Простые приложения на C++

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику Архитектору

Простые приложения на C++

C++ сочетает низкоуровневое управление памятью с абстракциями стандартной библиотеки. Ниже — практические консольные примеры: от строк и файлов до сокетов и RAII. Каждый блок можно собрать отдельно; общая линия — показать, как идеи из синтаксиса и пунктуации и основ раздела выглядят в рабочем коде.

Все примеры ориентированы на C++17 и новее (std::filesystem, умные указатели, std::optional там, где уместно). Код с сокетами (sys/socket.h) рассчитан на Unix-подобные ОС; на Windows нужны winsock2 и иные заголовки — в учебных целях это сознательное упрощение.

Навигация по примерам

Пример	Что отрабатывается
Генератор паролей	`std::string`, `<random>`, `reserve`
Сортировщик файла	потоки, `std::vector`, `std::sort`
Калькулятор	`switch`, исключения
Трекер задач JSON	структуры, сериализация (библиотека JSON)
HTTP-сервер и клиент	сокеты, строки как протокол
HTTP-запросы	сборка запроса, буфер ответа
Сканер директорий	`std::filesystem`, рекурсия
Резервное копирование	`fs::copy`, обработка `error_code`
Мониторинг диска	`space()`, форматирование вывода
Парсер URL	`std::regex`, сеть
Конвертер дат	`stringstream`, `iomanip`
Список процессов	условная компиляция `_WIN32`
RAII и `unique_ptr`	владение ресурсом, move-семантика

Перед сетевыми примерами полезно повторить типы данных в C++ и блок про RAII в конце этой статьи; в продакшене чаще берут Boost.Asio или готовые HTTP-библиотеки, а не сырой socket API.

Как запускать примеры из главы

Сохраните один пример в имя.cpp (один main на файл).
Linux/macOS: g++ -std=c++17 -O2 -Wall имя.cpp -o app && ./app
Windows (MSVC): cl /EHsc /std:c++17 имя.cpp → имя.exe
CMake: для крупных фрагментов удобнее отдельный CMakeLists.txt с target.

У каждого раздела — блок Как запустить (где добавлен).

Генератор паролей

Этот пример демонстрирует работу со строками, генерацию случайных чисел и использование библиотечных функций для манипуляции массивами символов.

Как запустить

Файл: password.cpp
Команда: g++ -std=c++17 password.cpp -o password && ./password
Результат: сгенерированный пароль в stdout.

Описание задачи

Программа принимает длину пароля и набор разрешенных символов (цифры, буквы верхнего и нижнего регистра, спецсимволы). Результат выводится в консоль.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

std::mt19937: Псевдослучайный генератор чисел, обеспечивающий равномерное распределение значений.
std::uniform_int_distribution: Распределяет целые числа в заданном диапазоне, исключая смещения.
std::string::reserve: Заранее выделяет память под строку, что повышает производительность при многократном добавлении символов.
Инициализация семени: Использование high_resolution_clock гарантирует уникальность последовательности при каждом запуске.

Сортировщик текстового файла

Пример показывает чтение содержимого файла, обработку строк, сортировку по алфавиту и запись результата обратно в файл или новый файл.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Программа считывает все строки из входного файла, сортирует их лексикографически и сохраняет результат в выходной файл.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

std::getline: Чтение строки до символа переноса строки, корректно обрабатывает файлы с разными типами переносов.
std::vector: Динамический массив для хранения строк произвольного размера.
std::sort: Алгоритм быстрой сортировки из STL, работающий за O(N log N).
Обработка ошибок: Проверка состояния потоков ввода/вывода перед началом операций.

Консольный калькулятор

Базовая программа для выполнения арифметических операций с использованием условных конструкций и обработки пользовательского ввода.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Пользователь вводит два числа и знак операции (+, -, *, /). Программа выводит результат или сообщение об ошибке.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

switch-case: Эффективная структура для выбора действия по значению переменной.
Исключения (try-catch): Обработка некорректных операций (деление на ноль, неверный символ).
Типы данных: Использование double позволяет работать с дробными числами.

Трекер задач в JSON

Пример сериализации и десериализации структуры данных в формат JSON с сохранением в файл. Для реализации используется библиотека nlohmann/json, которая является стандартом де-факто для работы с JSON в C++.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Программа хранит список задач (ID, описание, статус) в JSON-файле. Поддерживается добавление новых задач и вывод текущего списка.

Код программы

Примечание: Для компиляции требуется подключить библиотеку nlohmann/json.

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

Структура данных: struct Task определяет схему записи.
JSON-парсинг: Библиотека автоматически преобразует C++ объекты в структуру JSON и обратно.
Управление состоянием: Методы load и save обеспечивают постоянство данных между запусками программы.

Простой HTTP-сервер и клиент

C++ не имеет встроенной поддержки HTTP в стандартной библиотеке, поэтому для сетевых операций используются сокеты. Ниже представлен минимальный сервер, принимающий запросы, и клиент, отправляющий их.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Сервер слушает порт 8080 и возвращает текст "Hello, World!" на любой GET-запрос. Клиент отправляет этот запрос и выводит ответ.

Код сервера

Код ITЗагрузка примера кода…

Код клиента

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

Сокеты (socket, bind, listen, accept): Базовый API Unix/Linux для сетевого взаимодействия.
Текстовый протокол: Формирование HTTP-заголовков вручную через конкатенацию строк.
Асинхронность: Сервер работает в цикле, обрабатывая клиентов последовательно (для демонстрации).

