины и передает управление вызывающему коду. Когда результат работы другой корутины готов, выполнение текущей корутины возобновляется.
*️⃣Для создания дескриптора корутины используется функция std::coroutine_handle. Она принимает указатель на функцию-корутину и возвращает объект класса std::coroutine_handle.

Ну а в этой статье ты найдёшь подробное описание разных нюансов и подводных камней, в процессе автор пишет асинхронный веб-клиент

📎 Статья

@cpluspluc

🖥 Свежая библиотека Intel x86-simd-sort 5.0

⏩Относительно недавно состоялся релиз открытой библиотеки Intel x86-simd-sort 5.0, в которой представлен новый API для сортировки пользовательских объектов C++ с помощью object_qsort.

Согласно тестам разработчиков проекта, новая поддержка сортировки пользовательских объектов C++ может быть в 4-5 раз быстрее, чем использование std::sort в системах AVX-512, но в конечном итоге влияние на производительность будет варьироваться в зависимости от используемых задач.

⏩Также в выпуске x86-simd-sort 5.0 добавлен новый API-интерфейс keyvalue_qsort для сортировки массивов, представляющих пары «ключ-значение», и этот новый API тоже работает намного быстрее.

⏩В версии x86-simd-sort 5.0 добавлена поддержка AVX2 для методов argosrt и argselect. Эти дополнения AVX2 уже вошли в исходную версию NumPy для NumPy 2.0, причем эта библиотека Python была одним из первых проектов, который добавил поддержку высокопроизводительной библиотеки Intel.

@cpluspluc

🖥 Имплементация print() на C++

🌟 Интересная статья о том, как реализовать Python-функцию print() на C++.
Автор создал C++ версию print() для отладки, назвал её cpp_dump(), и параллельно создал библиотеку cpp-dump для управления цветов и другими параметрами отображения объектов.

Функция cpp_dump() выводит разные объекты/переменные в строковом представлении, автоматически делает отступы для соответствия максимальной ширине строки.
cpp_dump() поддерживает различные другие типы, включая std::multimap и std::complex.

Можно настраивать цвета отображаемых при помощи cpp_dump() объектов.

📎 Статья

@cpluspluc

🖥 Бьёрн Страуструп ответил на призыв Белого дома переходить с C++ на языки с безопасностью памяти

26 февраля 2024 года Белый дом США выпустил призыв переходить на языки программирования с безопасным доступом к памяти типа Rust. Бьёрн Страуструп, создатель языка C++, в комментарии для издания InfoWorld ответил на критику его творения.

Язык ассемблера и языки с низким уровнем абстракций по типу C и C++ поддерживают произвольную арифметику указателей с реальными адресами памяти без автоматической проверки границ, что допускает лёгкий «выстрел в ногу». Исторически сложилось, что на таких языках пишут низкоуровневые компоненты компьютерных систем: прошивки микроконтроллеров, операционные системы, критически важные и высоконагруженные приложения.

Аргументация Страструпа схожа с использованной ранее в ответе на призывы АНБ в 2022 году:
⏩C++ — это не C. Бьёрн напомнил, что улучшение безопасности было задачей C++ с первого дня: «Просто попробуйте сравнить С эпохи Кернигана и Ритчи с самым ранним C++ и ранний C++ с современным C++».

⏩C++ далеко продвинулся с 1979 года. «Эта эволюция кратко изложена в моём выступлении 2023 года на CppCon» — указал Страуструп. Он напомнил, что качественный код на С++ пишут с применением концепции RAII, контейнеров и умных указателей, а не «традиционной мешанины указателей C».

⏩Понимание безопасности не всегда корректно. Как жалуется Страуструп, из миллиардов строчек кода на C++ лишь небольшая доля полностью следует современным рекомендациям безопасности, а сообщество по-разному оценивает, какие аспекты безопасности важны.

📎 Читать подробнее

@cpluspluc

🖥🖥 Использование static в C++ и C#: методы, переменные, классы

⏩Статический метод – это как универсальный инструмент, который работает без необходимости создавать объект класса.

