676 lines
39 KiB
Python
Executable File
676 lines
39 KiB
Python
Executable File
#!/usr/bin/env python3
|
||
"""Generate the ten C++20 cards for Year 2, semester 1.
|
||
|
||
The lesson scope comes from /home/user/dev/keys/cxx.md. The generated cards
|
||
share the same runtime, React viewer and PDF contract as the existing STEM
|
||
cards, while every task contains an independently compilable C++ experiment.
|
||
"""
|
||
|
||
from __future__ import annotations
|
||
|
||
import json
|
||
import os
|
||
from pathlib import Path
|
||
import shutil
|
||
import stat
|
||
import textwrap
|
||
import uuid
|
||
|
||
|
||
ROOT = Path(__file__).resolve().parents[3]
|
||
OUTPUT = ROOT / "series" / "cpp"
|
||
TEMPLATE = ROOT / "series" / "console" / "lab-console-busybox"
|
||
UUID_NAMESPACE = uuid.UUID("1b43af4e-354f-51dc-a42a-67593c614624")
|
||
|
||
|
||
def clean(text: str) -> str:
|
||
return textwrap.dedent(text).lstrip()
|
||
|
||
|
||
LESSONS = [
|
||
{
|
||
"id": "CPP01",
|
||
"number": "01",
|
||
"repo": "lab-cpp-build-namespaces",
|
||
"slug": "build-namespaces",
|
||
"title": "Od C do C++: oddzielna kompilacja i przestrzenie nazw",
|
||
"topic": "Deklaracja, definicja, translation unit, linkage i namespace",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: rozdziały 1 i 3",
|
||
"mission": "Zbudować program z wielu jednostek translacji i odczytać granice nazw oraz linkage.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Deklaracja i definicja", "Rozdziel deklarację funkcji, definicję i punkt wejścia między trzy pliki.", "sum=7", {
|
||
"calculator.hpp": """#pragma once
|
||
namespace lab { int add(int left, int right); }
|
||
""",
|
||
"calculator.cpp": """#include "calculator.hpp"
|
||
namespace lab { int add(int left, int right) { return left + right; } }
|
||
""",
|
||
"main.cpp": """#include "calculator.hpp"
|
||
#include <iostream>
|
||
int main() { std::cout << "sum=" << lab::add(3, 4) << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Linkage zewnętrzny i wewnętrzny", "Porównaj symbol dostępny między plikami z nazwą ukrytą w anonimowej przestrzeni nazw.", "external=5 internal_bias_result=8", {
|
||
"api.hpp": """#pragma once
|
||
int global_value();
|
||
int shifted_value();
|
||
""",
|
||
"global.cpp": """#include "api.hpp"
|
||
int global_value() { return 5; }
|
||
""",
|
||
"shifted.cpp": """#include "api.hpp"
|
||
namespace { constexpr int bias = 3; }
|
||
int shifted_value() { return global_value() + bias; }
|
||
""",
|
||
"main.cpp": """#include "api.hpp"
|
||
#include <iostream>
|
||
int main() { std::cout << "external=" << global_value() << " internal_bias_result=" << shifted_value() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Kwalifikacja przestrzeni nazw", "Użyj dwóch funkcji o tej samej nazwie bez kolizji i wywołaj je kwalifikowaną nazwą.", "sensor=21 network=204", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
namespace sensor { int read() { return 21; } }
|
||
namespace network { int read() { return 204; } }
|
||
int main() { std::cout << "sensor=" << sensor::read() << " network=" << network::read() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP02", "number": "02", "repo": "lab-cpp-types-initialization", "slug": "types-initialization",
|
||
"title": "Typy, inicjalizacja, auto, const i enum class",
|
||
"topic": "Bezpieczna inicjalizacja i typy definiowane przez użytkownika",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: rozdziały 1 i 2",
|
||
"mission": "Rozpoznać typy wyrażeń i używać inicjalizacji, const oraz enum class bez niejawnego mieszania domen.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Inicjalizacja i auto", "Zastosuj inicjalizację klamrową i potwierdź typ dedukowany przez auto.", "count=4 twice=8 type=int", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
#include <type_traits>
|
||
int main() {
|
||
int count{4};
|
||
auto twice = count * 2;
|
||
static_assert(std::is_same_v<decltype(twice), int>);
|
||
std::cout << "count=" << count << " twice=" << twice << " type=int\\n";
|
||
}
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("const i constexpr", "Oddziel wartość obliczaną w czasie kompilacji od obiektu tylko do odczytu.", "square=49 limit=12", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
constexpr int square(int value) { return value * value; }
|
||
int main() {
|
||
constexpr int result = square(7);
|
||
const int limit{12};
|
||
static_assert(result == 49);
|
||
std::cout << "square=" << result << " limit=" << limit << '\\n';
|
||
}
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("enum class i struktura", "Zbuduj typ rekordu oraz silnie typowany stan bez niejawnej konwersji do int.", "sample=23 state=ready", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
enum class State { idle, ready };
|
||
struct Sample { int value; State state; };
|
||
int main() {
|
||
Sample sample{23, State::ready};
|
||
std::cout << "sample=" << sample.value << " state=" << (sample.state == State::ready ? "ready" : "idle") << '\\n';
|
||
}
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP03", "number": "03", "repo": "lab-cpp-pointers-references", "slug": "pointers-references",
|
||
"title": "Wskaźniki, referencje, tablice i nullptr",
