Un court aperçu du langage C++

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Thibault Normand
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1 Intro au Un court aperçu du langage TNT Centre Universitaire Informatique Université de Genève, Switzerland Cours de parallélisme, 26 octobre 2006

2 Le, c est quoi? Intro au Langage de programmation compilé. Langage très riche, multitude d approches à la programmation (séquentielle, orientée-objets, générique, etc. ) Le langage que vous utiliserez. TNT

3 Pourquoi ce langage? Intro au Il faut bien l apprendre un jour C est un des langages courants. Avec le Fortran, c est le langage de choix pour les applications numériques. Proximité avec le langage C. TNT Il se prête bien à la programmation parallèle Disponibilité de la librairie MPI. Extensibilité du langage, disponibilité de divers extensions parallèles.

4 Variables, fonctions, classes Intro au Déclarations de variables int a; // variable entiere signee unsigned int b; // variable entiere >= 0 unsigned c; // variable entiere >= 0 char d; // variable entiere a un octet, // representant souvant un charactere float e; // variable a virgule flottante // en simple precision double f; // variable a virgule flottante // en double precision TNT

5 Définitions de fonctions Intro au Fonctions double sqr(double arg) { return arg*arg; TNT Procédures void prettyprint(double arg) { cout << setprecision(8) << setw(16) << arg << endl;

6 Pointeurs et références Le pointeurs et références offrent deux manières, techniquement identiques, de définir un alias. int a = 3; // Definition d un entier int *b = &a; // Un pointeur sur a int& c = a; // Une reference sur a Intro au TNT cout << a << *b << c; // Affiche "333" ++(*b); cout << a; // Affiche "4" ++c; cout << a; // Affiche "5"

7 Pointeurs et arrays Les arrays int a[6]; // Un tableau de 6 entiers a[0] = 20; // Assignation du deuxieme entier cout << a[5]; // Acces au dernier entier Un array est convertible en pointeur Intro au TNT int a[6]; // Un tableau de 6 entiers int *b = a; // Un pointeur sur le meme tableau cout << a[1] << endl; cout << *(b+1) << endl; cout << b[1] << endl; cout << *(a+1) << endl; Un tableau de characteres est... un tableau de chars char texte[] = "Un texte quelconque";

8 Classes Intro au Un peu de syntaxe... class Point { public: Point(int x_, int y_); void print() const; private: int x, y; ; // Constructeur TNT Point::Point(int x_, int y_) : x(x_), y(y_) { void Point:: print() const { cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl; int main() { Point point(1,2); point.print();

9 Espaces de nommage (namespaces) Un ensemble de variables/fonctions/classes peut être regroupé en un espace de nommage namespace espace1 { void affichage() { cout << "Esp. de nommage 1" << endl; namespace espace2 { void affichage() { cout << "Esp. de nommage 2" << endl; espace1::affichage(); espace2::affichage(); Intro au TNT La commande using using namespace espace1; affichage();

10 Variables statiques et dynamiques Intro au Les variables statiques/locales/automatiques sont déclarées selon une syntaxe naturelle exemple : int a ; exemple : int b[3] = {1,2,3 ; sont déposées sur la pile (stack). sont automatiquement détruites lorsqu on quitte le contexte actuel. TNT Les variables dynamiques sont créées par l intermédiaire de la commande new, et accessibles à travers un pointeur exemple : int* a = new int ; exemple : int* a = new int[3] ; sont déposéés sur le tas (heap). doivent être détruites manuellement (e.g. delete a).

