Σεμινάριο Προγραμματισμού C++

Μάθημα 1 • Μεταβλητές, Τύποι και Ρητές Τιμές

Παρουσιάζει τους θεμελιώδεις τύπους δεδομένων, τη δήλωση μεταβλητών και τις ρητές τιμές. Χτίζει το λεξιλόγιο που απαιτείται για κάθε μελλοντικό χειρισμό δεδομένων.

Μάθημα 2 • Ρύθμιση του Περιβάλλοντος Ανάπτυξης

Εγκατάστησε μεταγλωττιστές, IDE και εργαλεία κατασκευής για ανάπτυξη C++. Παρέχει το τεχνικό υπόβαθρο από το οποίο εξαρτάται κάθε επόμενο κεφάλαιο.

Μάθημα 3 • Τελεστές και Εκφράσεις

Εξερευνά αριθμητικούς, σχεσιακούς, λογικούς τελεστές και τελεστές δυαδικού επιπέδου. Οι κανόνες προτεραιότητας τελεστών εφαρμόζονται για τη συγγραφή ορθών εκφράσεων.

Μάθημα 4 • Βασικό Συντακτικό και Δομή Προγράμματος

Καλύπτει την ανατομία ενός αρχείου πηγαίου κώδικα C++, συμπεριλαμβανομένων των επικεφαλίδων, της κύριας συνάρτησης και των εντολών. Συνδέει τους κανόνες συντακτικού με αναγνώσιμο, μεταγλωττίσιμο κώδικα.

Μάθημα 1 • Βρόχοι και Επανάληψη

Παρουσιάζει βρόχους for, while και do-while μαζί με εντολές ελέγχου βρόχων. Τα μοτίβα επανάληψης υποστηρίζουν τους αλγόριθμους σε επόμενα κεφάλαια.

Μάθημα 2 • Εμβέλεια, Διάρκεια Ζωής και Κλάσεις Αποθήκευσης

Εξηγεί την τοπική, καθολική και στατική εμβέλεια μεταβλητών και τη διάρκεια ζωής αντικειμένων. Προλαμβάνει κοινά σφάλματα που προκαλούνται από παρεξηγημένη ορατότητα μεταβλητών.

Μάθημα 3 • Αναδρομή και Υπερφόρτωση Συναρτήσεων

Παρουσιάζει την αναδρομική επίλυση προβλημάτων και τις πολλαπλές υπογραφές συναρτήσεων με το ίδιο όνομα. Προετοιμάζει τους φοιτητές για πολύπλοκα αλγοριθμικά μοτίβα.

Μάθημα 4 • Δήλωση και Ορισμός Συναρτήσεων

Διδάσκει πώς να δηλώνεις, να ορίζεις και να καλείς συναρτήσεις με παραμέτρους και τύπους επιστροφής. Οι συναρτήσεις είναι η κύρια μονάδα επαναχρησιμοποίησης κώδικα στην C++.

Μάθημα 1 • Δυναμική Εκχώρηση Μνήμης

Διδάσκει την εκχώρηση σωρού με new και την αποδέσμευση με delete. Η σωστή διαχείριση πόρων εδώ προλαμβάνει διαρροές μνήμης σε όλα τα μελλοντικά προγράμματα.

Μάθημα 2 • Πίνακες και Συμβολοσειρές C-Style

Καλύπτει πίνακες σταθερού μεγέθους, πολυδιάστατους πίνακες και συμβολοσειρές που τερματίζονται με null. Εδραιώνει τις δομές δεδομένων χαμηλού επιπέδου πάνω στις οποίες βασίζονται οι δείκτες.

Μάθημα 3 • Αναφορές και Ορθότητα const

Διακρίνει τις αναφορές από τους δείκτες και επιβάλλει τη χρήση const για ασφάλεια. Η ορθότητα const είναι ένα επαγγελματικό πρότυπο κώδικα C++.

Μάθημα 4 • Επισκόπηση Έξυπνων Δεικτών

Παρουσιάζει τους unique_ptr, shared_ptr και weak_ptr ως ασφαλέστερες εναλλακτικές λύσεις έναντι των ακατέργαστων δεικτών. Γεφυρώνει τη χειροκίνητη διαχείριση μνήμης με σύγχρονα ιδιώματα της C++.

Μάθημα 1 • Πολυμορφισμός και Εικονικές Συναρτήσεις

Υλοποιεί πολυμορφισμό χρόνου εκτέλεσης μέσω εικονικών συναρτήσεων και αφηρημένων κλάσεων. Επιτρέπει ευέλικτα, επεκτάσιμα σχέδια κεντρικής σημασίας για μεγάλες βάσεις κώδικα C++.

Μάθημα 2 • Κληρονομικότητα και Ιεραρχίες Κλάσεων

Μοντελοποιεί σχέσεις "είναι" χρησιμοποιώντας απλή και πολλαπλή κληρονομικότητα. Εδραιώνει τη δομή ιεραρχίας που απαιτείται για τον πολυμορφισμό.

Μάθημα 3 • Υπερφόρτωση Τελεστών

Επιτρέπει στους προσαρμοσμένους τύπους να χρησιμοποιούν τυπικούς τελεστές με φυσικό και εκφραστικό τρόπο. Ενισχύει την ενθυλάκωση διατηρώντας τη λογική εντός της κλάσης.

Μάθημα 4 • Κατασκευαστές, Καταστροφείς και Αρχικοποίηση

Διδάσκει τη διαχείριση του κύκλου ζωής αντικειμένων μέσω κατασκευαστών και καταστροφέων. Η σωστή αρχικοποίηση προλαμβάνει απροσδιόριστη συμπεριφορά σε πολύπλοκα προγράμματα.

