rexroth2023-08

C++FOR Onsite @ Rexroth, Lohr am Main

Infografiken des Trainers: https://tbfe.de/data/uploads/infographics

Praktikum für Montag

• Umsetzung des Zustandsdiagramms "Chess-Clock" basierend auf einer der vorgestellten FSM-Implementierungen
  • State-Diagramm für Übung ChessClock_FSM 
    https://docs.google.com/drawings/d/1dW_rRw-wahoCTAs-s0nwaRwFnYsvNkUntZDnvwbq9wc/edit?usp=sharing
  • Darauf basierend folgende Anpassungen der ...
    • ... notwendigen Zustände und Übergänge
    • ... Test-Steuerung (Wirkung der Eingaben 'A', 'B', 'C' ...)

Praktika ab Dienstag

1. Kapitel Exercise Seiten CLKOBS-3 bis CLKOBS-9
   Überblick über Gesamtstruktur des Projekts inklusive der abweichenden Umsetzungen in der "onlineGDB"-Implementierung, in welcher schließlich die TBD-s zu ergänzen sind.
   • keine Packages / Namespace
   • stark vereinfachtes Testverfahren
   • die Seiten CLKOBS-10 bis CLKOBS-13 sind nicht relevant
   • zu TBD-s siehe https://onlinegdb.com/LYnhCmek0 (dann FORK klicken)
   • Lösung siehe https://onlinegdb.com/n4osgLQBN 
   • https://onlinegdb.com/UnJSDzvwV
     => zugleich Ausgangspunkt für den folgenden Schritt (FORK klicken)
2. Kapitel Exercise Seiten CLKOBS-14 bis CLKOBS-17
   • Tests nur manuell
   • Lösung siehe https://onlinegdb.com/ojWoZtc9a
3. Kapitel Exercise Seiten CLKOBS-18 bis CLKOBS-26
   • Ausgangspunkte: (jeweils FORK klicken)
     • Sub-Schritt F-21: https://onlinegdb.com/QI3np4N8K
     • siehe TBD in `observer_array.h`
   • Lösung (bis inkl. CLKOBS-21): https://onlinegdb.com/8t9AZubrL
     • Sub-Schritt F-22: https://onlinegdb.com/K8nu0Zb4f 
       siehe TBD in `observer_array.h`
     • Sub-Schritt F-23: https://onlinegdb.com/e8gwi-TdT
       siehe TBD in `timer.h`
     • Sub-Schritt F-24: https://onlinegdb.com/LSlOowGCu
       siehe TBD in `clock.h`
     • Sub-Schritt F-25: https://onlinegdb.com/l1wxneQZM
       siehe TBD in `main.cpp`
     • Sub-Schritt F-26: https://onlinegdb.com/N80scH3N4
       siehe TBD in `main.cpp`
   • Lösung (bis inkl. CLKOBS-26): https://onlinegdb.com/_EkOkQoQW
   • optionale Alternativen - nicht Teil der Aufgabenstellung
     • https://onlinegdb.com/aSqz5A99S
     • https://onlinegdb.com/k1hssijZb
4. Kapitel Exercise Seiten CLKOBS-27 bis CLKOBS-30
   • Ausgangspunkt: https://onlinegdb.com/Y27OVMj_r  (dann FORK klicken)
     • Lösung siehe: https://onlinegdb.com/rBeSmY5rp
5. Kapitel Exercise Seiten CLKOBS-31 bis CLKOBS-37
   • Ausgangspunkt: https://onlinegdb.com/GBR41eqbC  (dann FORK klicken)
   • Lösung siehe: https://onlinegdb.com/kqgturXm0
6. Optionale Ergänzung: Mutex als Schutz gegen Race-Condition
   • Ausgangspunkt: https://onlinegdb.com/8Oww0C_cSl  (dann FORK klicken)
   • Lösung siehe: https://onlinegdb.com/WHtZuWwDy

Demos mit Online-Compiler

Kapitel Basics Refreshments:

