Zaawansowane programowanie w C++ (ZPR2025L)

Sprawy organizacyjne

Zakładamy znajomość programowania strukturalnego i podstawowych algorytmów (np. ukończony przedmiot PIPR), znajomość programowania obiektowego (np. ukończony przedmiot PROBI), znajomość podstawowych elementów C++ (np. ukończony przedmiot PROBI), znajomość wzorców projektowych (np. ukończony przedmiot SWO), znajomość podstawowych potoków wytwarzania oprogramowania (np. ukończony przedmiot SWO), umiejętność czytania diagramu klas UML (np. ukończony przedmiot SWO)

Zaliczenie Przedmiot jest zaliczany na podstawie wyników sprawdzianów, przeprowadzanych podczas wykładów (punktacja 0 - 20pkt.) i wyników projektu (punktacja 0 - 20 pkt.). Nie jest wymagana obecność na wykładzie i nie będzie ona sprawdzana. Ocena końcowa jest określana na podstawie łącznej liczby punktów zgodnie z poniższą tabelą.

liczba punktów	ocena
37 - 40 pkt	pięć
33 - 36 pkt	cztery i pół
29 - 32 pkt	cztery
25 - 28 pkt	trzy i pół
21 - 24 pkt	trzy
0 - 20 pkt	dwa

Bieżące oceny cząstkowe są uzupełniane na serwerze USOS

Sprawdziany Sprawdziany odbędą w terminach podanych niżej. Każdy sprawdzian jest oceniany w skali 0-10 pkt. Oceny poszczególnych zadań będą w USOS.

Projekt: terminy, lista tematów i zasady oceniania

Wykłady

Wykłady będą odbywały się w sali 133 we wtorki w godzinach 18.15 - 20.00. Tematy poszczególnych wykładów oraz materiały pomocnicze (slajdy i inne) będą umieszczane poniżej. Przykładowe fragmenty kodu są umieszczane w archiwum zip. kompilacja przykładów w trybie C++11 lub nowszym, przykładowe polecenie: g++ nazwa.cpp

1. (25 II, Robert Nowak) Sprawy organizacyjne, wprowadzenie; prezentacja (pdf), kod (zip).
2. (4 III, Robert Nowak) Obiekty, polimorfizm, funkcje wirtualne. Zarządzanie pamięcią; prezentacja (pdf), kod (zip).
3. (11 III, Robert Nowak) Obsługa błędów, wyjątki, RAII, sprytne wskaźniki; prezentacja (pdf), kod (zip).
4. (18 III, Łukasz Neumann) Rust, wprowadzenie, model pamięci
5. (25 III, Łukasz Neumann) Rust, programowanie współbieżne,
6. (1 IV, Robert Nowak) Wtyczki. Łączenie C++ z C, Python, Rust. Powtórzenie;

   Przykładowe zadania

   • programowanie obiektowe, wyjątki. Kompilacja w trybie C++11 bez Boost.Regex, np.g++ kol1zestS.cpp --std=c++11

     zestaw S, rozwiązania S, zestaw T, rozwiązania T, zestaw U, rozwiązania U, zestaw V, rozwiązania V, zestaw W, rozwiązania W, zestaw X, rozwiązania X, zestaw Y, rozwiązania Y, zestaw Z, rozwiązania Z zestaw A, rozwiązania A, zestaw B, rozwiązania B, zestaw C, rozwiązania C.

   • programowanie obiektowe, wyjątki. Kompilacja w trybie C++17, np.g++ kol1zestD.cpp --std=c++17 -pthread

     zestaw D, rozwiązania D, zestaw E, rozwiązania E.

   • RUST: rust1, rust2, zadanie z Borrow checker'a (znane z Rust'a), kompilacja w trybie C++17 g++ plik.cpp --std=c++17
   • zestaw F, rozwiązania, kompilacja w trybie C++17 g++ plik.cpp --std=c++17: smartptr, exceptions, nvi, const, STL
   • zestaw G, rozwiązania, kompilacja w trybie C++17 g++ plik.cpp --std=c++17: rust3, smartptr, exceptions, nvi.
   • zestaw H, zestaw H (wersja 2), rozwiązania (lub kod): STL i szablony, unique_ptr, smart_ptr, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
   • zestaw I, rozwiązania (lub kod): smart_ptr, NVI, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
   • zestaw J, rozwiązania (lub kod): smart_ptr, NVI, ogólne (mediana), kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
   • zestaw K, rozwiązania (lub kod): smart_ptr, wyjątki RUST, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.

