Грокаем C++

make_unique и приватный конструктор #новичкам Если вы хотите как-то по-особенному контролировать время жизни объекта, то с функциями std::make_unique и std::make_shared у вас могут быть проблемы.

    
        struct Type {
    static std::unique_ptr<Type> Create() {
        return std::make_unique<Type>();
    }
private:
    Type() = default;
};

int main()
{
    auto obj = Type::Create();
}{}
    

Этот код не скомпилируется. Все потому что для класса std::make_unique - это внешний код и ей нужен публичный конструктор для работы. Это можно обойти, просто использовав явный вызов new:

    
        struct Type {
    static std::unique_ptr<Type> Create() {
        return std::unique_ptr<Type>(new Type);
    }
private:
    Type() = default;
};

int main()
{
    auto obj = Type::Create();
}{}
    

Но это же явный вызов new! Из всех утюгов твердят, что сырые указатели - наши враги и с ними надо вести ожесточенную войну! Есть один вариант, как этого можно избежать(если сырые указатели вызывают у вас диарею). Давайте сделаем публичный конструктор, но сделаем один из его параметров приватным типом класса. Сделаем у подтипа приватный конструктор и добавим Type в друзья. Тогда создавать объект по-прежнему можно будет только с помощью фабричного статического метода, но разблокируется возможность использовать std::make_unique:

    
        class Type {
    class PrivateKey { // private struct of Type
        PrivateKey() = default;
        friend Type;
    };
public:
    Type(PrivateKey) {}

    static std::unique_ptr<Type> Create() {
        return std::make_unique<Type>(PrivateKey{});
    }
};

int main() {
    auto obj = Type::Create();  // OK
    
    auto obj2 = Type(PrivateKey{}); // ERROR: PrivateKey is private
}{}
    

По сути, это та же идиома passkey из этого поста. Только здесь она раскрывается с еще одной стороны. Спасибо комментаторам из поста про запрет создания объектов на стеке за идею для публикации! Know your enemies. Stay cool. #cppcore #design #memory

Каналы про IT делятся на 2 типа: 1. Выучи Python, JavaScript и C++ за 0,0001 секунды просто читая наш канал… 2. Хочешь читать переписки бывшей? Хакер из канала "Взлом Жопы" рассказывает как скачать Tor… Но среди копипастных статей и мусора есть реально годный проект айтишника, работавшего 9 лет в ИБ — Пакет Безопасности. Внутри узнаете когда наступит эра без паролей, почему и как изолируется рунет, как удалить упоминание о себе из интернетов и как не оказаться жертвой новой схемы интернет-скама. Подпишитесь, злоумышленники не дремлют: @package_security

​​мьютекс vs семафор #новичкам Мьютексы довольно часто используют при разработке потокобезопасных модулей. Хоть их использование в высокопроизводительных приложениях нежелательно, они все равно являются базовым выбором для реализации наивной потокобезопасности. Более менее все про них знают. А вот про семафоры - не все. В стандарт их добавили только в С++20 в виде std::counting_semaphore и std::binary_semaphore. Да и в принципе они не так часто используются. Однако мьютексы и семафоры довольно похожи по внутренней реализации, хоть и довольно сильно отличаются по кейсам применения. Поэтому есть смысл их сравнить side-by-side, чтобы наглядно видеть все похожести и отличия. Аналогия Мьютекс - это дверь в очень маленькую туалетную комнату. Когда она свободна, любой может в нее войти. Любой, но только один. Как только кто-то вошел, все остальные начинают выстраиваться в очередь и ждать освобождения комнаты. А освободить комнату может только тот, кто в нее вошел. Семафор - это турникет для автопарковки. У парковки есть определенное количество машин, которое на ней может разместиться. Больше не получится - места не будет, поэтому и турникет не пропустит. И машины опять выстраиваются в очередь. И только когда одна машина освободила место с парковки, одна новая может на нее заехать. Для чего используется Мьютекс - судя из названия mutual exclusion - взаимное исключение. Применяется, когда только один поток в один момент времени может получить доступ к разделяемому ресурсу. Семафор же просто контролирует количество ресурсов и не дает уйти в минуса. Низкоуровневое представление Можно представить мьютекс как атомарный флаг, к которому прикручен механизм ожидания и очереди. Флаг можно выставить вверх и тогда попытка снова выставить его вверх карается блокировкой этого потока. Флаг можно опустить и тогда его может снова поднять любой желающий поток, либо тот, кто был первый в очереди на ожидание. Семафор же - атомарный счетчик с таким же механизмом ожидания и очереди. Счетчик инициализируется каким-то числом и его можно инкрементировать и декрементировать. При попытке декремента нуля поток уходит в ожидание. Если какой-то другой поток снова накрутил единичку на семафоре - поток просыпается и делает таки свой декремент. Владелец У мьютекса есть владелец - тот, кто захватил замок, должен его отпустить. Если каким-то образом в коде это условие нарушается - сразу ub. У семафора же нет никаких ограничений - любой поток может накручивать и скручивать счетчик. Примеры Мьютекс нужен для ограничения доступа потоков к критической секции. Например у вас есть какой-то кэш и вы хотите его потокобезопасно обновить:

