En constante évolution, le langage C++ offre des mécanismes tels que la généricité ou la méta programmation qui permettent une conception robuste et très riche. Les récentes normes C++11 et C++14 intègrent une part importante des bibliothèques du projet Boost et améliorent notablement la Standard Template Library (STL). Cette formation vous permettra d'approfondir la conception en C++ par l'apprentissage des dernières évolutions du langage et l'utilisation effective de la STL.
Rappels
- Classes d'allocation mémoire.
- Construction, initialisation, embarquement d'objets.
- Les fuites mémoire.
- Constance, le mot-clé mutable, Lazy Computation.
- Amitié (friendship) C++ et contrôle d'accès.
- Destruction virtuelle.
- Stratégie de gestion des exceptions.
- Les espaces de nommage (namespace).
Les nouveautés langage de C++11
- nullptr et autres littéraux.
- Les directives =delete, =default.
- Délégation de constructeurs.
- Les énumérations "type safe".
- Le mot-clé auto et boucle sur un intervalle.
- Référence rvalue et impact sur la forme normale des classes C++.
- Les lambda expressions.
- Travaux pratiques Réécriture d'un code C++ existant en C++11, comparaison des deux implémentations.
Gestion des opérateurs
- Opérateurs binaires et unaires.
- L'opérateur d'indirection, cas d'usage.
- L'opérateur de référencement.
- Les opérateurs d'incrémentation/décrémentation préfixés et post-fixés.
- Les autres opérateurs : comparaison, affectation...
- La surcharge de l'opérateur [], des opérateurs d'insertion (<<) et d'extraction (>>).
- Les foncteurs et la surcharge de l'opérateur (), avantage par rapport aux fonctions.
- Travaux pratiques Création de foncteurs et de proxies (libération mémoire, comptage de références) avec les opérateurs étudiés.
Conversion et RTTI
- Opérateurs de conversion. Constructions implicites, le mot-clé explicit.
- Les opérateurs de casting const_cast, static_cast, reinterpret_cast.
- Conversion dynamique et Runtime Type Information.
- L'opérateur typeid, les exceptions liées.
- La classe type_info.
- Contrôle du "downcasting" à l'aide de l'opérateur dynamic_cast.
- Travaux pratiques Mise en œuvre des idiomes "is-a" et "is-kind-of" avec dynamic_cast.
La généricité
- Introduction aux patrons de classe. Généricité et préprocesseur.
- Fonction générique. Classe générique. Composition générique. Généralisation générique.
- Spécialisation partielle et totale.
- Introduction à la méta-programmation.
- La généricité, principe fédérateur des librairies STL et Boost.
- Travaux pratiques Démarrage de l'étude de cas qui sera complétée avec la STL et Boost. Mise en œuvre de la composition et de la généralisation génériques. Création de plug-ins génériques.
La STL (Standard Template Library)
- Composants de la STL : types complémentaires, conteneurs, algorithmes, itérateurs, objets fonctions, les adaptateurs.
- Les chaînes de caractères STL, la classe template basic_string et ses spécialisations.
- Les conteneurs séquentiels et associatifs : définition, rôle et critères de choix.
- Les allocateurs et la gestion de la mémoire des conteneurs.
- Les méthodes d'insertion, de suppression, d'itération et d'accès aux principaux conteneurs : Vector, List, Set, Stack...
- Le concept d'itérateur. Parcours d'un conteneur.
- Les différents groupes d'algorithmes STL : non mutants, mutants, de tri et de fusion, numériques.
- Manipulation de conteneurs (manipulation, recherche de valeurs...).
- Paramétrer les algorithmes génériques par des objets "fonction".
- Les "adapteurs" et la modification du comportement d'un composant.
- La STL et les traitements sur les flux (fichiers, mémoire...).
- Principe du RAII : les pointeurs automatiques et la classe auto_ptr.
- Les exceptions standard de la STL.
- Travaux pratiques Implémentation des relations avec les collections de la STL. Utilisation d'algorithmes standard quelconques.
Les nouveautés C++11 de la librairie standard
- Evolution historique : Boost --> TR1 --> C++11.
- Les nouveaux conteneurs : array, forward_list, unordered_set, unordered_map.
- La classe tuple.
- Les pointeurs intelligents (smart pointer) : shared_ptr, weak_ptr, unique_ptr.
- Les nouveaux foncteurs et binders.
- Introduction à la gestion des threads.
- Les expressions régulières.
- Travaux pratiques Mise en œuvre de la robustesse avec les smart pointers. Utilisation d'expressions régulières.
Boost
- La Pointer Container Library (destruction des données pointées d'un conteneur).
- Les structures de données boost::any et boost::variant.
- Programmation événementielle (connexions et signaux).
- Gestion des processus, mécanismes de communication interprocessus et mémoire partagée.
- Travaux pratiques Amélioration de l'implémentation de l'étude de cas par l'utilisation la Pointer Container Library.
Utilisation avancée de l'héritage
- Héritage versus embarquement. Héritage privé. Héritage protégé.
- Exportation de membres cachés avec la Clause Using.
- Héritage multiple et gestion des collisions de membres.
- Héritage en diamant. Héritage virtuel et dynamic_cast.
- Principes de conception : substitution de Liskov, principe d'ouverture/fermeture, inversion des dépendances.
- Règles d'implémentation des interfaces en C++.
- Travaux pratiques Combinaison de l'héritage multiple, privé et de l'exportation pour concevoir des classes robustes et hautement évolutives.
