Примеры по объектно-ориентированному программированию на C++

Данный репозиторий содержит учебные примеры по изучению объектно-ориентированного программирования на языке C++. Примеры организованы по лекциям и демонстрируют различные аспекты языка C++.

Структура проекта

Лекции 0-1: Основы C++

• 01_FirstCppProgram - Первая программа на C++
• 02_StatementsAndFunctions - Операторы и функции
• 03_DataInputAndOutput - Ввод и вывод данных
• 04_OutputFormatting - Форматирование вывода
• 05_VariableScope - Область видимости переменных
• 06_GTest - Тестирование с Google Test
• 07_IntegerModifiers - Модификаторы целых чисел
• 08_FractionalNumbers - Дробные числа
• 09_Booleans - Логические типы
• 10_CharactersAndText - Символы и текст
• 11_Auto - Автоматический вывод типов
• 12_PrefixPostfixIncrementDecrement - Префиксные и постфиксные операции
• 13_CompoundAssignmentOperators - Составные операторы присваивания
• 14_LogicalOperators - Логические операторы
• 15_NumericLimits - Числовые ограничения
• 16_MathFunctions - Математические функции
• 17_Constants - Константы
• 18_ConstantExpressions - Константные выражения
• 19_ImplicitDataConversions - Неявные преобразования типов
• 20_ExplicitDataConversions - Явные преобразования типов
• 21_IfStatements - Условные операторы
• 22_Switch - Оператор выбора
• 23_ForLoop - Цикл for
• 24_ForLoopMultipleDeclarations - Множественные объявления в for
• 25_CommaOperator - Оператор запятая
• 26_RangeBasedForLoop - Цикл for на основе диапазона
• 27_WhileLoop - Цикл while
• 28_DoWhileLoop - Цикл do-while
• 29_NestedLoops - Вложенные циклы
• 30_BreakAndContinue - Операторы break и continue

Лекции 2-3: Функции и классы

• Основы работы с функциями
• Перегрузка функций
• Введение в классы и объекты
• Конструкторы и деструкторы

Лекции 4-5: Наследование и полиморфизм

• Наследование классов
• Виртуальные функции
• Полиморфизм
• Абстрактные классы

Лекции 6-7: Шаблоны и умные указатели

• 01_SimpleTemplate - Простые шаблоны
• 02_TwoArguments - Шаблоны с двумя параметрами
• 03_ComplexParameters - Сложные параметры шаблонов
• 04_Specialization - Специализация шаблонов
• 05_PartialSpecialization - Частичная специализация
• 06_Metafunction - Метафункции
• 07_Factorial - Факториал на этапе компиляции
• 08_Types - Работа с типами
• 09_TypeTraits - Типовые свойства
• 10_BuiltInConcepts - Встроенные концепты
• 11_ConceptsExample1 - Примеры концептов
• 12_ConceptsExample2 - Дополнительные примеры концептов
• 13_CRTP - Curiously Recurring Template Pattern
• 13_DeductionGuide - Руководства по выводу типов
• 14_VariadicTemplate - Вариативные шаблоны
• 15_UniquePointers - Уникальные указатели
• 16_CustomUniquePointer - Пользовательский unique_ptr
• 17_SharedPtr - Разделяемые указатели
• 18_CustomShared - Пользовательский shared_ptr
• 19_Dynamic_pointer_cast - Динамическое приведение указателей
• 20_Enable_shared_from_this - Наследование от enable_shared_from_this
• 21_Dead_lock - Взаимные блокировки
• 22_Weak_ptr - Слабые указатели
• 23_Weak_ptr_deadlock - Решение взаимных блокировок с weak_ptr
• 24_MindBlow - Продвинутые возможности C++

Лекции 8-9: STL и контейнеры

• 01_Vector - Демонстрация std::vector
• 02_Iterator - Итераторы
• 03_UniqueIterator - Уникальные итераторы
• 04_BackInsert - Вставка в конец
• 05_BackInsertIterator - Итератор вставки в конец
• 06_IoStream - Потоки ввода-вывода
• 07_ConstIterator - Константные итераторы
• 08_Array - Статический массив
• 09_Deque - Двусторонняя очередь
• 10_Stack - Стек
• 11_Queue - Очередь
• 12_ForwardList - Односвязный список
• 13_List - Двусвязный список
• 14_Set - Множество
• 15_Map - Ассоциативный массив
• 16_Multiset - Мультимножество
• 17_UnorderedSet - Неупорядоченное множество
• 18_OperatorNew - Перегрузка оператора new
• 19_Allocator - Аллокаторы
• 20_SimpleAllocator - Простой аллокатор
• 21_Polymorph - Полиморфизм
• 22_ContainerWithPolymorph - Контейнеры с полиморфизмом

Лекции 10-15: Продвинутые темы

• Многопоточность
• Асинхронное программирование
• Метапрограммирование
• Оптимизация производительности

Ключевые примеры

01_Vector (Лекция 8-9)

Демонстрирует работу с std::vector:

• Размещение объектов в памяти (стек vs куча)
• Стратегия перераспределения памяти
• Управление емкостью контейнера
• Операции с итераторами
• Инвалидация итераторов

22_Weak_ptr (Лекция 6-7)

Показывает использование слабых указателей:

• Паттерн Observer с weak_ptr
• Безопасный доступ к объектам
• Предотвращение циклических ссылок
• Управление жизненным циклом объектов

23_Weak_ptr_deadlock (Лекция 6-7)

Решение проблемы взаимных блокировок:

• Использование weak_ptr для разрыва циклических зависимостей
• Безопасное управление памятью
• Предотвращение утечек памяти

24_MindBlow (Лекция 6-7)

Продвинутые возможности C++:

• Variadic templates
• Лямбда-функции
• Функциональное программирование
• Декартово произведение с помощью шаблонов

Требования

• Компилятор C++17 или новее
• CMake 3.10 или новее
• Google Test (для тестов)

Сборка

mkdir build
cd build
cmake ..
make

Использование

Каждый пример можно запустить отдельно:

./build/examples/lection08_09/01_Vector/main
./build/examples/lection06_07/22_Weak_ptr/main
./build/examples/lection06_07/23_Weak_ptr_deadlock/main
./build/examples/lection06_07/24_MindBlow/main

Лицензия

Проект распространяется под лицензией MIT. См. файл LICENSE для подробностей.