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ac6 >> ac6-training >> Programmation >> Langages >> C++ classique et moderne pour l'embarqué Télécharger le catalogue Télécharger la page Ecrivez nous Version imprimable

L30 C++ classique et moderne pour l'embarqué

formateur
Objectifs
  • Maîtriser les bases du langage C++
  • Intégrer les templates C++ (code générique) dans les systèmes embarqués
  • Maîtriser les aspects avancés du C++ tels que le polymorphisme, l'héritage simple et l'héritage multiple
  • Redéfinir les opérateurs C++ d'allocation dynamique de mémoire pour l'embarqué
  • Rendre les objets C++ persistants flashables et romables
  • Gérer les exceptions en C++ pour sécuriser les applications embarquées
  • Utiliser des objets C++ pour gérer la transmission/réception série de chaînes de caractères
  • Découvrir les fonctionnalités modernes du C++
  • Apprendre les changements de langage dans C++11, C++14, C++17 and C++20
  • Découvrir les nouvelles fonctionnalités ajoutées à la bibliothèque standard
  • Apprendre les fonctionnalités avancées du C++ moderne comme "perfect forwarding"
  • Passer du C++ traditionnel au C++ moderne
  • Mettre en évidence les fonctionnalités essentielles du C++ moderne utilisées dans les applications embarquées
Pré-requis
Environnement du cours
  • Cours théorique
    • Support de cours imprimé et au format PDF (en anglais)
    • Le formateur répond aux questions des stagiaires en direct pendant la formation et fournit une assistance technique et pédagogique
  • Activités pratiques
    • Les activités pratiques représentent de 40% à 50% de la durée du cours
    • Elles permettent de valider ou compléter les connaissances acquises pendant le cours théorique.
    • Un PC pour deux stagiaires pour les activités pratiques
    • Une plateforme cible pour deux stagiaires (sauf en cas d'utilisation de qemu)
    • Accès à un serveur cloud privé
    • Exemples de code, exercices et solutions
    • Le formateur assiste les stagiaires pendant les exercices
  • Au début de chaque demi-journée une période est réservée à une interaction avec les stagiaires pour s'assurer que le cours répond à leurs attentes et l'adapter si nécessaire
Audience visée
  • Tout ingénieur ou technicien en systèmes embarqués possédant les prérequis ci-dessus

