C++ *

_{Не в совокупности ищи единства, но более – в единообразии разделения.
Козьма Прутков}

Немного воды вначале

Нельзя не заметить, что аспектно-ориентированное программирование с каждым годом берет новые рубежи популярности. На хабре было уже несколько статей посвященных этому вопросу, от Java до PHP. Пришло время обратить свой взор на С/C++. Теперь я в первом же абзаце признаюсь, что речь пойдет не об «настоящих аспектах», но о чем-то, близко с ними связанном. Также рассуждение будет вестись в контексте embedded-проектов, хотя описываемые методы могут применяться где угодно, но именно embedded, это та область, где эффект будет максимально ощутимым. Еще я буду использовать слова «хидер» и «дефайн» для обозначения, соответственно, «заголовочного файла» и «макроопределения». Сухой и академичный язык это хорошо, но в данном случае, мне кажется, все будет проще понять, если пользоваться устоявшимися англицизмами.

Введение

На хабре уже несколько раз упоминалась система генерации скриптов сборки и проектных файлов CMake. Система достаточно популярна и неплохо документирована. Не все знают, что есть неплохая альтернатива этой (безусловно, замечательной) системе. Да, речь в статье пойдёт о проекте Generate Your Project (GYP).

Предыстория

GYP разрабатывался для сборки конкретного проекта — браузера Chrome/Chromium. Решение разрабатывать свой инструмент вызвало множество споров, многие не понимали (возможно, до сих пор не понимают), зачем изобретать свой «велосипед». Тем не менее, GYP стал довольно популярным инструментом, и сейчас он используется за пределами инфраструктуры Chromium, например, для сборки V8 и нативных модулей NodeJS.

В данной статье я бы хотел рассказать об одном из вариантов организации сетевого взаимодействия в программах, написанных на Qt, используя библиотеку QexRemint. Эта библиотека позволяет сериализовать/десериализовать сигналы и слоты. Дописав к ней сетевую часть, можно получить отличный и удобный механизм для удаленного вызова процедур (Remote Procedure Call).

Сегодня у меня необычный текст, совершенно не связанный с машинным обучением (для новых читателей: этот текст – часть блога компании Surfingbird, в котором я в течение последнего года рассказывал о разных аппаратах машинного обучения в приложении к рекомендательным системам). В этом посте математической части практически не будет, а будет описание очень простой программки, которую я написал для своих студентов. Вряд ли кто-то узнает для себя из этого поста много содержательно нового, но мне кажется, что некоторую ценность представляет сама идея – многие люди просто не задумываются о том, что «и так можно». Итак…

О чем эта статья

Сегодня я расскажу про библиотеку Boost Signals — про сигналы, слоты, соединения, и как их использовать.

Сигнал — это тип данных, который может хранить в себе несколько функций обратного вызова, и вызывать их.
Слот — это, соответственно, и есть подсоединяемые к сигналу функции.
Как уже было сказано, к одному сигналу можно подключить несколько функции, и при вызове сигнала, подключенные функции вызываются в порядке их подключения.
Похожую систему иногда называют событийной, тогда сигналы — это события, а слоты — это подписанные на определенные события обработчики.

О том как отправлять данные из QML в C++ и после манипуляций с ними возвращать их (данные) обратно, было уже неоднократно рассказано. В большинстве статей приводятся одни и те же примеры или, в лучшем случае, слегка измененные авторами статей.

Давайте рассмотрим пару самых явных способов передавать данные из QML в C++ и обратно. Также оценим их эффективность.

Думаю, что все знают, что такое модульные тесты, все знают или, по крайней мере, слышали, что такое непрерывная интеграция, и многие программируют на C++. Но я столкнулся с тем, что в интернете не так много информации о том, как же это все объединить и заставить работать вместе. Эта статья является попыткой дать новичками пошаговую инструкцию, которая позволит сделать первый шаг в создании модульных тестов для C++ проектов и организовать покоммитный прогон модульных тестов при помощи CI сервера.
Update: План:

1. Напишем HelloWorld
2. Настроим сборку HelloWorld на Jenkins
3. Напишем модульный тест для HelloWorld
4. Настроим прогон модульных тестов на Jenkins

Внимание: много букв и скриншотов, половина из которых избыточны. Особенно для тех кто уже в теме.

В процессе разботы над одной задачей в проекте Карты Mail.Ru возникла необходимость чтения формата WKB. Конечно, можно было воспользоваться GDAL, но нужно было только чтение, а все остальные возможности были излишни. Так и родился этот небольшой велосипед.
Хочу сразу предупредить, что функциональность реализована только в необходимых рамках и поддерживаются только базовые типы, такие как:

• точка
• линия
• полигон
• мультилиния
• мультиполигон

Не поддерживается перекодировка порядка следования байт в слове. А так — бери и пользуйся.