Отправитель HTTP-запросов

Утилита для отправки произвольных HTTP-запросов с возможностью указания заголовков и тела запроса.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Программа принимает URL, метод запроса (GET, POST), заголовки и тело, отправляет данные и выводит ответ.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

socket/connect создают TCP-соединение с удаленным хостом и портом.
std::ostringstream requestStream пошагово формирует HTTP-запрос с методом, путем и заголовками.
Content-Length вычисляется из body.length(), чтобы сервер корректно прочитал тело запроса.
Цикл recv накапливает ответ частями, потому что TCP не гарантирует получение всего ответа одним чтением.
Метод возвращает сырую HTTP-строку (статус, заголовки, тело), что удобно для диагностики протокола.

Утилита для сканирования директорий

Программа рекурсивно обходит папку и выводит список всех файлов и подпапок с указанием их размеров.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Пользователь указывает путь к директории. Программа выводит дерево файлов с размерами.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

std::filesystem: Современная библиотека для работы с файловой системой, введенная в C++17.
Рекурсия: Функция вызывает сама себя для обработки вложенных директорий.
Итераторы: directory_iterator позволяет проходить по элементам каталога без ручного управления указателями.

Скрипт для создания резервного копирования файлов

Программа копирует файлы из исходной папки в целевую, сохраняя структуру директорий и временные метки.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Создает полную копию указанной папки в новое место назначения.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

fs::exists(source) валидирует исходный путь до старта копирования.
fs::create_directories(dest.parent_path()) заранее создает недостающий путь назначения.
fs::copy(... recursive | overwrite_if_newer, ec) копирует дерево каталогов и обновляет только устаревшие файлы.
Использование std::error_code ec позволяет обработать ошибку без исключений.
Возврат bool превращает функцию в явный контракт "успех/ошибка" для вызывающего кода.

Мониторинг дискового пространства

Утилита выводит информацию о свободном и занятом месте на дисках системы.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Отображает объем диска, свободное место и процент использования.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

fs::space(root) возвращает агрегированную информацию о томе: общий, свободный и доступный объем.
used = total - free вычисляет занятое пространство на диске.
static_cast<double>(used) / total переводит расчет процента в вещественную арифметику.
std::fixed << std::setprecision(2) форматирует процент использования с двумя знаками после запятой.
Условная компиляция _WIN32 выбирает корректный корневой путь для Windows и Unix-систем.

Парсер URL и проверка доступности ресурса

Программа анализирует URL, извлекает компоненты (протокол, хост, порт, путь) и проверяет доступность ресурса через HTTP.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Пользователь вводит URL. Программа выводит его составные части и статус доступа (код ответа HTTP).

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

std::regex и std::regex_match извлекают схему, хост, порт и путь из URL по шаблону.
std::stoi преобразует текстовый порт в int, если порт явно указан в строке.
checkAvailability устанавливает TCP-соединение и отправляет минимальный HTTP GET запрос.
Из ответа берется статус-код, после чего диапазон 200-399 трактуется как доступность ресурса.
Пример показывает базовый сетевой pipeline, но для HTTPS и DNS-имен в проде нужен более полный стек.

Конвертер форматов дат

Утилита преобразует дату из одного формата в другой (например, из строки "DD.MM.YYYY" в "YYYY-MM-DD").

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Программа принимает дату в формате пользователя и конвертирует её в ISO 8601 формат.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

std::stringstream парсит входную строку по разделителю и извлекает день, месяц и год.
DateParts фиксирует структуру даты как тип, а не набор разрозненных переменных.
std::ostringstream собирает новую строку в формате ISO (YYYY-MM-DD).
std::setw(2) и std::setfill('0') обеспечивают ведущие нули для месяца и дня.
Разделение на parseDate и convertToISO делает код проще для тестирования по шагам.

Утилита для просмотра запущенных процессов

Программа выводит список активных процессов с их идентификаторами (PID) и именами.

Как запустить

Файл: отдельный .cpp с одним main из примера (имя по разделу).
Команда: g++ -std=c++17 файл.cpp -o app && ./app
Результат: см. вывод std::cout в конце примера.

Описание задачи

Отображает текущие процессы, работающие в системе.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор:

#ifdef _WIN32 разделяет реализацию под Windows и Unix, сохраняя единый внешний API.
В Windows используется CreateToolhelp32Snapshot и перебор через Process32First/Process32Next.
В Linux чтение /proc и фильтрация numeric-имен каталогов позволяет получить PID процессов.
Файл /proc/<pid>/stat содержит имя процесса, которое очищается от скобок перед выводом.
Такой пример демонстрирует системное программирование и платформенные различия в одном интерфейсе.

Характерный пример именно для C++ — Управление памятью и RAII

Одной из отличительных черт C++ является управление ресурсами через механизм RAII (Resource Acquisition Is Initialization). Это позволяет автоматизировать освобождение памяти и других ресурсов, предотвращая утечки.

Ниже приведён пример класса, который управляет динамическим массивом и использует RAII для безопасного освобождения памяти.

Код программы

Код ITЗагрузка примера кода…

Разбор ключевых элементов

Конструктор и деструктор: Гарантируют выделение и освобождение ресурсов в строго определенном порядке.
Запрет копирования: Предотвращает создание двух объектов, указывающих на одну область памяти.
Перемещение (Move Semantics): Позволяет эффективно передавать владение объектом без копирования данных.
std::unique_ptr: Автоматизирует управление памятью, используя принцип RAII.

Как двигаться дальше

После разбора примеров имеет смысл перейти к справочнику по C++, темам про шаблоны и современный стандарт (C++20/23), а для сетевого и многопоточного кода — к библиотекам уровня Boost, libcurl или фреймворкам вроде Qt. Консольные утилиты из этой статьи — учебный фундамент, а не рекомендация писать HTTP-сервер вручную в промышленном проекте.

Основа по протоколу

Базовый разбор HTTP и HTTPS находится в отдельной статье — HTTP как основа веб-интеграций.