Μάθημα 1 • Χειρισμός Συμβολοσειρών με std::string

Καλύπτει λειτουργίες, χειρισμό και βοηθήματα μετατροπής της std::string. Αντικαθιστά τις μη ασφαλείς συμβολοσειρές C-style με μια ασφαλή, πλούσια σε χαρακτηριστικά εναλλακτική λύση.

Μάθημα 2 • Αλγόριθμοι STL

Εφαρμόζει αλγόριθμους ταξινόμησης, αναζήτησης, μετασχηματισμού και συσσώρευσης από το <algorithm>. Αντικαθιστά επιρρεπείς σε σφάλματα χειροκίνητους βρόχους με εκφραστικά μονόγραμμα.

Μάθημα 3 • Συσχετιστικοί και Μη Διατεταγμένοι Υποδοχείς

Παρουσιάζει τα map, set, unordered_map και unordered_set για πρόσβαση βάσει κλειδιού. Επιτρέπει μοτίβα γρήγορης αναζήτησης που χρησιμοποιούνται σε πραγματικές εφαρμογές.

Μάθημα 4 • Υποδοχείς Ακολουθίας

Καλύπτει τα vector, list, deque και array για διατεταγμένη αποθήκευση δεδομένων. Η επιλογή του σωστού υποδοχέα επηρεάζει άμεσα την απόδοση του προγράμματος.

Μάθημα 1 • Έννοιες και Περιορισμοί στην C++20

Εφαρμόζει έννοιες της C++20 για τον περιορισμό παραμέτρων προτύπων με αναγνώσιμες απαιτήσεις. Παράγει σαφέστερα μηνύματα σφάλματος και αυτο-τεκμηριούμενες διεπαφές.

Μάθημα 2 • Βασικές Αρχές Μεταπρογραμματισμού με Πρότυπα

Παρουσιάζει τον υπολογισμό κατά τον χρόνο μεταγλώττισης χρησιμοποιώντας γνωρίσματα τύπων και constexpr. Επιτρέπει αφαιρέσεις μηδενικού κόστους και επικύρωση κατά τη μεταγλώττιση.

Μάθημα 3 • Πρότυπα Συναρτήσεων

Παρουσιάζει τη σύνταξη προτύπων για τη συγγραφή γενικευμένων συναρτήσεων με παραμέτρους τύπων. Εξαλείφει την επανάληψη κώδικα διατηρώντας παράλληλα την πλήρη ασφάλεια τύπων.

Μάθημα 4 • Πρότυπα Κλάσεων

Επεκτείνει τα πρότυπα σε κλάσεις, επιτρέποντας γενικευμένους υποδοχείς και βοηθήματα. Αποτελεί τη βάση των υποδοχέων της STL που μελετήθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο.

Μάθημα 1 • Δομημένες Συνδέσεις και std::optional

Παρουσιάζει τις δομημένες συνδέσεις για αποδόμηση τύπου πλειάδας και το optional για μηδενικές τιμές. Μειώνει τον περιττό κώδικα και εκφράζει την πρόθεση με σαφήνεια.

Μάθημα 2 • std::variant και std::any

Καλύπτει ασφαλείς ως προς τον τύπο ενώσεις με std::variant και αποθήκευση με διαγραφή τύπου με std::any. Αντικαθιστά τις μη ασφαλείς ενώσεις C και τους void δείκτες στον σύγχρονο κώδικα.

Μάθημα 3 • Βασικές Αρχές Ταυτοχρονισμού με std::thread

Παρουσιάζει τη δημιουργία νημάτων, τα βασικά συγχρονισμού και την πρόληψη συνθηκών ανταγωνισμού. Προετοιμάζει τους φοιτητές για ανάπτυξη πολυνηματικών εφαρμογών.

Μάθημα 4 • Σημασιολογία Μετακίνησης και Αναφορές Rvalue

Εξηγεί τις αναφορές rvalue, τους κατασκευαστές μετακίνησης και την εκχώρηση μετακίνησης για απόδοση. Εξαλείφει τα περιττά αντίγραφα σε προγράμματα με έντονη χρήση πόρων.

Μάθημα 1 • Προφίλ και Ανάλυση Απόδοσης

Εφαρμόζει εργαλεία προφίλ για τον εντοπισμό καυτών σημείων και τη μέτρηση του χρόνου εκτέλεσης. Η βελτιστοποίηση βάσει δεδομένων αποφεύγει τον πρόωρο και λανθασμένο συντονισμό.

Μάθημα 2 • Δοκιμές Μονάδας στην C++

Παρουσιάζει πλαίσια δοκιμών, σχεδιασμό περιπτώσεων δοκιμής και ροή εργασίας ανάπτυξης βάσει δοκιμών. Οι αυτοματοποιημένες δοκιμές επαληθεύουν την ορθότητα καθώς ο κώδικας εξελίσσεται.

Μάθημα 3 • Ισχυρισμοί και Αμυντικός Προγραμματισμός

Χρησιμοποιεί assert, static_assert και ελέγχους προϋποθέσεων για την έγκαιρη ανίχνευση σφαλμάτων. Οι αμυντικές τεχνικές μειώνουν τον χρόνο αποσφαλμάτωσης σε μεγάλες βάσεις κώδικα.

Μάθημα 4 • Τεχνικές Βελτιστοποίησης

Καλύπτει διατάξεις δεδομένων φιλικές προς την κρυφή μνήμη, αλγοριθμικές βελτιώσεις και υποδείξεις μεταγλωττιστή. Εφαρμόζει ευρήματα προφίλ για την επίτευξη μετρήσιμων επιταχύνσεων.