Представим, что вы разрабатываете приложение для калькулятора. В нём есть разные математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление. Однако, есть одна операция, которая не требует данных о конкретном экземпляре калькулятора для выполнения — это, например, операция вычисления квадратного корня. Для таких операций идеально подходят статические методы.

public class Calculator {

    // Статический метод для вычисления квадратного корня
    public static double squareRoot(double number) {
        return Math.sqrt(number);
    }

    // Обычный метод для сложения
    public double add(double number1, double number2) {
        return number1 + number2;
    }
}

⏩Для вызова статического метода не нужно создавать объект класса Calculator. Вы можете просто вызвать метод напрямую через имя класса:

double result = Calculator.squareRoot(16); // Возвращает 4.0

⏩Основы и принципы работы static
Важно понимать, что статические переменные и методы хранятся в специальной области памяти (например, в .data или .bss для C++), и их значения или состояния сохраняются на протяжении всего времени работы программы. Это делает их идеальными для хранения глобальных настроек или выполнения операций, которые не зависят от состояния объектов.

⏩Различия между static в C++ и C#
— Static в C++ часто используется для определения глобальных переменных, статических членов класса и функций, ограниченных областью видимости файла. Это позволяет избежать конфликтов имен и обеспечивает более чистую структуру кода.

— Static в C# имеет более широкое применение, включая статические классы, которые не могут быть инстанциированы и содержат только статические члены. Это делает C# статические классы идеальными для создания утилит и вспомогательных методов.

📎 Читать подробнее

@cpluspluc

🖥 Предупреждение об арифметическое переполнение

▶️Итак, при запуске этого кода:

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> a{0,1,2,3,4,5};
    int b = 0;
    std::cout << a[b + 1] << std::endl;  // подчеркивает 'b+1'
    return 0;
}

возникает проблема:

Арифметическое переполнение: использование оператора "+" на байтовом значении 4 и приведение результата к байтовому значению 8. Приведите значение к более широкому типу перед вызовом оператора "+", чтобы избежать переполнения (io.2)

Почему возникает такое предупреждение?


▶️В общем, в этом случае суть предупреждения такая: для индексации вектора на 64-битной платформе используется 64-битное беззнаковое целое, но выражение b+1 имеет тип int. Если предположить, что в b будет максимальное значение, представимое типом int, то получим UB.

Решение: привести хотя бы один из операндов к 64-битному типу.

В общем, компилятор ругается здесь не на конкретные значения, а на типы, используемые в выражении.

@cpluspluc

🖥 Некоторые тонкости генерации случайных чисел в C++

C и C++ имеют свои собственные встроенные генераторы случайных чисел. Они реализованы в двух отдельных функциях, которые находятся в заголовочном файле cstdlib:

⏩srand() устанавливает передаваемое пользователем значение в качестве стартового. srand() следует вызывать только один раз — в начале программы (обычно в верхней части функции main())

⏩rand() генерирует следующее случайное число в последовательности. Оно будет находиться в диапазоне от 0 до RAND_MAX (константа в cstdlib, значением которой является 32767).

Вот пример программы, в которой используются обе эти функции:

#include <iostream>
#include <cstdlib> // для функций rand() и srand()
 
int main()
{
    srand(4541); // устанавливаем стартовое значение - 4 541
 
    // Выводим 100 случайных чисел
    for (int count=0; count < 100; ++count)
    {
        std::cout << rand() << "\t";
 
        // Если вывели 5 чисел, то вставляем символ новой строки
        if ((count+1) % 5 == 0)
            std::cout << "\n";
    }
}

// 14867   24680   8872    25432   21865
// ...

⏩Рандомные числа в C++ 11

В C++ 11 добавили тонну нового функционала для генерации случайных чисел, включая алгоритм Вихрь Мерсенна, а также разные виды генераторов случайных чисел (например, равномерные, генератор Poisson и пр.). Доступ к ним осуществляется через подключение заголовочного файла random.

Вот пример генерации случайных чисел в C++11 с использованием Вихря Мерсенна на картинке.

Вихрь Мерсенна генерирует случайные 32-битные целые числа unsigned (а не 15-битные целые числа, как в случае с rand()), что позволяет использовать гораздо больший диапазон значений.
Существует также версия (std::mt19937_64) для генерации 64-битных целых чисел unsigned

@cpluspluc

🖥 Дискуссия об использовании языка C++ для разработки ядра Linux

⏩В списке рассылки разработчиков ядра Linux возобновилось начатое шесть лет назад обсуждение перспектив использования современного кода на C++ в ядре Linux, помимо нынешнего применения языка Си с ассемблерными вставками и продвижения языка Rust. Изначально тема разработки ядра на C++ была поднята в 2018 году инженером из Red Hat, который первого апреля в качестве шутки опубликовал набор из 45 патчей для использования шаблонов, наследуемых классов и перегрузки функций C++ в коде ядра.