|
||
"topic": "Tożsamość obiektu, dostęp pośredni i przekazywanie argumentów",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: sekcje 1.7 i 3.4",
|
||
"mission": "Odróżnić wskaźnik od referencji i tablicę od wskaźnika podczas przekazywania danych.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Wskaźnik i nullptr", "Sprawdź brak obiektu przed dereferencją, a następnie zmodyfikuj wskazywaną wartość.", "null=1 value=9", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
int main() {
|
||
int value{7};
|
||
int* pointer = nullptr;
|
||
const bool was_null = pointer == nullptr;
|
||
pointer = &value;
|
||
*pointer += 2;
|
||
std::cout << "null=" << was_null << " value=" << value << '\\n';
|
||
}
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Referencja jako alias", "Przekaż dwa obiekty przez referencję i zamień ich wartości.", "left=8 right=3", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
void swap_values(int& left, int& right) { const int temp = left; left = right; right = temp; }
|
||
int main() { int left{3}; int right{8}; swap_values(left, right); std::cout << "left=" << left << " right=" << right << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Tablica i jej rozmiar", "Policz elementy w referencji do tablicy, zanim argument zaniknie do wskaźnika.", "count=4 sum=20", {
|
||
"main.cpp": """#include <cstddef>
|
||
#include <iostream>
|
||
template <std::size_t N> int sum(const int (&values)[N]) { int result{}; for (int value : values) result += value; return result; }
|
||
int main() { int values[]{2, 4, 6, 8}; std::cout << "count=" << (sizeof(values) / sizeof(values[0])) << " sum=" << sum(values) << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP04", "number": "04", "repo": "lab-cpp-functions-overloading", "slug": "functions-overloading",
|
||
"title": "Funkcje, przeciążanie, wartości zwracane i modułowość",
|
||
"topic": "Sygnatura funkcji, wybór przeciążenia, zakres i granica modułu",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: rozdziały 1 i 3",
|
||
"mission": "Zaprojektować mały interfejs funkcji i sprawdzić wybór przeciążenia oraz zwracanie wartości.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Przeciążanie", "Wywołaj dwie funkcje o tej samej nazwie i różnych typach parametrów.", "int=6 double=3.5", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
int twice(int value) { return value * 2; }
|
||
double twice(double value) { return value * 2.0; }
|
||
int main() { std::cout << "int=" << twice(3) << " double=" << twice(1.75) << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Zwracanie przez wartość", "Zwróć kompletny wynik obliczenia jako wartość, bez ujawniania obiektu lokalnego.", "quotient=3 remainder=2", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Division { int quotient; int remainder; };
|
||
Division divide(int value, int by) { return {value / by, value % by}; }
|
||
int main() { const Division result = divide(17, 5); std::cout << "quotient=" << result.quotient << " remainder=" << result.remainder << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Interfejs modułu", "Oddziel publiczne deklaracje statystyk od ich implementacji.", "min=2 max=9", {
|
||
"stats.hpp": """#pragma once
|
||
namespace stats { int minimum(int left, int right); int maximum(int left, int right); }
|
||
""",
|
||
"stats.cpp": """#include "stats.hpp"
|
||
namespace stats { int minimum(int left, int right) { return left < right ? left : right; } int maximum(int left, int right) { return left > right ? left : right; } }
|
||
""",
|
||
"main.cpp": """#include "stats.hpp"
|
||
#include <iostream>
|
||
int main() { std::cout << "min=" << stats::minimum(9, 2) << " max=" << stats::maximum(9, 2) << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP05", "number": "05", "repo": "lab-cpp-classes-objects", "slug": "classes-objects",
|
||
"title": "Klasa i obiekt: interfejs oraz implementacja",
|
||
"topic": "Pola, metody, kontrola dostępu i zachowanie obiektu",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: rozdziały 2 i 5",
|
||
"mission": "Zamknąć stan i operacje w klasie oraz oddzielić interfejs publiczny od implementacji.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Klasa w dwóch plikach", "Zdefiniuj interfejs licznika w nagłówku, a metody w osobnej jednostce translacji.", "counter=3", {
|
||
"counter.hpp": """#pragma once
|
||
class Counter { public: explicit Counter(int start); void increment(); int value() const; private: int value_; };
|
||
""",
|
||
"counter.cpp": """#include "counter.hpp"
|
||
Counter::Counter(int start) : value_{start} {}
|
||
void Counter::increment() { ++value_; }
|
||
int Counter::value() const { return value_; }
|
||
""",
|
||
"main.cpp": """#include "counter.hpp"
|
||
#include <iostream>
|
||
int main() { Counter counter{2}; counter.increment(); std::cout << "counter=" << counter.value() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Stan prywatny", "Udostępnij operacje rachunku bez publicznego zapisu pola balance.", "accepted=1 rejected=1 balance=15", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Account {
|
||
public:
|
||
explicit Account(int balance) : balance_{balance} {}
|
||
