Шедулер задач (TTaskScheduler) — C++ Pet Project

Описание

Консольное приложение для управления зависимыми задачами с ленивым вычислением результатов.
Программа позволяет создавать граф вычислений, где каждая задача может зависеть от результата другой задачи.
Выполняются только необходимые задачи, а повторные вычисления одного и того же результата не происходят.

Пример практического применения: нахождение корней квадратного уравнения с использованием связанных вычислений.

---

Функциональность

• Добавление задач с использованием лямбд, функций или указателей на методы классов
• Поддержка до 2 аргументов на задачу
• Ленивое вычисление результатов через FutureResult
• Получение результатов через getResult
• Выполнение всех задач через executeAll
• Автоматическое использование результатов предыдущих задач для зависимых вычислений

---

Требования

• C++17 или новее
• Стандартная библиотека (контейнеры, умные указатели, std::any, std::function)
• Google Test для проверки работы шедулера

---

Сборка и запуск

Сборка проекта

# Клонирование репозитория
git clone <repository-url>
cd <project-directory>

# Создание папки для сборки
mkdir build
cd build

# Конфигурация и сборка
cmake ..
make

Запуск примера

./task_scheduler_example

---

Использование

Пример использования для решения квадратного уравнения:

struct AddNumber {
    float add(float a) const { return a + number; }
    float number;
};

float a = 1;
float b = -2;
float c = 0;
AddNumber add{.number = 3};

TTaskScheduler scheduler;

auto id1 = scheduler.add([](float a, float c) { return -4 * a * c; }, a, c);
auto id2 = scheduler.add([](float b, float v) { return b * b + v; }, b, scheduler.getFutureResult<float>(id1));
auto id3 = scheduler.add([](float b, float d) { return -b + std::sqrt(d); }, b, scheduler.getFutureResult<float>(id2));
auto id4 = scheduler.add([](float b, float d) { return -b - std::sqrt(d); }, b, scheduler.getFutureResult<float>(id2));
auto id5 = scheduler.add([](float a, float v) { return v / (2 * a); }, a, scheduler.getFutureResult<float>(id3));
auto id6 = scheduler.add([](float a, float v) { return v / (2 * a); }, a, scheduler.getFutureResult<float>(id4));
auto id7 = scheduler.add(&AddNumber::add, add, scheduler.getFutureResult<float>(id6));

scheduler.executeAll();

std::cout << "x1 = " << scheduler.getResult<float>(id5) << std::endl;
std::cout << "x2 = " << scheduler.getResult<float>(id6) << std::endl;
std::cout << "x3 = " << scheduler.getResult<float>(id7) << std::endl;

---

Основные компоненты

• TTaskScheduler — главный класс шедулера
• TaskWrapper<R> — шаблонный класс для хранения задачи и её результата
• FutureResult<T> — объект для ленивого получения результата задачи
• TaskId — уникальный идентификатор задачи

---

Тесты

Проект покрыт тестами с использованием Google Test:

• Проверка работы с различными типами возвращаемых значений (tuple, pair, int, float, string)
• Ленивое выполнение задач через FutureResult
• Проверка правильного вычисления зависимых задач
• Проверка повторного вызова getResult
• Проверка выброса исключений

---

Особенности реализации

• Использование type erasure для хранения задач с разными типами возвращаемых значений
• Ленивое вычисление и кеширование результата каждой задачи
• Поддержка Rvalue references и std::forward для корректной передачи аргументов
• Простая интеграция с указателями на методы классов

---

Идеи для развития

• Асинхронное выполнение задач в нескольких потоках
• Поддержка задач с большим количеством аргументов
• Визуализация графа зависимостей задач
• Оптимизация памяти для больших графов вычислений

---

Проект создан в учебных целях.

---