Introduction to C/C++

Introduction to C++ (and C)

Responsables : 

Cédric ZANNI, Maitre de Conférences, Cedric.Zanni@univ-lorraine.fr

Durée du module : 36 heures  

Crédits ECTS : 4

Objectifs pédagogiques

“This course provides a fast­paced introduction to the C and C++ programming languages.

You will learn the required background knowledge, including memory management, pointers, 

preprocessor macros, object­ oriented programming, and how to find bugs when you

inevitably use any of those incorrectly.” (MIT 6.S096)

Séances :

1. Introduction to the language C++ : computer architecture, elementary types, control flow. Slides,  TD, tooling information.

2. Trivial structures and references. Slides, TD.   (more on Compilation pipeline [S096, MIT]). 

3. Pointers and dynamic allocations. Slides, TD.

4. Classes and RAII.  Slides, TD, exemple classe .

5. Templates and STL. Slides, TD, exemple.

6. Memory management. Slides, TD.

7. Inheritance. Slides, TD.

8. TBA. Slides. TD. TD Polymorphisme. 

9. Graphical interface, Slides. TD(Qt). Project

10. Exception safety. Slides, Project

11. Multi-threading. Slides, Project

12. Project / Evaluation

Sujet de projet : position-based dynamic 

Mode d’évaluation : 

Contrôle continu, projet et examen final.

Contenu - Programme

Mots clefs :

langage machine, langage de programmation, microprocesseur, compilation, structures de donnée, gestion de la mémoire, outils de build

Outils utilisés

QtCreator sur machine personnelle (anciennement GCC, Gvim, Emacs, VisualStudio)

Descriptif : 

Comprendre de manière abstraite le mécanisme d’exécution des programmes

Être capable de comprendre le fonctionnement d’un programme

Être capable d’écrire ou de modifier un programme écrit en C ou C++

Fonctionnement d’un ordinateur

• • architecture

  • rappels sur l'exécution d'un programme

  • processeur, langage machine

  • langage d’assemblage, assembleur

  • langage haut niveau, compilation

  • notion de machine abstraite

  • mémoire, donnée, programme

  • introduction à Unix

Compilation pipeline

• • pré­processeur

  • compilation, règles de déclaration, règles de typage

  • compilation séparée, linkage

  • conception modulaire de programmes

  • outils de build (makefile)

Syntaxe et sémantique de core C

• • types de données élémentaires

  • codage de l’information (int, short, char)

  • structures de contrôle

  • notion de tableau

  • notion de chaine

Organisation de la mémoire

• • notion d’adresse

  • déréférencement

  • pile et tas

  • allocation dynamique

Structures de données avancées

• • type record

  • allocation dynamique et gestion de la mémoire

Introduction à C++

• • encapsulation des données, classes, espace de noms

  • gestion de la mémoire, constructeurs et destructeurs

Programmation objet

• • héritage, polymorphisme

  • liaison dynamique

  • entrées/sorties

Utilisation avancées

• • standard template library

  • pointeurs de fonctions

  • exceptions

  • standardisation

Applications

• • Exemples issus de problématiques liées aux départements autres que I&S

  • Analyse d'image avec OpenCV

  • Programmation parallèle avec MPI

Supports de cours :

• • EssentialC.pdf (Nick Parlante, Stanford)

  • PointersAndMemory.pdf (Nick Parlante, Stanford)

  • CHeaderFileGuidelines.pdf (David Kieras, University of Michigan)

Compléments de cours :

vous devez lire ces livres si vous voulez progresser

• • Le langage C, Norme ANSI, Brian W. Kernighan, Denis M. Ritchie, Dunnod (une référence)

  • C: A Reference Manual, Fifth Edition,  Samuel P. Harbison, Guy L. Steele Jr., Pearson, 2002 (mon préféré)

  • Effective C++, Third Edition, Scott Meyers, Addison Wesley, 2005 (excellent mais il faut déjà connaitre un peu le langage)

  • C++ Primer, Fifth Edition, Stanley B. Lippman, Josée Lajoie, and Barbara E. Moo, Addison Wesley, 2013 (un gros pavé pas facile à avaler)

• Autres cours introductifs :

  • CS197U, UMassAmherst, A Hands-on Introduction to UNIX

  • EECS381, University of Michigan (matériel de très bonne qualité)

  • S087, MIT (très détaillé mais peu pédagogique)

  • S088, MIT (assez classique)

  • S096, MIT (premier cours intéressant, ensuite cela devient classique)

  • 6.S096, 2013, MIT

  • 6.S096, 2014, MIT

• un article intéressant pour les "vieux" programmeurs : How to C in 2016