bool deposit(int amount) { if (amount <= 0) return false; balance_ += amount; return true; }
|
||
int balance() const { return balance_; }
|
||
private: int balance_;
|
||
};
|
||
int main() { Account account{10}; const bool accepted = account.deposit(5); const bool rejected = !account.deposit(-2); std::cout << "accepted=" << accepted << " rejected=" << rejected << " balance=" << account.balance() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Metody opisują zachowanie", "Przenieś obliczenie pola i skalowanie do obiektu prostokąta.", "area=24 scaled=96", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Rectangle { public: Rectangle(int width, int height) : width_{width}, height_{height} {} int area() const { return width_ * height_; } void scale(int factor) { width_ *= factor; height_ *= factor; } private: int width_; int height_; };
|
||
int main() { Rectangle rectangle{6, 4}; const int before = rectangle.area(); rectangle.scale(2); std::cout << "area=" << before << " scaled=" << rectangle.area() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP06", "number": "06", "repo": "lab-cpp-invariants", "slug": "invariants",
|
||
"title": "Hermetyzacja, niezmienniki i odpowiedzialność klasy",
|
||
"topic": "Poprawny stan obiektu przed i po każdej operacji publicznej",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: sekcja 4.3 i rozdział 5",
|
||
"mission": "Zdefiniować niezmiennik klasy i utrzymywać go we wszystkich publicznych operacjach.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Walidowana zmiana stanu", "Odrzuć temperaturę spoza przyjętego zakresu bez uszkodzenia obiektu.", "accepted=1 rejected=1 value=25", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Temperature { public: explicit Temperature(int value) : value_{value} {} bool set(int value) { if (value < -50 || value > 150) return false; value_ = value; return true; } int value() const { return value_; } private: int value_; };
|
||
int main() { Temperature temperature{20}; const bool accepted = temperature.set(25); const bool rejected = !temperature.set(400); std::cout << "accepted=" << accepted << " rejected=" << rejected << " value=" << temperature.value() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Pojemność kolejki", "Nie dopuść, by liczba elementów przekroczyła pojemność lub spadła poniżej zera.", "pushes=2 overflow=1 pops=2 empty=1 depth=0", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class QueueDepth { public: explicit QueueDepth(int capacity) : capacity_{capacity} {} bool push() { if (depth_ == capacity_) return false; ++depth_; return true; } bool pop() { if (depth_ == 0) return false; --depth_; return true; } int depth() const { return depth_; } private: int capacity_; int depth_{}; };
|
||
int main() { QueueDepth queue{2}; int pushes{}; pushes += queue.push(); pushes += queue.push(); const bool overflow = !queue.push(); int pops{}; pops += queue.pop(); pops += queue.pop(); const bool empty = !queue.pop(); std::cout << "pushes=" << pushes << " overflow=" << overflow << " pops=" << pops << " empty=" << empty << " depth=" << queue.depth() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Normalizacja przedziału", "Skonstruuj przedział zawsze spełniający start <= end.", "start=3 end=10 width=7", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Interval { public: Interval(int first, int second) : start_{first < second ? first : second}, end_{first < second ? second : first} {} int start() const { return start_; } int end() const { return end_; } int width() const { return end_ - start_; } private: int start_; int end_; };
|
||
int main() { Interval interval{10, 3}; std::cout << "start=" << interval.start() << " end=" << interval.end() << " width=" << interval.width() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP07", "number": "07", "repo": "lab-cpp-construction-destruction", "slug": "construction-destruction",
|
||
"title": "Konstruktory, destruktory i inicjalizacja obiektu",
|
||
"topic": "Kolejność inicjalizacji, delegowanie konstruktorów i porządek destrukcji",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: rozdziały 5 i 6",
|
||
"mission": "Zaobserwować pełny cykl tworzenia i niszczenia obiektu oraz kolejność jego części.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Kolejność konstrukcji", "Zaobserwuj, że pole jest konstruowane przed ciałem konstruktora obiektu.", "member\nobject\nready", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Member { Member() { std::cout << "member\\n"; } };
|
||
struct Object { Member member; Object() { std::cout << "object\\n"; } };
|
||
int main() { Object object; (void)object; std::cout << "ready\\n"; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Destrukcja w odwrotnej kolejności", "Utwórz dwa obiekty automatyczne i sprawdź kolejność destruktorów.", "enter\nconstruct=A\nconstruct=B\ndestroy=B\ndestroy=A\nleave", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Trace { const char* name; explicit Trace(const char* value) : name{value} { std::cout << "construct=" << name << '\\n'; } ~Trace() { std::cout << "destroy=" << name << '\\n'; } };
|
||
void scope() { Trace first{"A"}; Trace second{"B"}; }
|
||