⏩С инициативой продолжения обсуждения выступил Ганс Питер Анвин, один из ключевых разработчиков ядра в компании Intel. По мнению Анвина, который является автором многочисленных макросов и ассемблерных вставок в ядре, с 1999 года языки C и C++ значительно продвинулись вперёд в своём развитии и язык C++ стал лучше, чем С, подходить для разработки ядра операционных систем.

⏩Возможности, для которых ещё недавно приходилось привлекать специфичные GCC-расширения, теперь легко реализовать на стандартном C++, и во многих случаях использование C++ позволит улучшить инфраструктуру без глобального изменения кода. В качестве минимальной упоминается использование спецификации C++14, которая включает необходимые средства метапрограммирования, а в качестве желаемой - использование спецификации C++20, в которой появилась поддержка концепций, способных исключить появление многих ошибок.

⏩Анвин считает, что C++ более предпочтителен, чем Rust, так как последний существенно отличается от языка С по синтаксису, непривычен для текущих разработчиков ядра и не позволяет постепенно переписывать код (в случае языка С++ можно по частям переводить код с языка C, так как С-код можно компилировать как C++). В поддержку использования С++ в ядре также выступили Иржи Слаби (Jiri Slaby) из компании SUSE и Дэвид Хауэллс (David Howells) из Red Hat.

📎 Читать подробнее

@cpluspluc

🖥 Почему считается что неправильно писать while (!input_stream.eof())?

▶️В разных источниках говорят что использование std::istream::eof() - это признак плохого кода и что в частности неправильно писать:

while (!input_stream.eof()) {
    input_stream >> value;
    process(value);
}

Что в этом коде не так? Как писать правильно?


▶️Проблема std::istream::eof() в том, что он выставляется только после выполнения какой-либо операции чтения. Поэтому происходит следующее:

std::ifstream input_stream("empty_file.txt"); // Открываем пустой файл
if (!input_stream.eof()) { // eof() == false, т.к. мы еще ничего не читали
    int value;
    input_stream >> value; // Пытаемся читать число, а его там нет.
    // Здесь eof() == true, но мы это не проверяем.
    std::cout << value; // Выведется 0.
}

Так что если и вызывать eof(), то это надо делать после операции чтения.

⏩Однако, объекты std::istream умеют преобразовываться в bool, а каждая операция чтения возвращает ссылку на std::istream. Поэтому идиоматичный код выглядит следующим образом:

while (input_stream >> value) {
    process(value);
}

⏩Или для строки:

std::string str;
while (std::getline(input_stream, str)) { ... }

⏩Или сразу для нескольких значений:

while (input_stream >> value1 >> value2) { ... }

Здесь если при чтении value1 произойдет ошибка, то все последующие операции чтения (т.е. value2) будут игнорироваться, по этому можно читать сразу несколько значений сразу, и уже потом проверять состояние std::istream.

@cpluspluc

🖥 Некоторые тонкости генерации случайных чисел в C++

C и C++ имеют свои собственные встроенные генераторы случайных чисел. Они реализованы в двух отдельных функциях, которые находятся в заголовочном файле cstdlib:

⏩srand() устанавливает передаваемое пользователем значение в качестве стартового. srand() следует вызывать только один раз — в начале программы (обычно в верхней части функции main())

⏩rand() генерирует следующее случайное число в последовательности. Оно будет находиться в диапазоне от 0 до RAND_MAX (константа в cstdlib, значением которой является 32767).

Вот пример программы, в которой используются обе эти функции:

#include <iostream>
#include <cstdlib> // для функций rand() и srand()
 
int main()
{
    srand(4541); // устанавливаем стартовое значение - 4 541
 
    // Выводим 100 случайных чисел
    for (int count=0; count < 100; ++count)
    {
        std::cout << rand() << "\t";
 
        // Если вывели 5 чисел, то вставляем символ новой строки
        if ((count+1) % 5 == 0)
            std::cout << "\n";
    }
}

// 14867   24680   8872    25432   21865
// ...

