Обновить
256K+

C++ *

Типизированный язык программирования

448,67
Рейтинг
Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Пробуем контрактное программирование С++20 уже сейчас

Время на прочтение14 мин
Охват и читатели35K


В С++20 появилось контрактное программирование. На текущий момент ни один компилятор ещё не реализовал поддержку этой возможности.


Но есть способ уже сейчас попробовать использовать контракты из C++20, так как это описано в стандарте.

Заинтересовавшихся прошу под кат

Умножение матриц: эффективная реализация шаг за шагом

Время на прочтение14 мин
Охват и читатели127K


Введение


Умножение матриц — это один из базовых алгоритмов, который широко применяется в различных численных методах, и в частности в алгоритмах машинного обучения. Многие реализации прямого и обратного распространения сигнала в сверточных слоях неронной сети базируются на этой операции. Так порой до 90-95% всего времени, затрачиваемого на машинное обучение, приходится именно на эту операцию. Почему так происходит? Ответ кроется в очень эффективной реализации этого алгоритма для процессоров, графических ускорителей (а в последнее время и специальных ускорителей матричного умножения). Матричное умножение — один из немногих алгоритмов, которые позволяет эффективно задействовать все вычислительные ресурсы современных процессоров и графических ускорителей. Поэтому не удивительно, что многие алгоритмы стараются свести к матричному умножению — дополнительная расходы, связанные с подготовкой данных, как правило с лихвой окупаются общим ускорением алгоритмов.

Так как реализован алгоритм матричного умножения? Хотя сейчас существуют множество реализаций данного алгоритма, в том числе и в открытых исходных кодах. Но к сожалению, код данных реализаций (большей частью на ассемблере) весьма сложен. Существует хорошая англоязычная статья, подробно описывающая эти алгоритмы. К моему удивлению, я не обнаружил аналогов на Хабре. Как по мне, этого повода вполне достаточно, чтобы написать собственную статью. С целью ограничить объем изложения, я ограничился описанием однопоточного алгоритма для обычных процессоров. Тема многопоточности и алгоритмов для графических ускорителей явно заслуживает отдельной статьи.

Процесс изложения будет вестись ввиде шагов с примерами по последовательному ускорению алгоритма. Я старался писать максимально упрощая задачу, но не более того. Надеюсь у меня получилось…
Читать дальше →

По следам калькуляторов: Qalculate

Время на прочтение7 мин
Охват и читатели15K

Ранее мы делали обзоры кода крупных математических пакетов, например, Scilab и Octave, а калькуляторы оставались в стороне как небольшие утилиты, в которых сложно допустить ошибки из-за их малого объёма кода. Мы ошиблись, не уделив им внимания. Случай с публикацией исходного кода калькулятора Windows показал, что всем интересно пообсуждать, какие ошибки там прячутся, а ошибок там более чем достаточно, чтобы написать про это статью. Мы с коллегами решили исследовать код ряда популярных калькуляторов и оказалось, что код калькулятора Windows был не так уж и плох (спойлер).
Читать дальше →

Что такое Strict Aliasing и почему нас должно это волновать? Часть 2

Время на прочтение9 мин
Охват и читатели13K
(ИЛИ каламбур типизации, неопределенное поведение и выравнивание, о мой Бог!)

Друзья, до запуска нового потока по курсу «Разработчик С++», остается совсем немного времени. Пришло время опубликовать перевод второй части материала, в которой рассказывается о том, что такое каламбур типизации.

Что такое каламбур типизации?

Мы дошли до того момента, когда мы можем задаться вопросом, зачем нам вообще могут понадобиться псевдонимы? Обычно для реализации каламбуров типизации, т.к. зачастую используемые методы нарушают правила строгого алиасинга.



Иногда мы хотим обойти систему типов и интерпретировать объект как другой тип. Переинтерпретация сегмента памяти в качестве другого типа называется каламбуром типизации (type punning). Каламбуры типизации полезны для задач, которым требуется доступ к базовому представлению объекта для просмотра, транспортировки или манипулирования предоставленными данными. Типичные области, в которых мы можем встретить использование каламбуров типизации: компиляторы, сериализация, сетевой код и т.д.
Читать дальше →

Топ 20 ошибок при работе с многопоточностью на С++ и способы избежать их

Время на прочтение21 мин
Охват и читатели89K
Привет, Хабр! Предлагаю вашему вниманию перевод статьи «Top 20 C++ multithreading mistakes and how to avoid them» автора Deb Haldar.


Сцена из фильма «Петля времени» (2012)

Многопоточность— одна из наиболее сложных областей в программировании, особенно в C++. За годы разработки я совершил множество ошибок. К счастью, большинство из них были выявлены на код ревью и тестировании. Тем не менее, некоторые каким-то образом проскакивали на продуктив, и нам приходилось править эксплуатируемые системы, что всегда дорого.