int main() { std::cout << "enter\\n"; scope(); std::cout << "leave\\n"; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Konstruktor delegujący", "Skieruj konstruktor domyślny do jednego konstruktora utrzymującego reguły inicjalizacji.", "point=0,0 other=3,4", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Point { public: Point() : Point{0, 0} {} Point(int x, int y) : x_{x}, y_{y} {} int x() const { return x_; } int y() const { return y_; } private: int x_; int y_; };
|
||
int main() { Point point; Point other{3, 4}; std::cout << "point=" << point.x() << ',' << point.y() << " other=" << other.x() << ',' << other.y() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP08", "number": "08", "repo": "lab-cpp-scope-lifetime", "slug": "scope-lifetime",
|
||
"title": "Zakres i czas życia obiektów",
|
||
"topic": "Obiekty automatyczne, statyczne i dynamiczne oraz przesłanianie nazw",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: sekcja 1.5 i rozdział 6",
|
||
"mission": "Powiązać miejsce przechowywania obiektu z początkiem i końcem jego czasu życia.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Automatyczny i statyczny", "Porównaj nowy obiekt automatyczny z zachowującym stan obiektem statycznym.", "auto=7 static_calls=1,2", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
int next_call() { static int calls{}; return ++calls; }
|
||
int main() { int automatic{7}; const int first = next_call(); const int second = next_call(); std::cout << "auto=" << automatic << " static_calls=" << first << ',' << second << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Obiekt dynamiczny", "Jawnie zestaw new z delete i obserwuj moment wykonania destruktora.", "construct\nvalue=11\ndestroy", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Dynamic { explicit Dynamic(int value) : value{value} { std::cout << "construct\\n"; } ~Dynamic() { std::cout << "destroy\\n"; } int value; };
|
||
int main() { Dynamic* object = new Dynamic{11}; std::cout << "value=" << object->value << '\\n'; delete object; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Zakres i przesłanianie", "Pokaż, że nazwa wewnętrzna nie zmienia obiektu o tej samej nazwie w zakresie zewnętrznym.", "outer=7\ninner=9\nouter=7", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
int main() { int value{7}; std::cout << "outer=" << value << '\\n'; { int value{9}; std::cout << "inner=" << value << '\\n'; } std::cout << "outer=" << value << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP09", "number": "09", "repo": "lab-cpp-raii", "slug": "raii",
|
||
"title": "RAII: zasób związany z czasem życia obiektu",
|
||
"topic": "Pozyskanie w konstruktorze, zwolnienie w destruktorze i wszystkie wyjścia z zakresu",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: sekcja 6.3",
|
||
"mission": "Zapewnić zwolnienie zasobu przez strukturę programu, także przy wczesnym return.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Uchwyt jako obiekt", "Zwiąż stan otwarcia uchwytu z konstruktorem i destruktorem.", "acquire\nopen=1\nrelease\nopen=0", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
bool resource_open{};
|
||
class Handle { public: Handle() { resource_open = true; std::cout << "acquire\\n"; } ~Handle() { resource_open = false; std::cout << "release\\n"; } Handle(const Handle&) = delete; Handle& operator=(const Handle&) = delete; };
|
||
int main() { { Handle handle; (void)handle; std::cout << "open=" << resource_open << '\\n'; } std::cout << "open=" << resource_open << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Wczesny return", "Potwierdź zwolnienie strażnika przy wyjściu z funkcji przed jej końcem.", "acquire\nwork=short\nrelease\nafter", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Guard { Guard() { std::cout << "acquire\\n"; } ~Guard() { std::cout << "release\\n"; } };
|
||
void work(bool short_path) { Guard guard; if (short_path) { std::cout << "work=short\\n"; return; } std::cout << "work=long\\n"; }
|
||
int main() { work(true); std::cout << "after\\n"; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Zagnieżdżone zasoby", "Sprawdź zwalnianie zagnieżdżonych zasobów w odwrotnej kolejności.", "acquire=A\nacquire=B\ninside\nrelease=B\nrelease=A", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
struct Resource { const char* name; explicit Resource(const char* value) : name{value} { std::cout << "acquire=" << name << '\\n'; } ~Resource() { std::cout << "release=" << name << '\\n'; } };
|
||
int main() { Resource first{"A"}; { Resource second{"B"}; std::cout << "inside\\n"; } }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
{
|
||
"id": "CPP10", "number": "10", "repo": "lab-cpp-copy-move", "slug": "copy-move",
|
||
"title": "Kopiowanie, przenoszenie i Rule of Zero/Five",
|
||
"topic": "Głębokie kopiowanie, transfer własności i typy składowe zarządzające zasobem",
|
||
"chapter": "A Tour of C++ 3e: sekcje 6.2–6.4",
|
||
"mission": "Rozróżnić kopię od przeniesienia i wybrać Rule of Zero dla bezpiecznego typu zasobowego.",
|
||
"tasks": [
|
||
("Głęboka kopia", "Zaimplementuj kopię bufora tak, aby dwa obiekty nie współdzieliły jednej komórki.", "original=7 copy=9 distinct=1", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