Так как у меня была одна неделя до моего следующего контракта, я решил закончить мой цикл статей id. После Doom,Doom Iphone, Quake1, Quake2, Wolfenstein iPhone и Doom3, я решил изучить код, который я еще не рассматривал: idTech3 — 3D движок Quake III и Quake Live.

Заголовок статьи на самом деле представляет собой не одно утверждение, а два, хотя оба они известны:

1. В C++ единицей инкапсуляции является класс – а не отдельный объект ([Stroustrup3e], 24.3.7.4).
2. В C++ единицей инкапсуляции является класс – а не класс вместе с его ниже стоящей иерархией.

В этой главе сказа про дружбу C++ и Python будет на удивление мало использования Boost.Python. Передача исключений туда и обратно является по сути слабым местом данной библиотеки. Будем обходиться родным API языка Python, а где это возможно использовать Boost.Python.
Тем не менее Boost.Python создаёт окружение, в котором исключения из C++ попадают в Python в виде стандартного RuntimeError, а обратно из Python генерируется исключение C++ типа error_already_set, что означает «тебе что-то прилетело, сходи сам почитай что там». И вот здесь нам как раз будет не лишним использовать C-API языка Python, чтобы вычитать необходимую информацию об исключении и преобразовать в соответствующий класс сообразно логике приложения.
К чему такие сложности? — Дело в том, что в Python, в отличие от C++, кроме текста исключения и его типа приходит ещё и traceback — стек до места возникновения исключения. Давайте немного расширим стандартный std::exception дополнительным параметром для этого stacktrace, а заодно напишем конвертер исключений туда и обратно из классов C++ в классы исключений Python.

Один из сотрудников Google в 20% свободного времени разработал и выложил под свободной лицензией библиотеку cpp-btree (С++ B-Tree), которая содержит контейнеры, работающие как map, set, multimap и multiset из стандартной библиотеки шаблонов (STL).

Разница в том, что контейнеры в STL реализованы на красно-чёрных деревьях, а аналогичные контейнеры cpp-btree — на B-деревьях. При этом в определённых ситуациях достигается существенный выигрыш в использовании памяти (на элементах маленького размера) и в производительности (на больших размерах контейнера).

B-деревья известны как инструмент для работы с дисковой памятью: базами данных и файловой системой. Но те же свойства, которые дают выигрыш там, позволяют эффективнее использовать и оперативную память. Каждый узел красно-чёрного дерева содержит один элемент, требует три указателя плюс по биту информации на элемент для сбалансированности. Для сравнения, контейнеры на B-деревьях хранят несколько элементов на узел, поэтому уменьшают оверхед указателей и экономят значительное количество памяти.

В предыдущих уроках мы заложили основу для разработки игры. Мы создали базовый каркас с набором общих процедур, класс для обработки событий, а также класс для работы с поверхностями. В этом уроке мы будем использовать наши наработки и создадим первую игру — крестики-нолики (Tic Tac Toe). Не волнуйтесь, все будет довольно просто. За основу возьмем код написанный в предыдущих уроках.

Проглядывая книжку «Эффективное использование C++», Скотта Мейерса, которая ( и я никого не удивлю ) достойна всяческих похвал, меня очень тронуло, то с какой возбуждённостью, вдохновлённостью, трепетом ( может мне показалось? ) автор говорит о шаблонах и их возможностях. Приведу маленький кусочек:

Метапрограммирование шаблонов ( template metaprogramming — TMP ) — это процесс написания основанных на шаблонах программ на C++, исполняемых во время компиляции. На минуту задумайтесь об этом: шаблонная метапрограмма — это программа, написанная на C++, которая исполняется внутри компилятора C++…
Было доказано, что технология TMP предоставляет собой полную машину Тьюринга, то есть обладает достаточной мощь для любых вычислений...

Да уж… сердце забилось, в очередной раз удивился — только подумать — полная машина Тьюринга со всеми вытекающими последствиями… Как по мне, это просто невероятно и удивительно… хотя, кто его знает…

Предлагаю посмотреть на совсем уж маленький кусочек мира больших возможностей и невероятных приключений — попробуем вычислить на этапе компиляции значение, небезызвестного, числа e.

О чем эта статья

В статье рассказывается про библиотеку Property Tree Library, а именно:

• Что такое Property Tree;
• Примеры использования Property Tree;
• Как конвертировать Property Tree в XML-код и обратно.