⏩Рандомные числа в C++ 11

В C++ 11 добавили тонну нового функционала для генерации случайных чисел, включая алгоритм Вихрь Мерсенна, а также разные виды генераторов случайных чисел (например, равномерные, генератор Poisson и пр.). Доступ к ним осуществляется через подключение заголовочного файла random.

Вот пример генерации случайных чисел в C++11 с использованием Вихря Мерсенна на картинке.

Вихрь Мерсенна генерирует случайные 32-битные целые числа unsigned (а не 15-битные целые числа, как в случае с rand()), что позволяет использовать гораздо больший диапазон значений.
Существует также версия (std::mt19937_64) для генерации 64-битных целых чисел unsigned

@cpluspluc

🖥 AdaptiveCpp: универсальный SYCL-компилятор с рекордной производительностью

⏩На днях вышла новая версия компилятора AdaptiveCpp 24.02, ранее известного под названиями hypSYCL и Open SYCL. Этот компилятор на основе C++ предназначен для создания программного кода, работающего на различных процессорах и графических процессорах ведущих производителей. Возможности такого программирования обеспечиваются стандартами SYCL и параллелизмом C++.

⏩Версия AdaptiveCpp 24.02 принесла ряд улучшений в работу компилятора. Разработчики отмечают, что благодаря этим улучшениям их продукт стал одним из лучших (а во многих случаях и самым лучшим) компилятором SYCL в мире с точки зрения эффективности использования аппаратных ресурсов.

⏩Тесты показали, что AdaptiveCpp 24.02 работает значительно быстрее предыдущей версии 23.10 и, как правило, превосходит по производительности стек SYCL от Intel, одного из крупнейших производителей в этой области.

⏩Одной из ключевых особенностей новой версии является отказ от необходимости указывать конкретные цели компиляции для создания исполняемого файла. Теперь простая команда компиляции acpp -o test -O3 test.cpp позволяет создать бинарный файл, который будет работать на GPU от Intel, NVIDIA и AMD, что делает AdaptiveCpp единственным в мире компилятором SYCL, способным генерировать такие универсальные исполняемые файлы.

⏩Кроме того, в новой версии появился новый JIT-компилятор для CPU, который обеспечивает более высокую производительность по сравнению со старым компилятором на основе OpenMP.
AdaptiveCpp 24.02 также предлагает кэширование ядер на диске, автоматическую специализацию ядер во время выполнения и другие улучшения.

🖥 Дополнительные сведения о выпуске AdaptiveCpp 24.02 и ссылки для скачивания доступны на GitHub

@cpluspluc

🖥 Как выстрелить себе в ногу в C++

Полезная статья о том, что с C++ нужно быть поаккуратнее.
В статье освещается множество важных нюансов, в частности:
⏩Неинициализированные переменные
⏩Подозрительный #define
⏩Ошибки с функцией free
⏩Ошибки с оператором delete
⏩Функции без возвращаемого значения
⏩Работа с исключениями
⏩Сравнения с беззнаковыми переменными
⏩Опасные указатели

📎 Статья

@cpluspluc

🖥 Жизненная проблема в C++: правильное использование проверки конца файла

При использовании в C++ кода

while(!file.eof())
{
    // Чтение из файла
}

получаются неприятности - лишняя считанная строка, например. Почему? Как правильно проверить, что достигнут конец файла?

В чём дело?
⏩Признак достижения конца файла выставляется только после неудачной попытки чтения за его концом. Поэтому, если в теле цикла нет проверки, успешно ли выполнено чтение из файла - последнее чтение окажется именно тем неудачным чтением, которое выставит признак достигнутого конца файла (а для вас это будет выглядеть как, например, еще раз считанная последняя строка, если она находилась в буфере для чтения).

Лучше для этого использовать цикл for и в заголовке выполнять само чтение с проверкой:

for(int n; file >> n; ) 
{
   // Обработка считанного значения n
}

if (file.bad())
    std::cout << "Ошибка ввода-вывода при чтении\n";
else if (file.eof())
    std::cout << "Достигнут конец файла\n";
else if (file.fail())
    std::cout << "Неверный формат данных\n";

@cpluspluc