class Buffer { public: explicit Buffer(int value) : data_{new int{value}} {} ~Buffer() { delete data_; } Buffer(const Buffer& other) : data_{new int{*other.data_}} {} Buffer& operator=(const Buffer&) = delete; int value() const { return *data_; } void set(int value) { *data_ = value; } const int* address() const { return data_; } private: int* data_; };
|
||
int main() { Buffer original{7}; Buffer copy{original}; copy.set(9); std::cout << "original=" << original.value() << " copy=" << copy.value() << " distinct=" << (original.address() != copy.address()) << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Przeniesienie własności", "Przenieś bufor move-only i pozostaw obiekt źródłowy w poprawnym stanie pustym.", "src_empty=1 value=42", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
#include <utility>
|
||
class Buffer { public: explicit Buffer(int value) : data_{new int{value}} {} ~Buffer() { delete data_; } Buffer(const Buffer&) = delete; Buffer& operator=(const Buffer&) = delete; Buffer(Buffer&& other) noexcept : data_{std::exchange(other.data_, nullptr)} {} bool empty() const { return data_ == nullptr; } int value() const { return *data_; } private: int* data_; };
|
||
int main() { Buffer source{42}; Buffer target{std::move(source)}; std::cout << "src_empty=" << source.empty() << " value=" << target.value() << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
("Rule of Zero", "Zbuduj typ z bezpiecznych składowych standardowych bez własnego destruktora i operacji copy/move.", "copy=alpha original=beta moved=alpha", {
|
||
"main.cpp": """#include <iostream>
|
||
#include <string>
|
||
#include <utility>
|
||
struct Document { std::string text; };
|
||
int main() { Document original{"alpha"}; Document copy = original; original.text = "beta"; Document moved = std::move(copy); std::cout << "copy=" << moved.text << " original=" << original.text << " moved=" << moved.text << '\\n'; }
|
||
""",
|
||
}),
|
||
],
|
||
},
|
||
]
|
||
|
||
|
||
CARD_ACTION = r'''#!/usr/bin/env bash
|
||
set -euo pipefail
|
||
action="${1:?action is required}"
|
||
root="${STEM_REPO:-${CARD_ROOT:-$(cd -- "$(dirname -- "${BASH_SOURCE[0]}")/.." && pwd)}}"
|
||
profile="${STEM_PROFILE:-native-amd64}"
|
||
target="${STEM_TARGET:-native}"
|
||
selector="${STEM_TASK:-task1}"
|
||
card_id="$(sed -n 's/^card: cpp\///p' "$root/lesson-flow.yaml" | head -n1)"
|
||
resolve_task() {
|
||
local value="${1,,}"
|
||
if [[ "$value" =~ ^(task|t)?[-_]?0*([1-3])($|[-_].*) ]]; then printf 'task%02d\n' "${BASH_REMATCH[2]}"; return; fi
|
||
[[ "$value" =~ ^task0[1-3]$ ]] && { printf '%s\n' "$value"; return; }
|
||
printf 'Unknown task selector: %s\n' "$1" >&2; exit 2
|
||
}
|
||
task="$(resolve_task "$selector")"
|
||
artifact_dir="$root/.stem/artifacts/$profile/$target/$task"
|
||
binary="$artifact_dir/program"
|
||
mkdir -p "$artifact_dir"
|
||
compile_task() {
|
||
local selected="$1" output="$2"
|
||
mapfile -t sources < <(find "$root/src/$selected" -maxdepth 1 -type f -name '*.cpp' | sort)
|
||
[[ ${#sources[@]} -gt 0 ]] || { printf 'No C++ sources for %s\n' "$selected" >&2; exit 2; }
|
||
"${CXX:-g++}" -std=c++20 -Wall -Wextra -Wpedantic -Werror -O0 -g3 -fno-omit-frame-pointer -I"$root/src/$selected" "${sources[@]}" -o "$output"
|
||
}
|
||
verify_task() {
|
||
local selected="$1" output="$2" actual="$artifact_dir/actual.txt"
|
||
compile_task "$selected" "$output"
|
||
"$output" >"$actual"
|
||
diff -u "$root/tests/expected/$selected.txt" "$actual"
|
||
}
|
||
case "$profile:$target:$action" in
|
||
native-amd64:native:build)
|
||
for item in task01 task02 task03; do
|
||
current="$root/.stem/artifacts/$profile/$target/$item"
|
||
mkdir -p "$current"
|
||
compile_task "$item" "$current/program"
|
||
done
|
||
printf 'BUILD %s standard=c++20 tasks=3\n' "$card_id"
|
||
;;
|
||
native-amd64:native:test|native-amd64:native:run)
|
||
verify_task "$task" "$binary"
|
||
printf 'PASS %s %s standard=c++20\n' "$card_id" "$task"
|
||
;;
|
||
native-amd64:native:debug)
|
||
verify_task "$task" "$binary"
|
||
trace="$artifact_dir/debug.log"
|
||
if command -v gdb >/dev/null 2>&1; then
|
||
gdb -q -batch -ex 'set pagination off' -ex 'set debuginfod enabled off' -ex 'break main' -ex run -ex 'info source' -ex 'info args' -ex continue "$binary" >"$trace" 2>&1
|
||
else
|
||
{ printf 'gdb unavailable; binary evidence follows\n'; "${NM:-nm}" -C "$binary" | head -n 80; "$binary"; } >"$trace" 2>&1
|
||
fi
|
||
cat "$trace"
|
||
[[ -s "$trace" ]]
|
||
printf 'TRACE %s %s log=%s\n' "$card_id" "$task" "$trace"
|
||
;;
|
||
*) printf 'Unsupported profile/target/action: %s/%s/%s\n' "$profile" "$target" "$action" >&2; exit 2 ;;
|
||
esac
|
||
'''
|
||
|
||
|
||
def write(path: Path, content: str, executable: bool = False) -> None:
|
||
path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
||
path.write_text(clean(content), encoding="utf-8")
|
||
if executable:
|
||
path.chmod(path.stat().st_mode | stat.S_IXUSR | stat.S_IXGRP | stat.S_IXOTH)
|
||
|
||
|
||
def card_source(lesson: dict, document_uuid: str) -> dict:
|
||
prefix = lesson["id"]
|
||
sections = []
|
||
tasks = {}
|
||
scope_rows = []
|
||
for index, (title, prompt, expected, _files) in enumerate(lesson["tasks"], 1):
|
||
task_id = f"task{index:02d}"
|
||
expected_tex = expected.replace("_", "\\_")
|
||