    
        std::mutex mtx;
std::map<std::string, int> cache;
void update_cache(const std::string& key, int value) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    cache[key] = value;
}{}
    

Это все конечно нужно обернуть в класс, но суть понятна и так. Семафор же нужен для ограничения количество одновременно используемых ресурсов. Например, ограниченная потокобезопасная очередь:

    
        template<typename T, size_t N>
class BoundedQueue {
    std::queue<T> queue_;
    std::counting_semaphore<N> empty_slots_{N};
    std::counting_semaphore<N> filled_slots_{0};
    std::mutex mtx_;
public:
    void push(T value) {
        empty_slots_.acquire();
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
            queue_.push(std::move(value));
        }
        filled_slots_.release();
    }
    T pop() {
        filled_slots_.acquire();
        T value;
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
            value = std::move(queue_.front());
            queue_.pop();
        }
        empty_slots_.release();
        return value;
    }
};{}
    

Здесь семафоры нужны для того, чтобы в очередь не положили больше элементов, чем нужно, и не забрали больше, чем в очереди может потенциально быть. Обратите внимание на порядок инкремента и декремента. Лайк, если понравилось. Да и если не понравилось, тоже ставьте. Compare things. Stay cool. #concurrency #cpp20 #cpp11

Как запретить объекту создаваться на куче? #новичкам Про стек поговорили, не будем и кучу обижать. Начать можно со знакомого подхода: приватный конструктор и фабрика, возвращающая объект по значению:

    
        class OnlyStack {
    OnlyStack() = default;
public:
    static OnlyStack Create() { return {}; }
};{}
    

Если объект может быть создан некорректно, то вернуть можно std::optional, с помощью которого ошибку можно будет отловить:

    
        class OnlyStack {
    OnlyStack() {
        if (rand() % 2) {
            std::cout << "ERROR" << std::endl;
        }
    }
public:
    static std::optional<OnlyStack> Create() { return {}; }
};{}
    

"На приватных конструкторах мы уже собаку съели. Даешь способ по-интереснее!" Хорошо. Давайте будем радикальными. Просто удалим перегрузку оператора new для этого класса. Тогда вообще никто не будет в состоянии объект на куче создать:

    
        class OnlyStack {
public:
    OnlyStack() = default;
    ~OnlyStack() = default;

    static void* operator new(std::size_t) = delete;
    static void* operator new = delete;
};

OnlyStack obj; // OK
OnlyStack* p = new OnlyStack(); // ERROR{}
    

Вот так просто и без дополнительных приседаний. Но можно играть не радикально, а хитро. Не удалим, а переопределим operator new так, чтобы он размещал объекты на готовом существующем статическом буфере. Реально рабочий примерчик довольно большой будет, плюс чтобы не углубляться в пучины кастомных аллокаторов, покажем только идею:

    
        class PooledObject {
    static char pool[1024];
    static size_t offset;
public:
    void* operator new(size_t s) {
        if (offset + s > 1024) throw std::bad_alloc();
        void* ptr = pool + offset;
        offset += s;
        return ptr;
    }
    void operator delete(void*) noexcept {
        // Complicated logic
        // or just ignore freeing memory
    }
};
PooledObject* obj = new PooledObject();{}
    

Типа линейный аллокатор, при запросе нового объекта просто сдвигаем offset буфера. Это конечно все интересно. Но вспомните пост, где мы разбирали вопрос "Где аллоцируются элементы std::array?" и задумайтесь. А что если целевой объект будет полем другого класса, который мы создаем на куче? Тогда его расположение будет определяться тем, где находится объемлющий объект. То есть, если мы создаём объект Container на куче, то и все его поля, включая OnlyStack, окажутся на куче. Получается, что наш запрет на new OnlyStack не спасает от ситуации, когда OnlyStack становится членом другого класса, который кто-то создаёт через new.

