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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort...XIII Aufbau des Buches XV 1 Von der Idee zur Software Beispielanwendung Schritte zur Lösung des Problems Konkretisierung des Problems Entwicklung der Schnittstelle Tests auf Basis der Schnittstelle Entwicklung und Implementierung der Lösung Fehlersuche und Funktionserweiterung Übungen Zusammenfassung Funktionen und Datenstrukturen Funktionale Abstraktion (Funktionen) Funktionen definieren und aufrufen Überladen von Funktionen Funktionale Abstraktion bei der Netzplanung Aufspaltung in Unterfunktionen Übersicht über das Gesamtprogramm Entfernung der globalen Variablen Übungen Datenabstraktion: Strukturierte Datentypen Strukturen und Klassen Referenzen auf Arrays und Klassen Netzplanung mit Datenabstraktion Übungen Generische Programmierung, 1. Teil Zusammenfassung Organisation des Quellcodes Modularisierung auf Dateiebene... 51

2 VIII Inhaltsverzeichnis Allgemeiner Aufbau einer Header-Datei Aufteilung der Netzplanung auf verschiedene Dateien Strukturierung jenseits von Dateigrenzen Namensräume und Pakete Netzplanung und Namensräume Bibliotheken Build-Management Abhängigkeiten Die Projektdatei Übungen Zusammenfassung Werte- und Referenzsemantik Speicherverwaltung im Detail Die verschiedenen Speicherbereiche eines Programms Speicherverwaltung auf dem Programm-Stack Speicherverwaltung auf dem Programm-Heap Strukturierte Objekte auf dem C++-Programm-Stack Java-Standardtypen als Referenzparameter Java-Hüllklassen für Standardtypen Zusammenfassung Übungen Zeiger und Arrays Kopieren von referenzierten Objekten Die Dualität zwischen C++-Zeigern und -Arrays Werte oder Referenzen, die Vor- und Nachteile Zeiger auf Funktionen Anwendungsbeispiele Effizienzsteigerung der Netzplanung Dynamische Datenstrukturen Ein dynamischer Vektor Zusammenfassung Entwurf von Algorithmen Spezifikation von Algorithmen Dokumentation mit Doxygen und JavaDoc Schrittweise Verfeinerung Das Prinzip Fallstudie Nimm-Spiel Übungen Literate Programming Algorithmen-Muster Gierige Algorithmen Backtracking Divide & Conquer

3 Inhaltsverzeichnis IX Dynamische Programmierung Anwendung in der Netzplanung Zusammenfassung Fehlersuche und -behandlung Strategien für die Fehlersuche Frühwarnungen durch Zusicherungen Unit-Tests Problemvereinfachung Ablaufverfolgung durch Logging Debugging-Support durch LogTrace und Log4J Eine Debugging-Sitzung in der Netzplanung Heap-Speicherlecksuche mit LogTrace Fehler- und Ausnahmebehandlung Fehler-Return-Codes und Statusvariable Ausnahmebehandlung Das Konzept Testen der verschiedenen Fehlerbehandlungsstrategien Netzplanung mit Ausnahmebehandlung Übungen Zusammenfassung Software-Entwicklung im Team Management von Software-Projekten Software-Projektmanagement Vorgehensmodelle der Software-Entwicklung Agile Software-Entwicklung Einleitung Extreme Programming (XP) Die Werte und Prinzipien von XP Die Basistechniken von XP XP auf die Netzplantechnik angewendet Projektmanagement in agilen Software-Projekten Übungen Design, Testen und Dokumentation unter XP Design und agile Software-Entwicklung Testen und agile Software-Entwicklung Dokumentation und agile Software-Entwicklung Agile Software-Entwicklung in großen Projekten? Kriterien agiler Prozesse Besondere Probleme größerer Software-Projekte Projektmanagement-Hilfsmittel Risikomanagement Versionskontrolle und Konfigurationsmanagement Fehlermanagement Vorgehensmodelle für größere Projekte