sections.append({
|
||
"title": f"Task{index:02d} · {title}",
|
||
"content_kind": "prose",
|
||
"content_tex": f"{prompt} Najpierw przewidź wynik, następnie skompiluj program z ostrzeżeniami traktowanymi jako błędy i porównaj dokładny stdout z kontraktem: {expected_tex.replace(chr(10), '; ')}.",
|
||
"educational_requirement_refs": [f"{prefix}.WE01"],
|
||
"learning_effect_refs": [f"{prefix}.EN01", f"{prefix}.EK01"],
|
||
"assessment_criterion_refs": [f"{prefix}.KW01"],
|
||
"area_tree_refs": [f"{prefix}.WE01.OG.IP.01", f"{prefix}.WE01.TECH.I4.01"],
|
||
"steps": [
|
||
{"id": f"T{index:02d}-PREDICT", "title": "Zapisz przewidywany wynik i wskaż regułę języka.", "tree_refs": [f"{prefix}.WE01.OG.IP.01"]},
|
||
{"id": f"T{index:02d}-VERIFY", "title": "Uruchom test i zachowaj mierzalny dowód wykonania.", "tree_refs": [f"{prefix}.WE01.TECH.I4.01"]},
|
||
],
|
||
})
|
||
tasks[task_id] = {
|
||
"prompt_tex": prompt,
|
||
"criterion": expected_tex.replace("\n", "; "),
|
||
"assessment_criterion_ref": f"{prefix}.KW01",
|
||
}
|
||
scope_rows.append({"chapter": "1", "task": f"Task{index:02d}", "idea_tex": title, "priority": "obowiązkowe", "status": "ready", "version": "v00.01"})
|
||
|
||
return {
|
||
"$schema": "../../../../tools/card-layouts/schemas/card-source.schema.json",
|
||
"schema": "esc-card-source.v1",
|
||
"card": {
|
||
"id": f"mpabi-inf-cpp-y2s1-{lesson['number']}-{lesson['slug']}",
|
||
"series": "cpp",
|
||
"series_title": "C++ · Rok 2 · Semestr 1",
|
||
"number": lesson["number"], "count": "10", "slug": lesson["slug"],
|
||
"title": f"{lesson['id']} · {lesson['title']}", "topic": lesson["topic"],
|
||
"project": "C++20 · fundamenty języka i modelu obiektu", "subject": "Informatyka",
|
||
"level": "Rok 2 · Semestr 1", "revision_date": "2026-07-21T00:00:00+02:00",
|
||
"status": "Gotowa do wykonania", "version": "v00.01", "uuid": document_uuid,
|
||
"author": "M. Pabiszczak", "year": "2026",
|
||
},
|
||
"generated": {"tex": "doc/generated/main.tex", "html": "web/index.html", "html_css": "web/style.css", "react_app": True, "html_tree_inspector": False},
|
||
"template": "templates/karta-klasyczna.json",
|
||
"title_block": {
|
||
"category": "KARTA PRACY · INFORMATYKA · C++20", "standard": "ISO 7200",
|
||
"prepared_by": "M. Pabiszczak", "prepared_on": "21.07.2026", "checked_by": "testy automatyczne", "approved_by": "—",
|
||
"url": "http://localhost:8080", "repository_url": f"https://zsl-gitea.mpabi.pl/edu-cpp/{lesson['repo']}",
|
||
"revision": "1", "issued_on": "21.07.2026", "series": f"CPP-Y2S1-{lesson['number']}", "document_type": "karta pracy",
|
||
"tool": "card-layouts", "sheet": "1 / 1", "show_qr": False, "show_repository_qr": False,
|
||
"height_cm": 3, "repeat_on_every_page": True, "replace_front_matter": True,
|
||
},
|
||
"front_page_scope": {"title": "Cel karty", "content_tex": lesson["mission"], "scope_title": "Zakres tasków", "scope_table": {"headers": ["Krok", "Numer tasku", "Najważniejsza idea", "Priorytet", "Status", "Version"], "rows": scope_rows}},
|
||
"learning_effects": {
|
||
f"{prefix}.EN01": {"text": f"Uczeń wyjaśnia reguły C++20 związane z tematem: {lesson['topic']}.", "label": "Model języka", "bloom_level": "Analiza", "assessment_criteria": [f"{prefix}.KW01"]},
|
||
f"{prefix}.EK01": {"text": "Uczeń implementuje, kompiluje i weryfikuje trzy małe eksperymenty C++20.", "label": "Eksperyment C++", "bloom_level": "Zastosowanie", "assessment_criteria": [f"{prefix}.KW01"]},
|
||
},
|
||
"assessment_criteria": {f"{prefix}.KW01": {"text": "Trzy taski kompilują się bez ostrzeżeń i zwracają dokładny, testowany wynik.", "learning_effects": [f"{prefix}.EN01", f"{prefix}.EK01"]}},
|
||
"educational_requirements": {
|
||
f"{prefix}.WE01": {"text": lesson["mission"], "label": lesson["topic"], "learning_effects": [f"{prefix}.EN01", f"{prefix}.EK01"],
|
||
"learning_tree": {"schema": "we-learning-tree.v1", "policy": "Każde twierdzenie o języku ma dowód w kodzie, wyniku programu albo symbolach binarnych.",
|
||
"ogolne": [{"tree_id": f"{prefix}.WE01.OG.IP.01", "effect_ref": f"{prefix}.EN01", "display": f"EN IP {prefix}", "text": "Uczeń przewiduje zachowanie programu na podstawie reguł języka.", "kw": [{"criterion_ref": f"{prefix}.KW01", "display": f"KW IP {prefix}", "text": "Uzasadnia przewidywany wynik."}]}],
|
||
"zawodowe": [{"tree_id": f"{prefix}.WE01.TECH.I4.01", "effect_ref": f"{prefix}.EK01", "display": f"EK INF04 {prefix}", "text": "Uczeń buduje i testuje program C++20.", "kw": [{"criterion_ref": f"{prefix}.KW01", "display": f"KW INF04 {prefix}", "text": "Uzyskuje trzy komunikaty PASS."}]}],
|
||
},
|
||
}
|
||
},
|
||
"sections": sections, "tasks": tasks, "tasks_order": ["task01", "task02", "task03"],
|
||
"mission": lesson["mission"],
|
||
"objectives": ["Wyjaśnisz badaną regułę C++20.", "Skompilujesz program z pełnym zestawem ostrzeżeń.", "Porównasz dokładny wynik i ślad debuggera."],
|
||
"agenda": [{"time": "0--15 min", "work": "Model i przewidywanie."}, {"time": "15--45 min", "work": "Trzy eksperymenty kodowe."}, {"time": "45--60 min", "work": "Debug, wnioski i raport."}],
|
||