В этой статье я попытался категоризировать все известные мне ошибки с возможными решениями. Если вам известны еще какие-то подводные камни, либо имеете предложения по решению описанных ошибок– пожалуйста, оставляйте свои комментарии под статьей.
Читать дальше →

Подсчитаем баги в калькуляторе Windows

Время на прочтение11 мин
Охват и читатели93K

На днях компания Microsoft открыла исходный код калькулятора. Это приложение входило во все версии операционной системы Windows. Исходный код разных проектов Microsoft достаточно часто открывался за последние годы, но новость о калькуляторе в первый же день просочилась даже в нетехнологические средства массовой информации. Что ж, это популярная, но очень маленькая программа на языке C++. Тем не менее, статический анализ кода с помощью PVS-Studio выявил подозрительные места в проекте.
Читать дальше →

Искусство парсинга или DOM своими руками

Время на прочтение14 мин
Охват и читатели17K
Привет, Хабр! Недавно я задался идеей создать простой язык разметки наподобие markdown, который отлично подходил бы для моих задач, а именно — быстрого написания лекций с форматированием и возможностью вставки математических формул «на лету», с применением одной лишь клавиатуры. Чтобы перевести текст, написанный в таком формате, в более понятную форму, например, документ LibreOffice Writer, нужен синтаксический анализатор, проще говоря — парсер. Поскольку я привык делать велосипеды, то направился в поисковые системы с запросами «parser example», «html to DOM», «how to parse html» и др. К моему разочарованию, на всех найденных ресурсах либо приводились элементарные примеры типа калькулятора Страуструпа с рекурсивным спуском, либо использовались готовые решения, такие как flex, bison, llvm и yacc. Библиотек, предназначенных для парсинга строго определённых языков, нашлось ещё больше (gumbo, jsoup, rapidjson, инструменты Qt и др.) Ни то, ни другое не входило в мои планы по написанию парсера своей разметки на C++ с использованием лишь стандартной библиотеки, поэтому моим источником знаний об искусстве парсинга вместо электронных ресурсов стали методички технических институтов. О том, как взять текст и построить из него AST (абстрактное синтаксическое дерево), о некоторых подводных камнях, на которые я натыкался в процессе, о возможных ошибках я сегодня и расскажу.

Сразу оговорюсь, — если ваша цель — свой скриптовый язык или что ещё сложнее, этой статьи будет недостаточно для его реализации. В идеале нужно на отлично знать теорию автоматов и дискретные структуры. Но в качестве отправной точки можно пока ограничиться и моим опытом, которым я щедро поделюсь под катом. Это не совсем то, что я задумывал изначально, зато идеально подходит для примера. Парсить мы будем HTML, как простой и всем знакомый язык.
Читать дальше →

Feature freeze C++20. Coroutines, Modules и прочее

Время на прочтение5 мин
Охват и читатели25K
На днях прошла встреча международного комитета по стандартизации C++ в американском городе Кона. Это была не просто встреча, а feature freeze! Никакие серьёзные новые идеи больше не могут просачиваться в стандарт, остаётся лишь пара встреч на добавление предварительно одобренных вещей, исправление недочётов и устранение шероховатостей.

Ожидать ли Модули и Корутины в C++20, будет ли там быстрая библиотека для форматирования вывода, сможет ли она работать с календарями, добавили ли std::stacktrace, начнёт ли компилятор сам вызывать std::move в ряде случаев, приняли ли std::flat_map? Всё это и многое другое ожидает вас под катом.


Читать дальше →

В чем набрать и чем собрать C++ проект

Время на прочтение14 мин
Охват и читатели103K
Задавшись этим вопросом я, в первую очередь, сформулировал требования: жесткие и опциональные (но желательные) для системы сборки и графической среды разработки.
Сразу хочу отметить что речь идет о написании C++ кода не под какую-то специфичную платформу типа Android или фреймворка, например Qt, — где все уже готово, как с построением так и с редактированием кода, а об generic коде не привязанному к конкретной платформе или фреймворку.
Читать дальше →

Что такое Strict Aliasing и почему нас должно это волновать? Часть 1

Время на прочтение7 мин
Охват и читатели26K
(ИЛИ каламбур типизации, неопределенное поведение и выравнивание, о мой Бог!)

Всем привет, уже через несколько недель мы запускаем новый поток по курсу «Разработчик С++». Этому событию и будет посвящен наш сегодняшний материал

Что такое strict aliasing? Сначала мы опишем, что такое алиасинг (aliasing), а затем мы узнаем, к чему тут строгость (strict).