• 2.1 Null Pointer Type
  • https://godbolt.org/z/M5dcvWMqM
  • https://godbolt.org/z/coP3M6ETE
• 2.5 Strongly Type Enumeration (zu Seite BASICS-14):
  • https://godbolt.org/z/h1n93dTzb
    reichlich kommentiertes Multi-File Beispiel zu "Fowarding"-Header für Aufzählungstypen (funktioniert für `enum` wie auch für ´enum class`)
• 3.2 C++ Header File
  • https://godbolt.org/z/17Tbvx8MM
    `const` für Member-Funktionen
• 3.4.1 Uniform Initialization
  • https://godbolt.org/z/bErxcM7o6
  • https://godbolt.org/z/ha8b15v57
• 3.4.1 `std::intializer_list`
  • https://godbolt.org/z/76njKoaKa
  • https://godbolt.org/z/Yqe8fe5Mv
• 5.1 Example Finite State Machine (zu Seiten BASICS-40...46):
  • https://godbolt.org/z/hsrYvb
  • https://godbolt.org/z/bn9aKnq1q
    wie in Schulungsunterlage mit minimalen Modifikationen
  • https://godbolt.org/z/rsne7M
    neue `using`-Syntax für Typ-Definitionen und
    pflegeleichteres(?) "state to string" mapping
  • https://godbolt.org/z/GYT1hj
    Transition-Table als `std::unordered_map` mit Zustand als "Key"
    sowie Check-/Action-Funktionen und Folgezustand "Value"
  • https://godbolt.org/z/PnY9Ks
  • https://godbolt.org/z/1bahYPY8d
    EINE Transition-Table pro Zustand und Übergänge nur aus diesem EINEN Zustand
• 9.1 Compile Time Constants
  • ...(TBD)...
• 9.2.4 User Defined Literals
  • ...(TBD)...

Kapitel Exceptions

• https://godbolt.org/z/A6bg9U (copy-paste EX-15...18)
• https://godbolt.org/z/S4op5a (copy-paste EX-21...24)
• https://godbolt.org/z/ve-bBX (copy-paste EX-25)
• https://godbolt.org/z/m7K92A (copy-paste EX-26)
• https://godbolt.org/z/iYJ4yJ (copy-paste EX-27)
• https://godbolt.org/z/WquFzw (copy-paste EX-30...33)
• https://godbolt.org/z/5rz1jdWhr (Variante mit `std::out_of_range`)
• https://godbolt.org/z/XHtBLn (copy-paste EX-42...44)
• https://godbolt.org/z/mdVmeY (copy-paste EX-42..43+45)
• https://godbolt.org/z/gejU3B (copy-paste EX-42..43+46)
• https://godbolt.org/z/cW3Gz8583 (Tracking-Support für Demos)
• https://godbolt.org/z/4EK4a6b3f
• https://godbolt.org/z/8h1cnq9vY

Rule of Four, Rule of Six, Rule of Zero
= Inhalte Basic Refreshments, 3.5 und 6.1 bis 6.4 und
`std::unique_ptr` aus Dynamic Memory Management