Данная статья не является продолжением повествования об обёртках C++ API. Никаких обёрток сегодня не будет. Хотя по логике это третья часть данного повествования.
Сегодня будет море крови, расчленение существующих типов и магическое превращение их в привычные аналоги в другом языке.
Речь не пойдёт о существующей конвертации между строками, нет, мы напишем свои конвертеры.
Мы превратим привычный datetime.datetime питона в boost::posix_time::ptime библиотеки Boost и обратно, да чёрт с ним, мы вообще всю библиотеку datetime превратим в бустовые типы! А чтобы не было скучно, принесём в жертву встроенный класс массива байт Python 3.x, для него как раз ещё нет конвертера в Boost.Python, а потом зверски используем конвертацию массива байт в новом конвертере питоновского uuid.UUID в boost::uuids::uuid. Да, конвертер можно использовать в конвертере!
Жаждешь крови, Колизей?!..

Данная статья является продолжением первой части.
Продолжаем мучить Boost.Python. В этот раз настала очередь класса, который нельзя ни создать, ни скопировать.
Обернём почти обычную сишную структуру с необычным конструктором.
И поработаем с возвращением ссылки на поле объекта C++, так чтобы сборщик мусора Python его не удалил ненароком. Ну и наоборот, сделаем альтернативный вариант, чтобы Python прибрал мусор после удаления того, что ему отдали на хранение.
Поехали…

Boost.Python во всех отношениях замечательная библиотека, выполняющая своё предназначение на 5+, хотите ли вы сделать модуль на С++ для Python либо хотите построить скриптовую обвязку на Python для нативного приложения написанного на С++.
Самое сложное в Boost.Python — это обилие тонкостей, поскольку и C++ и Python — два языка изобилующие возможностями, и потому на стыке их приходится учитывать все нюансы: передать объект по ссылке или по значению, отдать в Python копию объекта или существующий класс, преобразовать во внутренний тип Python или в обёртку написанного на C++, как передать конструктор объекта, перегрузить операторы, навесить несуществующие в C++, но нужные в Python методы.
Не обещаю, что в своих примерах опишу все тонкости взаимодействия этих фундаментальных языков, но постараюсь сразу охватить как можно больше частоиспользуемых примеров, чтобы вы не лазили за каждой мелочью в документацию, а увидели все необходимые основы здесь, или хотя бы получили о них базовое представление.

Завершающая часть перевода интервью (первая часть, вторая часть), взятого у создателя Стандартной библиотеки шаблонов Алекса Степанова в 1995 году. Здесь Алекс рассказывает о том, почему в шаблонах не включена поддержка персистентности и серилазизации, о будущем библиотеки и о связи ООП и обобщённого программирования.

Алекс, STL не реализует объектную модель персистентности (постоянного хранения) объектов. Map и Multimap являются особенно хорошими кандидатами для постоянного хранения контейнеров как инвертированных индексов в базах данных постоянного хранения объектов. Скажите, работали ли Вы в этом направлении или же Вы можете хотя бы прокомментировать реализации этой идеи?

Это обстоятельство отмечалось многими. STL не реализует персистентность по уважительной причине. STL настолько велика, насколько можно было себе представить в то время. Я не думаю, что любой больший набор компонентов прошёл бы через Комитет по стандартам. Но персистентность является тем, о чём думали некоторые люди тогда. При проектировании STL и особенно во время проектирования компонента-распределителя, Бьярн отметил, что распределители, которые инкапсулируют памяти модели, могут быть использованы для инкапсуляции модели постоянной памяти. Прозрение принадлежит Бьярну, и это важное и интересное прозрение. Несколько компаний, разрабатывающие объектные базы данных, рассматривают эту идею. В октябре 1994 года я посетил встречу Группы по системам управления объектными базами данных. Я выступил с докладом по STL, и после был большой интерес к тому, чтобы сделать контейнеры с их развивающимся интерфейсом соответствующими STL. Они не рассматривали распределители как таковые. Некоторые из членов группы, однако, пытались выяснить, могут ли распределители быть использованы для реализации персистентности. Я ожидаю, что в течение следующего года появятся хранилища объектов с STL-совместимыми интерфейсами, которые будут вписываться в рамки STL.

Не знаю как у вас, но у меня обычно, когда мне нужно, что-то написать с нуля начинается лихорадка и полная прострация в мыслях. В голове уже летают различные абстрактные модели, что от чего и куда. Но ни за одну из них ухватиться не получается, потому что перед тобой чистый лист и вырвав из головы одну мысль, применить ее не к чему, а вытащить весь скелет не получается потому, что ты уже думаешь о решении задачи, а тебе еще только нужно написать костяк приложения.

Ниже представлен «проект NULL», тот самый костяк, с которого обычно все и начинается. У меня.

Данный пост скорее всего не будет интересен тем кто уже матерый и тем кто на прямую не связан с разработкой на С++, т.к. ниже представленные материл несет одну единственную цель — дать готовый фундамент для начала.