First Day
Introduction to C++ for industrial systems
  • Introduction to object oriented programming
  • History and definition
  • Overview on C++98/C++03/C++11/C++14/C++17/C++20
  • Modern C++ objectives
  • Switch from C to C++
  • Embedded C++
  • How to write optimized embedded code
Exercise :  Understand function mangling
Exercise :  Function inlining
Exercise :  Volatile variable handling
C++ and embedded systems
  • Object Oriented Programming in C++
    • Encapsulation
    • Classes and objects
    • Attributes and member functions
    • Object construction and destruction
    • Construction parameters
    • Copy constructor
    • Object composition and container
    • Scope qualifier operator
Exercise :  Declaring classes and methods
Exercise :  Working with default, copy and parameterized constructors
Exercise :  Understand the differences between composition and aggregation
Second Day
Operator Overloading
  • Optimizing parameter object passing
  • Overloading operators by member functions
  • Overloading operators by friend functions
  • Memory management operators overloading
Exercise :  The assignment operator
Exercise :  overloading operators
Simple Inheritance
  • Specialization by addition and substitution
  • Derivation and access rules
  • Construction during inheritance
  • Inheritance polymorphism
  • Virtual methods
Exercise :  Understand inheritance
Persistent and flashable objects
  • Constant and partially constant objects
  • Persistent objects
  • Flashable objects
Exercise :  Creating constant, mutable, persistent and ROMable objects
Enhancing security with exceptions
  • Launching, capturing and handling exceptions
  • Retriggering exception
  • Exceptions specifications
  • Handling unexpected exception
  • Exception objects of the C++ standard library
Exercise :  Handle errors using exceptions
Exercise :  Unexpected exceptions management
Third Day
C++ advanced techniques
  • Member pointers
  • Generic objects and templates
    • Classes and generic functions
    • Templates overloading
    • Specializing templates
    • STL (Standard Template Library)
    • Templates in embedded systems
  • Polymorphic objects
  • Virtual objects and abstract classes
  • Specializing objects by simple inheritance
    • Building derivate objects
    • Access control rules for inherited objects
    • Specializing objects by multiple inheritance
    • Conflicts resolution by scope operator
    • Virtual inheritance
Exercise :  Generic classes and functions
Exercise :  Understand virtual methods by subclassing a generic Device class
Exercise :  Understand multiple inheritance and virtual bases
Fourth Day
Introduction to modern C++
  • Overview
  • Storage class specifiers
  • Uniform initialization
  • C++ Named Requirements
  • Automatic type deduction
    • The auto keyword
    • The auto keyword as a return type from a function
    • Using auto for declaring function signatures
    • Automatic constant references
    • Forwarding references
    • Advantages of using auto in embedded systems
Exercise :  Using auto to declare variables
Keywords
  • Enum class
  • override and final
  • Inline variables
  • nullptr
  • static_assert
  • noexcept
  • constexpr and if constexpr
  • decltype
  • Defaulted and deleted functions
    • Implementing a thread-safe singleton
Exercise :  Using modern C++ keywords
Exercise :  Create a singleton using modern C++
New functionalities
  • Structured binding
  • Range-based for loops
  • Nested namespaces and namespace aliases
  • Alignment
    • Alignas
    • Alignof
  • Move semantics and r-value references
    • Copy-constructing and Move-constructing
    • r-value references
    • Perfect forwarding
Exercise :  Using the new for loop syntax
Exercise :  Using std::tuple
Exercise :  Move semantics performance advantages on embedded systems
Modern C++ Standard Library
  • Standard Library
    • std::optional
    • std::variant
    • std::any
    • std::byte
    • std::hash
    • Filesystem library
  • Literals
    • Cooked literals
    • Standard literal operators
    • Raw literals
    • Raw string literals
  • Random number generation
    • Random number generation engines
    • Random number generation distributors
  • Containers
    • std::array
    • std::forward_list
    • Unordered associative containers
Exercise :  Using the new elements added to the standard library
Exercise :  Using std::optional
Fifth Day
String Manipulation
  • New string Types
    • std::u16string
    • std::u32string
  • Basic string view
  • Converting between numeric and string types
  • Elementary string conversions
  • Input/output manipulators
    • std::get_money, std::put_money
    • std::get_time, std::put_time
    • std::quoted
  • Regular expressions
    • Format of a string
    • Parsing the content of a string
    • Replacing the content of a string
Exercise :  Using String class and String literals
Concurrency and Multithreading
  • Introduction
  • Thread
  • Atomic operations
    • Atomic features
    • Non-class functions
    • Atomic flag
    • Memory order
  • Mutex
    • Avoiding using recursive mutexes
  • Sending notifications between threads
  • Condition variables
  • Future and Promise
  • Task and Async
  • Modern C++ and RTOS
Exercise :  Blink synchronously 4 Leds
Lambda functions
  • Syntax of lambdas
  • Defining lambdas
  • Using lambdas
    • Using lambdas with standard algorithms
    • Assigning lambdas to function pointers
    • Lambdas and std::function
    • Writing a function that accepts a lambda as parameter
  • Polymorphic lambdas
  • Recursive lambdas
Exercise :  Understanding lambda
Exercise :  Using lambda to modify and display a vector
Dynamic memory management
  • Memory Management
  • Memory Errors
  • Smart Pointers
    • Raw Pointers
    • Automatic pointers
    • Unique Pointers
    • Shared Pointers
    • Weak Pointers
Exercise :  Override new and delete
Exercise :  Understanding unique and shared pointers