В C и C ++ алиасинг связан с тем, через какие типы выражений нам разрешен доступ к хранимым значениям. Как в C, так и в C ++ стандарт определяет, какие выражения для именования каких типов допустимы. Компилятору и оптимизатору разрешается предполагать, что мы строго следуем правилам алиасинга, отсюда и термин — правило строгого алиасинга (strict aliasing rule). Если мы пытаемся получить доступ к значению, используя недопустимый тип, оно классифицируется как неопределенное поведение (undefined behavior — UB). Когда у нас неопределенное поведение, все ставки сделаны, результаты нашей программы перестают быть достоверными.

К сожалению, с нарушениями строго алиасинга, мы часто получаем ожидаемые результаты, оставляя возможность того, что будущая версия компилятора с новой оптимизацией нарушит код, который мы считали допустимым. Это нежелательно, стоит понять строгие правила алиасинга и избежать их нарушения.



Чтобы лучше понять, почему нас должно это волновать, мы обсудим проблемы, возникающие при нарушении правил строго алиасинга, каламбур типизаций (type punning), так как он часто используется в правилах строгого алиасинга, а также о том, как правильно создавать каламбур, наряду с некоторой возможной помощью C++20, чтобы упростить каламбур и уменьшить вероятность ошибок. Мы подведем итоги обсуждения, рассмотрев некоторые методы выявления нарушений правил строго алиасинга.
Читать дальше →

Топ-10 докладов конференции C++ Russia 2018: полные видеозаписи, слайды, комментарии

Время на прочтение7 мин
Охват и читатели18K

В этой статье вас ждёт десять лучших докладов от Андрея Александреску, Дэвида Вандервурда, Джона Калба и многих других.


Фичи компилятора C++, асинхронность, многопоточность, параллелизм, модель памяти, алгоритмы и STL, метапрограммирование и рефлекшен, огромное множество тем.



Всё это — записи с конференции C++ Russia, самой большой в истории. Восемь сотен участников, немаленький зал, спикеры с мировым именем. Прошёл год, но большинство докладов ничуть не утратило своей актуальности. Впрочем, и неудивительно — именно такие доклады и попадают в топ по оценке участников.


Формат таков:


  • Обязательное видео на YouTube
  • Слайды, если есть
  • Подробное описание доклада на русском языке
  • Краткая биография докладчика

Плюс у вас есть комментарии Хабра, чтобы обсудить увиденное. Реклама на ютубе отключена, никто не будет мешать. Есть всё, чтобы начать смотреть прямо сейчас.

Читать дальше →

Расширяемый Postgres

Время на прочтение8 мин
Охват и читатели5.7K


На прошедшем PGConf.Russia был доклад про расширение MobilityDB, а Андрей Бородин предложил идею расширять методы индексов под задачу.


Продолжу тему с расширением Postgres под решаемую задачу на примере расширения сделанного в рамках HighLoad Cup 2018, код доступен на GithHub. На хабре уже есть статья от blackmaster. Расширение добавляет два типа с поддержкой btree и GIN индексов.

Читать дальше →

Ближайшие события

novtable оптимизация

Время на прочтение3 мин
Охват и читатели8K

Компилятор Microsoft позволяет добавить расширение «novtable» для атрибута «__declspec» при объявлении класса.

Заявленная цель — значительно уменьшить размер генерируемого кода. На экспериментах с нашими компонентами уменьшение составило от 0,6 до 1,2 процента от размера DLL.

Применимость: классы, не предназначенные для создания экземпляров напрямую из них.

Например: чисто интерфейсные классы.

В коде это выглядит так:

struct __declspec(novtable) IDrawable
{
	virtual void Draw() const = 0;
};

Примечание: ключевое слово struct использовалось для декларации интерфейсного класса, чтобы избавить пример от не относящихся к теме статьи деталей; тогда как в случае использования class пришлось бы использовать public для указания «публичности» методов. По той же причине я не буду в этой статье добавлять виртуальный деструктор в интерфейсный класс.

Название «novtable» обещает, что виртуальной таблицы не будет… Но как же работает механизм вызова виртуальных функций в следующем коде:

// Добавим декларацию прямоугольника, реализующего интерфейс IDrawable:

class Rectangle : public IDrawable
{
	virtual void Draw() const override
	{
	}

	int width;
	int height;
};

…
IDrawable* drawable = new Rectangle;
drawable->Draw(); // происходит вызов Rectangle::Draw
…

Читать дальше →

Компактная С++ библиотека для программирования конечно-разностных методов в операторном стиле. Часть 1. Семантика

Время на прочтение30 мин
Охват и читатели4.7K
Представлена семантика разработанной библиотеки pde++ для программирования конечно-разностных методов в операторном стиле. Основными объектами библиотеки являются сеточная функция, сеточная ячейка и сеточные операторы, арифметические соотношения между которыми максимально приближают программный код к его математической нотации. Библиотека pde++ представлена всего несколькими заголовочными файлами, не имеет внешних зависимостей и использует концепцию ленивых вычислений.
Читать дальше