    
        class OnlyStack {
    OnlyStack() = default;
public:
    static OnlyStack Create() { return {}; }
};

struct Container {
    Container() : obj{OnlyStack::Create()} {}
    OnlyStack obj;
};

Container* p = new Container();  // OK{}
    

Пишите в комментах, если знаете, как обойти эту проблему) Don't be so radical. Stay cool. #cppcore #memory #design

Как запретить объекту создаваться на стеке? Экзотика #опытным В этом посте будут не самые обычные способы запретов, которые вряд ли полезны на практике в таком виде, но полезны их отдельные элементы. Да и просто прикольные по своей идее. Начнем с конца. Жизни объекта, конечно. Давайте сделаем приватным не конструктор, а деструктор. Тогда внешний код не сможет разместить такой объект на стеке, ведь он не сможет его удалить потом. Однако удалять объект хочется. Для этого сделаем публичный статический метод destroy и фабричный метод, возвращающий умный указатель с кастомным делитером:

    
        class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "MyClass constructor\n"; }

private:
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destructor\n"; }

public:
    static void destroy(MyClass* ptr) {
        delete ptr;
    }

    static std::unique_ptr<MyClass, decltype(&destroy)> create() {
        return std::unique_ptr<MyClass, decltype(&destroy)>(new MyClass(), destroy);
    }
};{}
    

При выходе из скоупа юник разрушится и его деструктор дернет destroy, который сам дернет delete. Публичный конструктор здесь не имеет большого смысла, но и так и так работает. Но вообще говоря, зачем все эти запреты? Можно ли как-то добиться запрета при публичном конструкторе и деструкторе? Можно(почти). Давайте сделаем публичный деструктор и конструктор с параметром, который не может создать внешний код:

    
        class Key {
private:
    Key() = default;
    friend class Factory;
};

class Object {
public:
    explicit Object(const Key&) {}  // требует ключ
};

class Factory {
public:
    static std::unique_ptr<Object> create() {
        return std::make_unique<Object>(Key());
    }
};{}
    

Технически, все методы класса Object публичные. Но инстанс Key может создать только фабрика. Поэтому и создание инстанса Object возможно только через нее. Есть даже идиома, называется passkey, которая приписывает примерно так и создавать объекты. Класс ключа может быть определен и внутри фабрики, как приватный класс. Фабрики может и не быть в принципе, Key может находиться внутри Object. Но суть одна. И напоследок совсем гадкий утенок. Делаем в заголовке forward declaration типа и объявляем фабричную функцию. В cpp определяем класс и функцию.

    
        // object.hpp
class Object;
std::unique_ptr<Object> createObject();

// object.cpp
#include "object.h"
class Object {
public:
    Object() = default;
    ~Object() = default;
};

std::unique_ptr<Object> createObject() {
    return std::make_unique<Object>();
}{}
    

В итоге да, мы запретили объекту создаваться, где угодно, кроме как через createObject. Но при этом пользоваться объектом мы никак не сможем. Только создать и удалить. Explore exotic things. Stay cool. #design #cppcore

​​Как запретить объекту создаваться на стеке? Классика #новичкам Вопрос относится скорее к категории "из собеседований", но новичкам все равно полезно задавать себе такие вопросы, чтобы проверить глубину понимания С++. Можно удалить все конструкторы с помощью пометки delete и тогда объект вообще нигде нельзя будет создавать. Но вопрос скорее всего про другое: как запретить объекту создаваться на стеке, но не на куче или статической памяти? Очевидно, что-то надо колдовать с конструкторами, потому что именно они создают объект. Прямолинейный подход - сделаем конструктор приватным. Тогда внешний код не сможет его вызвать. Но создавать объект-то нам нужно все равно как-то. И для этого существуют фабричные методы - статические методы класса, которые дают доступ с объекту/его созданию. Если мы хотим создавать объект только на куче можно написать так:

    
        class MyClass {
private:
    MyClass() { std::cout << "MyClass created\n"; }
public:
    ~MyClass() { std::cout << "MyClass destroyed\n"; }
    static std::unique_ptr<MyClass> create() {
        return std::unique_ptr<MyClass>(new MyClass());
    }
    void hello() const {
        std::cout << "Hello, MyClass!\n";
    }
};