7. (8 IV)
   • (Robert Nowak) Kolokwium 1,
   • Konrad Grochowski) Optymalizacja kodu cz. 1.
8. (15 IV, Witold Wysota) stałość, C++ jako język zorientowany na wartości, std::optional i std::variant;
9. (29 IV, Robert Nowak) Szablony cz. 1, trejty, biblioteka standardowa cz. 1,
10. (6 V, Witold Wysota) Szablony cz. 2, programowanie generyczne, biblioteka standardowa, funkcje anonimowe;
11. (13 V, Robert Nowak) Aplikacje wielowątkowe w C++, synchronizacja, operacje atomowe, std::future, std::promise i inne.
12. (20 V, Łukasz Neumann) Rust, zarządzanie projektem i łączenie z innymi językami,
13. (27 V, Robert Nowak) C++14, C++17, C++20, C++23. Biblioteki Boost. Przetwarzanie tekstu.
14. (3 VI)
    • (Konrad Grochowski) Optymalizacja kodu cz. 2,
    • (Robert Nowak) LLM w wytwarzaniu oprogramowania. Prototypowanie, programowanie interaktywne w emacs org-mode. Powtórzenie,

    Przykładowe zadania:

    • Szablony, wątki. Kompilacja w trybie C++11 z biblioteką Boost.Thread, np. np.g++ kol2zestP.cpp --std=c++11 -lboost_thread -lboost_system -pthread

      zestaw S, rozwiązania S, zestaw T, rozwiązania T, zestaw U, rozwiązania U, zestaw V, rozwiązania V, zestaw W, rozwiązania W, zestaw X, rozwiązania X, zestaw Y, rozwiązania Y, zestaw Z, rozwiązania Z, zestaw A, rozwiązania A.

    • Szablony, wątki. Kompilacja w trybie C++11 w wersji współbieżnej, np.g++ kol2zestB.cpp --std=c++11 -pthread

      zestaw B, rozwiązania B, zestaw C, rozwiązania C.

    • szablony, wątki. Kompilacja w trybie C++17 w wersji współbieżnej, np.g++ kol2zestD.cpp --std=c++17 -pthread

      zestaw D, rozwiązania D, zestaw E, rozwiązania E.

    • zestaw F, rozwiązania: concurr, async,
    • zestaw G, rozwiązania: STL-1, STL-2, STL-3, blokada, trejty, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
    • zestaw H, rozwiązania (lub kod): wydruk, std::function, shared_mudex, wydruk, std::any, wątki, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
    • zestaw I, rozwiązania (lub kod): STL-1, STL-2, wydruk, std::function, wątki, wyścig, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20.
    • zestaw J, rozwiązania (lub kod): variant, współbieżność, operacje atomowe, wariant, wydruk, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20 lub g++-12 plik.cpp --std=c++20.
    • zestaw K, rozwiązania (lub kod): variant, współbieżność, skalowalność, STL-1, STL-2, kompilacja w trybie C++20 g++ plik.cpp --std=c++20 lub g++-12 plik.cpp --std=c++20.

15. (10 VI, Robert Nowak) Kolokwium 2:

Literatura:

• E. Gamma, R. Helm, R. Johnson, and J. Vlissides, Wzorce projektowe, WNT, 2005.
• A. Alexandrescu, Nowoczesne projektowanie w C++, WNT, 2005.
• A. Alexandrescu and H. Sutter, Język C++. Standardy kodowania. 101 zasad, wytycznych i zalecanych praktyk, Helion, 2005.
• S. Meyers, 50 efektywnych sposobów na udoskonalenie Twoich programów, Helion, 2003.
• B. Stroustrup, Programowanie. Teoria i praktyka z wykorzystaniem C++, Helion, 2010.
• R. Nowak, A. Pająk, Język C++: mechanizmy, wzorce, biblioteki, BTC, 2010.
• A. Hunt, D. Thomas, Pragmatyczny programista, Helion, 2011.
• Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK) v3, IEEE Computer Society, 2014