Vorwort zur zweiten Auflage 1. Vorwort zur ersten Auflage 2

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1 Vorwort zur zweiten Auflage 1 Vorwort zur ersten Auflage 2 1 Über dieses Buch WarumdiesesBuch? Voraussetzungen Systematik WieliestmandiesesBuch? ZugriffaufdieQuellenzudenBeispielen Anregungen und Kritik Einleitung: C++ und objektorientierte Programmierung DieSpracheC Designkriterien Sprachversionen C++alsobjektorientierteProgrammiersprache Objekte,KlassenundInstanzen KlasseninC Datenkapselung Vererbung Polymorphie WeitereKonzeptevonC Ausnahmebehandlung Templates Namensbereiche Terminologie v

2 vi Inhaltsverzeichnis 3 Grundkonzepte von C++-Programmen DasersteProgramm Hallo,Welt! KommentareinC Hauptfunktion main() Ein-/Ausgaben Namensbereiche Zusammenfassung Datentypen,Operatoren,Kontrollstrukturen EinerstesProgramm,daswirklichetwasberechnet Fundamentale Datentypen Operatoren Kontrollstrukturen Zusammenfassung Funktionen und Module Headerdateien QuelldateimitderImplementierung QuelldateimitdemAufruf Übersetzenundbinden Dateiendungen Systemdateien Präprozessor Namensbereiche Das Schlüsselwort static Zusammenfassung Strings EinersteseinfachesBeispielprogrammmitStrings EinweiteresBeispielprogrammmitStrings String-Operationen im Überblick StringsundC-Strings Zusammenfassung VerarbeitungvonMengen BeispielprogrammmitVektoren BeispielprogrammmitDeques VektorversusDeque Iteratoren BeispielprogrammmiteinerListe BeispielprogrammemitassoziativenContainern Algorithmen AlgorithmenmitmehrerenBereichen... 90

3 vii Stream-Iteratoren Ausblick Zusammenfassung Ausnahmebehandlung Motivation fürdaskonzeptderausnahmebehandlung DasKonzeptderAusnahmebehandlung Standard-Ausnahmeklassen AusnahmebehandlungamBeispiel BehandlungnichtabgefangenerAusnahmen HilfsfunktionenzurBehandlungvonAusnahmen Zusammenfassung Zeiger,FelderundC-Strings Zeiger Felder C-Strings Zusammenfassung Freispeicherverwaltung mit new und delete Der Operator new Der Operator delete Dynamische Speicherverwaltung fürfelder Fehlerbehandlung für new Zusammenfassung KommunikationmitderAußenwelt ArgumenteausdemProgrammaufruf Zugriff auf Umgebungsvariablen AbbruchvonProgrammen AufrufvonweiterenProgrammen Zusammenfassung Programmieren von Klassen DieersteKlasse:Bruch Vorüberlegungen zur Implementierung Deklaration der Klasse Bruch DieKlassenstruktur Elementfunktionen Konstruktoren ÜberladenvonFunktionen Implementierung der Klasse Bruch Anwendung der Klasse Bruch Erzeugung temporärerobjekte UML-Notation Zusammenfassung...154

4 viii Inhaltsverzeichnis 4.2 Operatoren fürklassen DeklarationvonOperatorfunktionen ImplementierungvonOperatorfunktionen Anwendung von Operatorfunktionen GlobaleOperatorfunktionen Grenzen bei der Definition eigener Operatoren Besonderheiten spezieller Operatoren Zusammenfassung Laufzeit- und Codeoptimierungen Die Klasse Bruch mit ersten Optimierungen Default-Argumente Inline-Funktionen Optimierungen aus Anwendersicht Using-Direktiven Deklarationen zwischen Anweisungen Copy-Konstruktoren Zusammenfassung ReferenzenundKonstanten Copy-Konstruktor und Parameterübergabe Referenzen Konstanten Konstanten-Elementfunktionen Die Klasse Bruch mitreferenzen ZeigeraufKonstantenundZeigerkonstanten Zusammenfassung Ein-undAusgabemitStreams Streams UmgangmitStreams ZustandvonStreams I/O-Operatoren füreigenedatentypen Zusammenfassung Freunde und andere Typen Automatische Typumwandlungen Schlüsselwort explicit Friend-Funktionen Konvertierungsfunktionen Probleme bei der automatischen Typumwandlung AndereAnwendungendesSchlüsselworts friend friend kontraobjektorientierteprogrammierung Zusammenfassung...240

5 ix 4.7 Ausnahmebehandlung fürklassen Motivation für eine Ausnahmebehandlung in der Klasse Bruch Ausnahmebehandlung am Beispiel der Klasse Bruch Fehlerklassen WeitergabevonFehlern AusnahmeninDestruktoren Ausnahmen in Schnittstellen-Deklarationen HierarchienvonFehlerklassen DesignvonFehlerklassen Standard-Ausnahmen auslösen Zusammenfassung Vererbung und Polymorphie EinfacheVererbung Die Klasse Bruch alsbasisklasse Vorüberlegungen zur abgeleiteten Klasse KBruch Deklaration der abgeleiteten Klasse KBruch VererbungundKonstruktoren ImplementierungvonabgeleitetenKlassen Anwendung von abgeleiteten Klassen Konstruktoren fürobjektederbasisklasse Zusammenfassung VirtuelleFunktionen Probleme beim ÜberschreibenvonFunktionenderBasisklasse Statisches und dynamisches Binden von Funktionen Überladen kontra Überschreiben ZugriffaufParameterderBasisklasse VirtuelleDestruktoren Vererbungrichtigangewendet Weitere Fallen beim ÜberschreibenvonFunktionen PrivateVererbungundreineZugriffsdeklarationen Zusammenfassung Polymorphie WasistPolymorphie? PolymorphieinC PolymorphieinC++aneinemBeispiel Die abstrakte Basisklasse GeoObj Anwendung von Polymorphie in Klassen Polymorphie ist keine feste Fallunterscheidung RückumwandlungeinesObjektsinseineKlasse DesignbyContract Zusammenfassung...331