"tech_stack": {"software": [{"name": "C++20", "use": "standard języka"}, {"name": "GCC/GDB", "use": "kompilacja i dowód wykonania"}, {"name": "stemctl", "use": "izolowany profil native-amd64"}], "hardware": [{"name": "Brak", "use": "laboratorium kontenerowe"}]},
|
||
"container_test": {"title": "Test w profilu native-amd64", "commands": [f"stemctl test native-amd64 cpp {lesson['id']} 1", f"stemctl test native-amd64 cpp {lesson['id']} 2", f"stemctl debug native-amd64 cpp {lesson['id']} 3"], "pass_condition": "Trzy wyniki zgodne z expected i niepusty debug.log."},
|
||
"safety_rules": [{"title": "Brak niezdefiniowanego zachowania", "body": "Kod testowy nie dereferencjonuje nullptr i nie używa obiektu po zakończeniu czasu życia."}, {"title": "Jedna zmienna naraz", "body": "Każdy task izoluje jedną regułę języka i ma deterministyczny stdout."}],
|
||
"hardware_procedure": [{"step": "1", "action": "Przewidź wynik.", "condition": "Reguła języka zapisana przed uruchomieniem."}, {"step": "2", "action": "Uruchom trzy taski.", "condition": "Trzy komunikaty PASS."}, {"step": "3", "action": "Odczytaj debug.log.", "condition": "Debugger zatrzymał program w main."}],
|
||
"references": [],
|
||
}
|
||
|
||
|
||
def generate_lesson(lesson: dict) -> None:
|
||
repo = OUTPUT / lesson["repo"]
|
||
if repo.exists() and (repo / ".git").exists():
|
||
raise SystemExit(f"Refusing to overwrite Git repository: {repo}")
|
||
if repo.exists():
|
||
shutil.rmtree(repo)
|
||
repo.mkdir(parents=True)
|
||
|
||
shutil.copytree(TEMPLATE / "scripts", repo / "scripts")
|
||
shutil.copy2(TEMPLATE / ".gitignore", repo / ".gitignore")
|
||
(repo / "web").mkdir(parents=True)
|
||
shutil.copy2(TEMPLATE / "web" / "app.css", repo / "web" / "app.css")
|
||
(repo / "doc" / "pdf").mkdir(parents=True)
|
||
write(repo / "doc" / "pdf" / ".gitkeep", "")
|
||
|
||
package = json.loads((TEMPLATE / "package.json").read_text(encoding="utf-8"))
|
||
package["name"] = f"mpabi-inf-cpp-y2s1-{lesson['number']}-{lesson['slug']}"
|
||
write(repo / "package.json", json.dumps(package, ensure_ascii=False, indent=2) + "\n")
|
||
lock = json.loads((TEMPLATE / "package-lock.json").read_text(encoding="utf-8"))
|
||
lock["name"] = package["name"]
|
||
if "packages" in lock and "" in lock["packages"]:
|
||
lock["packages"][""]["name"] = package["name"]
|
||
write(repo / "package-lock.json", json.dumps(lock, ensure_ascii=False, indent=2) + "\n")
|
||
|
||
write(repo / "stem-card.yaml", """
|
||
schema: 1
|
||
targets:
|
||
native: {profile: native-amd64, actions: [build, test, run, debug]}
|
||
actions:
|
||
build: [bash, tools/card-action.sh, build]
|
||
test: [bash, tools/card-action.sh, test]
|
||
run: [bash, tools/card-action.sh, run]
|
||
debug: [bash, tools/card-action.sh, debug]
|
||
artifacts: {directory: .stem/artifacts}
|
||
""")
|
||
write(repo / "tools" / "card-action.sh", CARD_ACTION, executable=True)
|
||
write(repo / "Makefile", """
|
||
TASK ?= task01
|
||
.PHONY: build test run trace clean
|
||
build:
|
||
\t@CARD_ROOT="$(CURDIR)" tools/card-action.sh build
|
||
test:
|
||
\t@CARD_ROOT="$(CURDIR)" STEM_TASK="$(TASK)" tools/card-action.sh test
|
||
run: test
|
||
trace:
|
||
\t@CARD_ROOT="$(CURDIR)" STEM_TASK="$(TASK)" tools/card-action.sh debug
|
||
clean:
|
||
\t@find .stem/artifacts -mindepth 1 -maxdepth 7 -type f -delete 2>/dev/null || true
|
||
""")
|
||
|
||
flow = ["schema: 1", f"card: cpp/{lesson['id']}", f"title: {lesson['title']}", "steps:"]
|
||
for index, (title, _prompt, _expected, _files) in enumerate(lesson["tasks"], 1):
|
||
flow.extend([
|
||
f" - id: task-{index:02d}", f" task: task{index:02d}", " action: test", " profile: native-amd64", " target: native",
|
||
f" command: stemctl test native-amd64 cpp {lesson['id']} {index}",
|
||
f" board:", f" show: [source, stdout, binary]", f" highlight: [cxx20, {lesson['slug'].replace('-', '_')}]",
|
||
f" question: {title} — jaka reguła języka wyjaśnia dokładny wynik?",
|
||
f" evidence: [compile_warnings_zero, expected_stdout, exit_zero]",
|
||
])
|
||
write(repo / "lesson-flow.yaml", "\n".join(flow) + "\n")
|
||
|
||
for index, (_title, _prompt, expected, files) in enumerate(lesson["tasks"], 1):
|
||
task = f"task{index:02d}"
|
||
for name, source in files.items():
|
||
write(repo / "src" / task / name, source)
|
||
write(repo / "tests" / "expected" / f"{task}.txt", expected + "\n")
|
||
|
||
document_uuid = str(uuid.uuid5(UUID_NAMESPACE, lesson["repo"]))
|
||
source = card_source(lesson, document_uuid)
|
||
write(repo / "json" / "card_source.json", json.dumps(source, ensure_ascii=False, indent=2) + "\n")
|
||
write(repo / "doc" / "main.tex", f"""
|
||
\\newcommand{{\\PublisherDomain}}{{mpabi}}
|
||
\\newcommand{{\\CardArea}}{{inf}}
|
||
\\newcommand{{\\CardSeries}}{{cpp-y2s1}}
|
||
\\newcommand{{\\CardNumber}}{{{lesson['number']}}}
|
||
\\newcommand{{\\CardSlug}}{{{lesson['slug']}}}
|
||
\\newcommand{{\\CardVersion}}{{v00.01}}
|
||
\\newcommand{{\\DocumentUUID}}{{{document_uuid}}}
|
||
""")
|
||
|
||
expected_rows = "\n".join(f"| Task{index:02d} | `{title}` | `{expected.replace(chr(10), ' / ')}` |" for index, (title, _prompt, expected, _files) in enumerate(lesson["tasks"], 1))
|
||
write(repo / "README.md", f"""
|
||
# {lesson['id']} — {lesson['title']}
|
||
|
||
Karta {lesson['number']}/10 kursu **C++ · Rok 2 · Semestr 1**. Standard: C++20.