4 X Inhaltsverzeichnis Das V-Modell Der Rational Unified Process (RUP) Zusammenfassung Abstrakte Datentypen: Einheit von Daten und Funktionalität Die Bedeutung von Schnittstellen Kapselung von Komplexität Datenkapselung: Abstrakte Datentypen Klassen als abstrakte Datentypen Sichtbarkeit UML-Modelle der Programmstruktur Standardfunktionalität in der Klassen-Schnittstelle Klassenglobale Attribute und Methoden Spezifikation von abstrakten Datentypen Anwendung: Implementierung von LogTrace Übungen Generische Programmierung, 2. Teil Generische Datentypen Implementierung der generischen Datentypen Ausnahmebehandlung, 2. Teil Ausnahmen weiterleiten Verhinderung von Ressourcen-Lecks Ausnahmesicherer Code Zusammenfassung Vielgestaltigkeit (Polymorphie) Statische Bindung Dynamische Bindung Polymorphie selbst gemacht Automatische Polymorphie Polymorphie ganz konkret Vererbung Code in mehreren Klassen gemeinsam nutzen Konstruktor-Verkettung UML-Klassendiagramme: Vererbung und Polymorphie Typkompatibilität und -konvertierung Die Verwendung von Vererbung Gegenüberstellung: Templates und Polymorphie Übungen Zusammenfassung Entwurfsprinzipien für Software Analyse und Design an einer Beispielanwendung Die Analyse Das Analyse-Modell

5 Inhaltsverzeichnis XI Der Entwurf Das Design-Modell Zusammenfassung des Vorgehens Übungen Einige Designprobleme Problem: Eierlegende Wollmilchsau Fallstrick: Wechselseitige Abhängigkeiten Fallstrick: Vermeidung von Code-Duplikation Muster: Mentale Wiederverwendung Hohe Kohäsion und geringe Kopplung Muster zur Organisation größerer Klassenverbunde Muster für die Erzeugung von Objekten Muster zur Ablaufsteuerung Muster zum Aufbau von Objekten Zusammenfassung A Die Familie der C-Sprachen A.1 Übersicht A.2 Die Sprache C A.3 Die Sprache Java A.4 Gegenüberstellung der Sprachen Java und C B Grundlagen der C++- und der Java-Programmierung B.1 Ein kleines Beispiel B.2 Trennzeichen (White Spaces) und Kommentare B.3 Daten, Operatoren, Ausdrücke, Anweisungen B.3.1 Namen für Variablen (und für andere Sprachkonstrukte) B.3.2 Deklarationen B.3.3 Datentypen B.3.4 Symbolische Konstanten B.4 Operatoren für elementare Datentypen B.4.1 Binäre Operatoren B.4.2 Unäre Operatoren B.4.3 Postfix- und Präfix-Operatoren B.4.4 Zuweisungsoperatoren B.5 Ausdrücke B.5.1 Beispiele B.5.2 Objekte und L-Werte B.5.3 Hinweise B.6 Explizite und implizite Typkonvertierungen B.7 Prioritäten von Operatoren B.8 Arbeiten mit Zahlen B.8.1 Ausdrücke und Zuweisungen mit gemischten Zahlentypen B.8.2 Einschränkungen gegenüber der Mathematik B.8.3 Aufzählungstypen

6 XII Inhaltsverzeichnis B.9 Eingabe und Ausgabe von Daten B.9.1 Ein- und Ausgabe im Standardmodus mit Standardgeräten. 357 B.9.2 Arbeiten mit Dateien B.10 Steueranweisungen B.10.1 Übersicht B.10.2 Verbundanweisung (compound-statement) B.10.3 Verzweigungen B.10.4 Wiederholungen B.10.5 Sprung-Anweisungen und markierte Anweisungen B.11 Arrays (Vektoren, Felder) B.12 Übungen Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis

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