• https://godbolt.org/z/hG96vnKT4 <--- Motivation
  Management der Speicherplatz-Lebensdauer für `name_`
  => Problem: Zeiger (`char`-Pointer lebt länger als Ziel-Adresse)
• https://godbolt.org/z/4f7qesTee <--- Lösung
  Zeichen des Strings umkopieren in Heap-Speicher
• https://godbolt.org/z/zYrnn7P5d <--- Lösung (1. Variante)
• https://godbolt.org/z/Mq5zof6oM <--- Lösung (2. Variante)
  => Problem: Heap Speicher wird nie freigegeben
• https://godbolt.org/z/KMEYY4cWv <--- Lösung
  Einführung eines Destruktors
  => Problem: Doppel-Freigabe durch autmatisch generierten "Copy-C'tor" / "Copy-Assign"
• https://godbolt.org/z/Kdfh5shY1 <---- Lösung
  autromatische Generierung von Copy-C'tor / Copy-Assign unterbinden
• => Problem: `NamedCounter`_ nicht mehr durch "Factory-Funktionen" erstellbar
• https://godbolt.org/z/8eafEo8Y5 <---- Lösung (nur Move-C'tor)
• https://godbolt.org/z/qTMf9MarP <---- Lösung (Move-C'tor UND Move-Assignment)
  "Copy" bleibt verboten, aber "Move" wird erlaubt
  => Problem: mittleweile "komplexer Code" für eine (relativ) "einfache Aufgabe"
• https://godbolt.org/z/sxq9d4cxx <---- Lösung
  wird der Zeiger auf Heap-Speicherplatz wird in einem `std::unique_ptr` gehalten, kann ein großer Teil des bishrigen Codes entfallen; es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass der `std::unique_ptr` die passende Freigabe vornimmt: 
  • RICHTIG: std::unique_ptr<char[]> name_;
  • FALSCH: std::unique_ptr<char>name_;
• https://godbolt.org/z/noW865bY3 <---- Variante mit weiteren Operator-Überladungen

TBD:

• https://godbolt.org/z/3TTETevMf
  Beispiel zu `const_cast`
• https://godbolt.org/z/9ErEzvdac
  Member-Funktionen außerhalb von Klassen bei Template
• https://godbolt.org/z/o94vfb415
  Templates
• https://godbolt.org/z/s4WWMTnoG
  (template specialization)
• https://godbolt.org/z/Mroo8cvT4
  STL Verwendung von Lambdas
• https://godbolt.org/z/7ofxbc1rs
  Austausch konkreter Container
   

WeitePastere während der Schulung erwähnte Links

• https://de.wikipedia.org/wiki/Hashfunktion
  Erläuterungen zum Prinzip von Hash-Datenstrukturen
  (wie in `std::unordered_set` und `std::unordered_map` verwendet)
• https://isocpp.org/wiki/faq/proper-inheritance
  Richtlinien zum Einsatz von Vererbung basiered auf LSP
• http://www.bleading-edge.com/Publications/C++Report/v9603/Article2a.htm
  http://www.bleading-edge.com/Publications/C++Report/v9605/Column1.htm
  "Best Practices" im Guideline-Stil zum Einsatz von Exceptions

Ursprünglich vorab geplante Agenda

• Montag (∑ = 114)
  • Introduction (12 [-3])
  • Abschnitt 3 (3 Seiten) wird erst im Kapitel "Idioms und Pitfalls"
    behandelt (dort ist es ebenfalls und ausführlicher vorhanden)
  • Basic Refreshments (119 [-14])
  • Abschnitt 3.5 (4 Seiten) und
  • Abschnitte 6.1 bis 6.4 (10 Seiten) werden erst am Mittwoch
    im Rahmen des Kapitels Memory Management (mit-) behandelt
  • Abschnitt 5 zusammen mit einer darauf basierenden Übung
  • (zusätzlich zu den Übungen im Kapitels 11) am Tagesende
• Dienstag (∑ = 144 [-??])
  • Exception Handling (47)
  • New Style Casts [incl. RTTI] (28)
  • Dynamic Memory Management (55 [+14] [-??])
  • Move-Semantik und Smart-Pointer (?? Seiten)
  • je nach Gesamtverlauf evtl. auch erst Mittwoch
• Mittwoch (∑ = 106 [+??])
  • wenn nicht schon Dienstag behandelt
  • jetzt Move-Semantik und Smart-Pointer
  • Lambda Functions (nur kurzer Überblick)
  • Generic Programming with Templates (nur kurzer Überblick)
  • STL Containers, Algorithms, Iterators (106)
• Donnerstag (∑ = 99)
  • Multi-Threading and Synchronisation (34)
  • Idioms and Pitfalls (29])
  • Effectivity and Efficiency with C++ (36)