|
||
Oś merytoryczna: {lesson['chapter']}. Materiał książkowy jest parafrazowany;
|
||
repozytorium zawiera samodzielne eksperymenty i testy, a nie kopię książki.
|
||
|
||
## Taski
|
||
|
||
| Task | Temat | Dokładny dowód stdout |
|
||
| --- | --- | --- |
|
||
{expected_rows}
|
||
|
||
Każdy task jest osobnym programem w `src/task0N`. Test kompiluje wszystkie
|
||
jednostki translacji poleceniem zgodnym z `-std=c++20 -Wall -Wextra
|
||
-Wpedantic -Werror`, uruchamia program i porównuje dokładny wynik.
|
||
|
||
## Uruchomienie
|
||
|
||
```bash
|
||
stemctl build native-amd64 cpp {lesson['id']} 1
|
||
stemctl test native-amd64 cpp {lesson['id']} 1
|
||
stemctl test native-amd64 cpp {lesson['id']} 2
|
||
stemctl debug native-amd64 cpp {lesson['id']} 3
|
||
```
|
||
|
||
Lokalnie można użyć `make build`, `make test TASK=task02` i
|
||
`make trace TASK=task03`. Ślad debuggera trafia do `.stem/artifacts`.
|
||
|
||
## Granica semestru
|
||
|
||
Ta seria nie uczy API RTOS, zaawansowanych kontenerów STL ani
|
||
współbieżności. Są to osobne bloki następnych semestrów opisanych w
|
||
`/home/user/dev/keys/cxx.md`.
|
||
""")
|
||
|
||
answer_lines = [f"# Odpowiedzi — {lesson['id']}", "", lesson["mission"], ""]
|
||
for index, (title, prompt, expected, files) in enumerate(lesson["tasks"], 1):
|
||
answer_lines.extend([
|
||
f"## Task{index:02d} — {title}", "", prompt, "",
|
||
f"Oczekiwany stdout: `{expected.replace(chr(10), ' / ')}`.", "",
|
||
f"Pliki dowodu: {', '.join(f'`src/task{index:02d}/{name}`' for name in sorted(files))}.", "",
|
||
"Wynik nie jest oceniany wzrokowo: test kompiluje kod bez ostrzeżeń, uruchamia go i wykonuje dokładne `diff` z plikiem `tests/expected`.", "",
|
||
])
|
||
write(repo / "answers" / "solutions.md", "\n".join(answer_lines))
|
||
|
||
write(repo / "tests" / "card_contract.test.mjs", f"""
|
||
import assert from 'node:assert/strict';
|
||
import {{ access, readFile }} from 'node:fs/promises';
|
||
import test from 'node:test';
|
||
const source = JSON.parse(await readFile(new URL('../json/card_source.json', import.meta.url), 'utf8'));
|
||
test('{lesson['id']} identity and task order are stable', () => {{
|
||
assert.equal(source.card.number, '{lesson['number']}');
|
||
assert.equal(source.card.uuid, '{document_uuid}');
|
||
assert.deepEqual(source.tasks_order, ['task01', 'task02', 'task03']);
|
||
assert.match(JSON.stringify(source), /C\\+\\+20/);
|
||
}});
|
||
test('all task programs and expected outputs exist', async () => {{
|
||
for (const task of ['task01', 'task02', 'task03']) {{
|
||
await access(new URL(`../src/${{task}}/main.cpp`, import.meta.url));
|
||
await access(new URL(`./expected/${{task}}.txt`, import.meta.url));
|
||
}}
|
||
}});
|
||
""")
|
||
shutil.copy2(TEMPLATE / "tests" / "card_state_db.test.mjs", repo / "tests" / "card_state_db.test.mjs")
|
||
|
||
|
||
def main() -> None:
|
||
OUTPUT.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
|
||
for lesson in LESSONS:
|
||
generate_lesson(lesson)
|
||
print(f"generated {lesson['id']} {lesson['repo']}")
|
||
|
||
|
||
if __name__ == "__main__":
|
||
main()
|