6 x Inhaltsverzeichnis 5.4 Mehrfachvererbung Beispiel fürmehrfachvererbung VirtuelleBasisklassen Das Problem der Identität DieselbeBasisklassemehrfachableiten Zusammenfassung Design-FallenbeiderVererbung Vererbung kontra Verwendung Design-Fehler: EinschränkendeVererbung Design-Fehler: WertveränderndeVererbung Design-Fehler:WertinterpretierendeVererbung Vermeide Vererbung! Zusammenfassung Dynamische und statische Komponenten Dynamische Komponenten Implementierung der Klasse String Konstruktoren bei dynamischen Komponenten ImplementierungeinesCopy-Konstruktors Destruktoren Implementierung des Zuweisungsoperators WeitereOperatoren EinleseneinesStrings KommerzielleImplementierungvonString-Klassen Weitere Anwendungsmöglichkeiten dynamischer Komponenten Zusammenfassung Weitere Aspekte dynamischer Komponenten Dynamische Komponenten bei konstanten Objekten Konvertierungsfunktionen für dynamische Komponenten Konvertierungsfunktionen für Bedingungen KonstantenwerdenzuVariablen VordefinierteFunktionenverbieten Proxy-Klassen AusnahmebehandlungmitParametern Zusammenfassung Vererbung von Klassen mit dynamischen Komponenten Die Klasse Bsp::String alsbasisklasse Die abgeleitete Klasse FarbString AbleitenvonFriend-Funktionen Quelldatei der abgeleiteten Klasse FarbString Anwendung der Klasse FarbString Ableiten der Spezialfunktionen für dynamische Komponenten Zusammenfassung...409

7 xi 6.4 KlassenverwendenKlassen Objekte als Komponenten anderer Klassen Implementierung der Klasse Person Zusammenfassung Statische Komponenten und Hilfstypen Statische Klassenkomponenten Typdeklarationen innerhalb von Klassen Aufzählungstypen als statische Klassenkonstanten EingebetteteundlokaleKlassen Zusammenfassung Templates Motivation fürtemplates Terminologie Funktionstemplates Definition von Funktionstemplates AufrufvonFunktionstemplates PraktischeHinweisezumUmgangmitTemplates Automatische Typumwandlung bei Templates ÜberladenvonTemplates LokaleVariablen Zusammenfassung Klassentemplates Implementierung des Klassentemplate Stack Anwendung des Klassentemplate Stack SpezialisierenvonKlassentemplates DefaultTemplate-Parameter Zusammenfassung WertealsTemplate-Parameter Beispiel für die Verwendung von Werte-Parametern Einschränkungen bei Werte-Parametern Zusammenfassung WeitereAspektevonTemplates Das Schlüsselwort typename Komponenten als Templates StatischePolymorphiemitTemplates Zusammenfassung TemplatesinderPraxis ÜbersetzenvonTemplate-Code Fehlerbehandlung Zusammenfassung...472

8 xii Inhaltsverzeichnis 8 Die Standard-I/O-Bibliothek im Detail DieStandard-Stream-Klassen Stream-Klassenund-Objekte Fehlerzustände,Stream-Status Standardoperatoren Standardfunktionen Manipulatoren Formatdefinitionen SetzenundAbfragenvonFormatflags Internationalisierung Zusammenfassung Dateizugriff Stream-Klassen fürdateien Beispiel für die Verwendung der Stream-Klassen fürdateien Datei-Flags Explizites ÖffnenundSchließen WahlfreierZugriff Umleiten der StandardkanäleinDateien Zusammenfassung Stream-Klassen fürstrings String-Stream-Klassen Lexical-Cast-Operator char*-stream-klassen Zusammenfassung Weitere Sprachmittel und Details WeitereDetailszurStandardbibliothek OperationenvonVektoren GemeinsameOperationenallerSTL-Container ListeallerSTL-Algorithmen NumerischeLimits Zusammenfassung Definition besonderer Operatoren Smart-Pointer Funktionsobjekte Zusammenfassung Weitere Aspekte von new und delete Nothrow-Versionen von new und delete Placement-New New-Handler Überladen von new und delete...554

9 xiii Operator new mit zusätzlichenparametern Zusammenfassung Funktions- und Komponentenzeiger Funktionszeiger Komponentenzeiger Komponentenzeiger für Schnittstellen nach außen Zusammenfassung KombinationmitC-Code Externe Bindung Headerdateien fürcundc Übersetzen von main() Zusammenfassung Weitere Schlüsselwörter Varianten mit union Aufzählungstypen mit enum Das Schlüsselwort volatile Zusammenfassung Zusammenfassung HierarchiederC++-Operatoren KlassenspezifischeEigenschaftenvonOperationen Regeln zur automatischen Typumwandlung Sinnvolle Programmierrichtlinien und Konventionen Literaturverzeichnis 579 Glossar 583 Index 589