Унифицированная обработка ошибок (C++ вариант для микроконтроллеров)

Время на прочтение12 мин
Охват и читатели10K
При разработке ПО для микроконтроллеров на С++ очень часто можно столкнуться с тем, что использование стандартной библиотеки может привести к нежелательным дополнительным расходам ресурсов, как ОЗУ, так и ПЗУ. Поэтому зачастую классы и методы из библиотеки std не совсем подходят для реализации в микроконтроллере. Существуют также некоторые ограничения в использовании динамически выделяемой памяти, RTTI, исключений и так далее. В общем случае, чтобы писать компактный и быстрый код нельзя просто так взять библиотеку std и начать пользоваться, скажем операторами типа typeid, потому что необходима поддержка RTTI, а это уже накладные расходы, хоть и не очень большие.

Поэтому иногда приходится изобретать велосипеды, чтобы выполнить все эти условия. Таких задач немного, но они есть. В данном посте, хотелось бы рассказать про вроде бы как простую задачку — расширить коды возврата существующих подсистем в ПО для микроконтроллера.
Читать дальше →

Беседы о C++: РГ 21, Boost, конференции

Время на прочтение12 мин
Охват и читатели7.3K

Всем привет!


Недавно в Новосибирске прошла очередная C++ Siberia 2019. На конференции была уютная атмосфера и много хороших докладов. Видеозаписи докладов сейчас готовятся к публикации. Пользуясь случаем, я побеседовал с двумя нашими частыми докладчиками, которые редко пропускают конференции и делают всегда отличные доклады: Антон Полухин antoshkka и Павел Филонов.


Антон — представитель России в ISO на международных заседаниях рабочей группы по стандартизации C++, автор нескольких принятых предложений к стандарту языка C++, Boost-библиотек и книги «Boost C++ Application Development Cookbook».


Павел — разработчик-исследователь в Лаборатории Касперского, занимается вопросами применения методов машинного обучения в задачах обеспечения безопасности кибер-физических систем, ведёт преподавательскую деятельность. В ожидании видео с конференции предлагаю вам прочитать расшифровку нашей беседы.


Читать дальше →

Категории выражений в C++

Время на прочтение7 мин
Охват и читатели61K

Категории выражений, такие как lvalue и rvalue, относятся, скорее, к фундаментальным теоретическим понятиям языка C++, чем к практическим аспектам его использования. По этой причине многие даже опытные программисты достаточно смутно представляют себе, что они означают. В этой статье я постараюсь максимально просто объяснить значение этих терминов, разбавляя теорию практическими примерами. Сразу оговорюсь: статья не претендует на максимально полное и строгое описание категорий выражений, за подробностями я рекомендую обращаться непосредственно в первоисточник: Стандарт языка C++.

Читать дальше →

Протокол потоковой передачи пакетов для микроконтроллеров PSP1N

Время на прочтение4 мин
Охват и читатели11K

Постановка задачи


При разработке очередного устройства на микроконтроллере, столкнулся с ситуацией, где требовалась непрерывная регистрации большого количества данных. Устройство должно было сохранять набор данных, состоящий из метки времени и результатов измерений шести АЦП от 100 раз в секунду на SD карту (назовем этот набор данных — пакетом), а затем эти данные анализировать на компьютере в виде графиков. Также было необходимо параллельно с записью данных на SD карту, передавать их по UART. Эти данные должны были занимать как можно меньше места, так как данных ну уж очень много. При этом нужно было как-то разделять эти пакеты, потому что данные шли непрерывным потоком. Порывшись в интернете ничего хорошего, не нашел, поэтому было принято решении о создании собственного протокола и библиотек под него.


И тут появился он – Packet streaming protocol (PSP1N)


В результате некоторых раздумий было решено следующие: в протоколе данные будут передаваться пакетами состоящими из N байт, где первый бит каждого байта отводится на признак стартового бита для синхронизации пакетов (отсюда и название протокола), остальные семь бит отводятся под данные. Последовательность и размеры данных известны заранее.

Читать дальше →

Разработка под WebAssembly: реальные грабли и примеры

Время на прочтение25 мин
Охват и читатели45K


Анонс WebAssembly состоялся в 2015-м — но сейчас, спустя годы, всё ещё немногие могут похвастаться им в продакшне. Тем ценнее материалы о подобном опыте: информация из первых рук о том, каково с этим жить на практике, пока что в дефиците.

На конференции HolyJS доклад об опыте использования WebAssembly получил высокие оценки зрителей, и теперь специально для Хабра подготовлена текстовая версия этого доклада (видеозапись также приложена).
Читать дальше →