11 Domaine de validité d une variable // rend pointeur sur une variable dynamique int* getdynamic() { int a = new int; // creation *a = 3; // assignation return a; // retourne un pointeur // rend pointeur sur une variable statique int* getlocal() { int a; // declaration a = 3; // assignation return &a; // retourne un pointeur sur a // fin du contexte de a: a est detruit! Intro au TNT int main() { int* a = getdynamic(); cout << *a << endl; delete a; // OK: *a se trouve sur le tas // Destruction manuelle int* b = getdynamic(); cout << *b << endl; // Probleme: *b n existe plus! // --> comportement indetermine

12 Transfert de variables Comment transférer une variable dans une fonction, ou rendre une variable d une fonction? passage par valeur void modify(int a) { cout << a << endl; a = 3; passage par pointeur void modify(int* a) { // Obtention d une copie // locale du parametre // modification de la copie // locale: sans effet // Obtention d un pointeur // sur une variable cout << *a << endl; *a = 3; // modification de la variable // originale passage par reference void modify(int& a) { cout << a << endl; a = 3; // Obtention d une reference // sur une variable // modification de la variable // originale Intro au TNT

13 Transfert de variables (suite) Intro au Transfert par valeur Avantage : variables sur la pile, accès rapide Avantage : variables automatiques, pas des désallocation nécessaire Désavantage : pas de partage entre différents acteurs Désavantage : à chaque transfert, une copie entière est effectuée, ce qui peut être lent. TNT Transfert par pointeur/référence Avantage : aucune copie n est effectuée lors du transfert Avantage : deux acteurs peuvent partager un contenu Désavantage : accès à la variable est lent, déréfŕencement d un pointeur nécessaire Désavantage : il faut s occuper de la désallocation (pas de garbage collector!). Risque de pertes de mémoire (memory leaks).

14 Aperçu du c++ se compose de Containers Structures de donnée de haut niveau. Vecteurs, listes, maps, etc. Intro au TNT Algorithmes Agissant sur les containers. Exemple : recherche d un élément, tri, etc. Itérateurs Connexion entre containers et algorithmes.

15 La notation des templates (génériques) Intro au La STL est générique : chaque élément peut être instantié sur le type de donnée voulu. // Vecteur d entiers de taille 5 std::vector<int> a(5); // Vecteur de chars de taille 5 std::vector<char> b(5); // Attribution d une valeur a[3] = -27; TNT Il est conseillé de remplacer les tableaux (c-array) par des vector!

16 std : :string, un container particulier Intro au std::string str1("y a-t-il un pilote "); std::string str2("pour sauver... "); cout << str1 + str2 << endl; TNT Il est conseillé de remplacer les tableaux de charactères par des string!

17 La STL et MPI Intro au Les fonctions de la librairie MPI sont basées sur les tableaux (c-array). Le vector est convertible en c-array : prendre l adresse du premier élément. Le string est converticle en c-string : invoquer la méthode c_str. TNT std::vector<int> vect(5); std::string str("bonjour"); send(&vect[0], 5, MPI_INTEGER, proc, tag, MPI_COMM_WORLD); send(str.c_str(), 8, MPI_CHAR, proc, tag, MPI_COMM_WORLD);

18 Intro au TNT offre des tableaux multi-dimensionnels : Array1D, Array2D, Array3D Avantage : syntaxe symplifiée comparée aux vecteurs de vecteurs. Avantage : Mémoire contigue (essentiel pour l utilisation de MPI) TNT // tableau 10x10 tnt::array2d<double> a(10,10); a[2][2] = 27; send(&a[0][0], 10*10, MPI_DOUBLE, proc, tag, MPI_COMM_WORLD);

19 Sémantique de la TNT Les objets de la TNT exploitent une syntaxe de transfert par valeur, avec une sémantique de transfert par référence. Une copie d un Array est une référence de l objet initial. La mémoire est générée automatiquement (garbage collector par comptage de référence) Intro au TNT void initialize(tnt::array2d<double> a) { a[2][2] = 3; // a est modifie de // maniere durable! int main() { tnt::array2d<double> a(10,10); initialize(a); // Affiche "3" cout << a[2][2] << endl;

20 Intro au au Andrew Koenig et Barbara Moe : Accelerated Notions de avancées Scott Meyers : Effective Scott Meyers : More effective TNT La STL Nicolai Josuttis : The Standard Library

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