auto obj = MyClass::create();
obj->hello();{}
    

Здесь фабричный метод создает std::unique_ptr, который и будет хранить указатель на класс. std::make_unique нельзя использовать, потому что внутри нее мы не сможем вызвать приватный конструктор. Можно также удалить операции копирования и перемещения, потому что скорее всего в таком виде логика операций с MyClass не подразумевает копирования и перемещения. Такой подход может быть полезен, если: 👉🏿 размер объекта очень большой и просто не влезет в стек 👉🏿 хотите реализовать всякие паттерны, типа object pool или оопшной фабрики. 👉🏿 нужно обрабатывать ошибки создания объекта без исключений - в случае ошибки просто вернем nullptr. 👉🏿 вы хотите какой-то особый контроль времени жизни. Мы также можем разрешить создавать объект только в глобальной области. Такой паттерн называется синглтон:

    
        class Singleton {
public:
    static Singleton& instance() {
        static Singleton inst;
        return inst;
    }
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
    Singleton(Singleton&&) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton&&) = delete;
    void foo() {}
private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
};{}
    

Конструктор и деструктор приватные, копирование и перемещение вообще запрещены. И есть статический метод, который возвращает ссылку на инстанс класса. За счет того, что используется статическая локальная переменная inst, инициализация объекта гарантировано потокобезопасна(только один поток в итоге создаст объект). В этом воплощении паттерн получил название синглтон Майерса. Синглтоны могут быть полезны, например, при реализации пула соединений, логгера или сборщика метрик. Обсудили по сути самые классические практически применимые способы. В следующем посте будет уже экзотика. Если знаете какие-то необычные способы - пишите в комментах, разберем их в следующий раз. Limit wrong uses. Stay cool. #design #cppcore

Если хотите повеселиться, то почитайте комменты в последнем подкасте подлодки про С++ с Антоном Полухиным. Антон рассказал немного про эволюцию языка, в каком он состоянии сейчас, какие у него были и есть основные направления развития и причем здесь ржавчина. Естественно, в комментах порвались неженки. Их неустраивает 5 видов инициализации переменных, пугают звездочки и амперсанды, несовместимые сторонние библиотеки, раздутая и неправильная стандартная библиотека, куча диалектов языка и тд. А если уж увидят шаблоны в коде, то у них даже с пяток волосы выпадают. Уже даже не хочется с этим всем спорить. У языка, который одновременно используется в бэкэнде, геймдеве, эмбедде, hft, перформанс библиотеках, системщине и тд очевидно будут особенности. Они могут отталкивать и мешать, но в том числе из-за них вообще возможно использование языка в таких разных сферах. Есть и проблемы, без них никуда. И их предостаточно. Но здесь я согласен с Антоном, что ошибки в программах в основном зашиты в логике, а не вызваны кривизной языка. Я пишу на userver'е и за последние несколько лет не встретил на проде бага, который бы появился из-за опасной фичи языка. Когда есть сильные тесты, они выявляют большинство проблем. В общем смотрите https://youtu.be/ZYaBzFj3d4Y?si=HMxEeBONt6pL5VC7. И подкаст интересный, и комменты настоялись. Ну и давайте в противовес тем комментам, напиши под этим постом, почему вам нравится С++? Enjoy the tool. Stay cool. #fun

​​Почему тогда глобальные переменные зануляются? #новичкам Внимательные читатели 2-х последних постов могут задаться вопросом: "Почему в неинициализированных локальных переменных лежит мусор, а в глобальных - нули? Откуда такие двойные стандарты?". Можно конечно сказать, что такие двойные стандарты определены в стандарте С++ и на этом можно закончить. Ответ, как и в случае с локальными переменными, лежит за пределами языка.

    
        int i;

int main() {
  std::cout << i << std::endl;
}
// OUTPUT is always
// 0{}
    

Все пошло от языка С. Там глобальные переменные занулялись, поэтому для совместимости с С С++ также перенял эту особенность. "Это конечно хорошо, но на вопрос вы так и не ответили, а только стрелками кидаетесь." Это был важный переход, который и приведет нас к ответу. Язык С зарождался исходя из потребностей развития операционной системы Unix. Поэтому некоторые особенности ОС интегрировались в язык. Конкретно неинициализированные глобальные переменные в Unix хранятся в сегменте глобальной памяти .bss . При запуске программы ОС выделяла память под программу. Для сегмента bss ядру нужно было выделить участок памяти запрошенного размера. Но что должно было лежать в этой памяти? По соображениям безопасности и изоляции процессов ядро не могло отдать программе память с остаточными данными от предыдущих процессов. Самый простой и эффективный способ гарантировать это — заполнить выделенную память нулями. И программисты на С стали естественным образом пользоваться этой особенностью: неинициализированные глобальные переменные занулялись. Когда пришло время стандартизации С, то обнуление глобальных переменных органично перекочевало в стандарт языка. Вот так обнуление стало стандартом С, а затем и С++. Understand the root cause. Stay cool. #cppcore #os

​​Почему локальные переменные инициализируются мусором? #новичкам Изучать С++ больно по многим причинам. Одна из них - есть вещи, которые просто надо принять на веру. И чтобы понять, почему эти вещи работают так, а не иначе, нужно много времени за кодингом и качать сиплюсплюсные и computer science бицепсы. Сегодня разберем вопрос, который лично меня мучал в начале пути: почему локальная переменная будет заполнена мусором, если ее не инициализировать?

    
        int main() {
  int i;
  std::cout << i << std::endl;
}
// POSSIBLE OUTPUT:
// 64{}
    

Ну и в дополнение: Откуда берется этот мусор и почему нельзя просто нулями заполнить? На самом деле мусор - не значит какие-то рандомные числа, никто их не генерирует. И чтобы понять, откуда берется мусор, нужно знать о стеке вызовов. Стек вызовов - пространство в памяти, которое содержит информацию об исполнении функций. Представим аналогию со стопкой книг. Каждая книга - небольшой кусочек памяти с информацией об отдельной функции(фрейм функции). Как только вы вызываете функцию, на стопку кладется новая книга(фрейм). Когда исполнение доходит до конца функции - сверху снимается книга. Это происходит автоматически на уровне машинных инструций. Так вот локальные переменные как раз хранятся на стеке. Если точнее, то значения локальных переменных конкретной функции лежат внутри фрейма этой функции. И нас интересует процесс выделения памяти под локальные переменные. При исполнении программы есть специальный указатель, который указывает на вершину стека. Выделение памяти под локальную переменную - это просто сдвиг этого указателя. И когда мы говорим:

    
        int main() {
  int i;
  ...
}{}
    

Мы говорим, что хотим иметь переменную i и надо выделить под нее память, то есть просто передвинуть указатель на стек с позиции X на позицию X+4. Само значение мы при этом не задаем. Но значение-то все равно будет. И будет оно браться их тех битиков-байтиков, которые находились в куске памяти от X до X-4. А кто-то из вас заранее знает, какие байтики там будут храниться? Нет На этом месте почти наверняка уже располагались данные какой-нибудь другой функции, которая уже выполнилась ранее и ее фрейм снялся со стека. Так как для вас все эти процессы невидимы, вы и получаете мусор в неинициализированной переменной. Но это не совсем мусор: это просто данные ранее выполнившейся функции. Чтобы более наглядно представить себе процесс работы со стеком вызовов, можете воспользоваться этим визуализатором. Там примеры фиксированные. Если же хотите на собственных примерах посмотреть - можете поиграться тут. "Ну окей. Мусор берется из данных предыдущих вызовов функций. Но до main'а-то ничего не вызывается! Откуда там мусор?" На самом деле вызывается, вы просто не видите этого. Чтобы подготовить программу к запуску, надо немало потрудиться и эти труды обязательно будут отражены на стеке. "Ладно, выкрутился. Но зачем вообще этот мусор оставлять, почему нельзя память занулять?" Да можно, почему нельзя. Просто это не делается. Концепция С/С++ - не плати за то, чем не пользуешься. "Очищение" памяти отнимает дополнительное драгоценное время исполнения программы. И никто его не хочет тратить на такую ненужную вещь, как обнуление памяти. Инициализируйте свои переменные и проблем с вывозом мусора не будет. Understand the root cause. Stay cool. #cppcore #os

Когда производительность упирается в железо, а когда в архитектуру? Как проектировать надежные и быстрые системы на C++? Какие подходы используют разработчики компиляторов, рантаймов и системного ПО? Ответы на эти и другие вопросы найдем на C++ Russia — конференции для C++ разработчиков, инженеров, разработчиков компиляторов, тимлидов и исследователей. 📅 7 мая 2026 — онлайн-день 📅 16–17 мая 2026 — Москва + онлайн Три дня докладов, воркшопов и общения C++ сообщества. Будем говорить про язык и инженерные задачи: архитектуру, производительность, управление памятью, многопоточность и разработку низкоуровневого ПО. Новое в этом году — системное программирование: компиляторы, рантаймы, операционные системы, управление ресурсами и дизайн языков программирования. В карточках собрали несколько топовых докладов из программы. Используйте промокод, чтобы купить персональный билет со скидкой — GROKAEMCPP Купить билет Реклама. ООО «Джуг Ру Груп». ИНН 7801341446