Dirk Louis. c++ Das komplette Starterkit für den einfachen Einstieg in die Programmierung. 2. Auflage HANSER

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1 Dirk Louis c++ Das komplette Starterkit für den einfachen Einstieg in die Programmierung 2. Auflage HANSER

2 I^^M^H ^^^B Inhalt Vorwort XXIII Teil I: Grundkurs 1 1 Keine Angst vor C++! Von C zu C Rückblick Die strukturierte Programmierung Chips sind billig, Programmierer teuer Fassen wir zusammen Von der Idee zum fertigen Programm Näher hingeschaut: der C++-Compiler.> Der Compiler ist ein strenger Lehrer Definition und Deklaration Das Konzept der Headerdateien Namensräume Der Compiler bei der Arbeit ISO und die Compiler-Wahl Der neue C++17-Standard Übungen 20 2 Grundkurs: Das erste Programm Hallo Welt! - das Programmgerüst Typischer Programmaufbau Die Eintrittsfunktion main() Die Anweisungen Headerdateien Kommentare Programmerstellung Programmerstellung mit Visual Studio Programmerstellung mit GNU-Compiler Programmausführung 36

3 2.3 Stil Übungen 39 3 Grundkurs: Daten und Variablen Konstanten (Literale) Variablen Variablendefinition Werte in Variablen speichern Variablen bei der Definition initialisieren Werte von Variablen abfragen Konstante Variablen Die Datentypen l., Die Bedeutung des Datentyps / Die elementaren Datentypen Weitere Datentypen.' Typumwandlung Typumwandlung bei der Ein- und Ausgabe Automatische Typumwandlungen * Explizite Typumwandlungen Übungen 62 4 Grundkurs: Operatoren und Ausdrücke Rechenoperationen Die arithmetischen Operatoren Die mathematischen Funktionen Ausdrücke Die kombinierten Zuweisungen Inkrement und Dekrement Strings addieren Weitere Operatoren Übungen 74 5 Grundkurs: Kontrollstrukturen Entscheidungen und Bedingungen Bedingungen Die Vergleichsoperatoren Die logischen Operatoren Verzweigungen Die einfache if-anweisung Die if-else-verzweigung Die switch-verzweigung 85

4 5.3 Schleifen Die while-schleife Die do-while-schleife Die for-schleife Schleifen mit mehreren Schleifenvariablen Performance-Tipps Sprunganweisungen Abbruchbefehle für Schleife Abbruchbefehle für Funktionen Sprünge mit goto Fallstricke Die leere Anweisung; Nebeneffekte in booleschen Ausdrücken Dangling else-problem Endlosschleifen Übungen Grundkurs: Eigene Funktionen Definition und Aufruf Der Ort der Funktionsdefinition Funktionsprototypen (Deklaration) Rückgabewerte und Parameter Rückgabewerte." Parameter Lokale und globale Variablen Lokale" Variablen Globale Variablen Gültigkeitsbereiche und Verdeckung Funktionen und der Stack Überladung Übungen' Grundkurs: Eigene Datentypen Arrays Definition Auf Array-Elemente zugreifen Initialisierung Arrays in Schleifen durchlaufen Arrays an Funktionen übergeben Mehrdimensionale Arrays Vor- und Nachteile der Programmierung mit Arrays 138

5 7.2 Aufzählungen Definition Variablen Aufzählungstypen und switch-verzweigungen Die neuen enum class-aufzählungen Strukturen Definition Variablendefinition Zugriff auf Elemente Initialisierung Arrays von Strukturen Klassen Definition Variablen, Objekte und Konstruktoren./ Zugriffsschutz Übungen Grundkurs: Zeiger und Referenzen Zeiger Definition Initialisierung Dereferenzierung...' Zeigerarithmetik Referenzen Einsatzgebiete call by reference Dynamische Speicherreservierung Übungen Grundkurs: Noch ein paar Tipps Wie gehe ich neue Programme an? Wo finde ich Hilfe? Hilfe zu Compiler-Meldungen Hilfe bei der Lösung von Programmieraufgaben Hilfe bei Programmen, die nicht richtig funktionieren Debuggen Programme optimieren 181

6 Teil II - Aufbaukurs: die Standardbibliothek Aufbaukurs: Einführung Bibliotheken verwenden Hilfe zu den Bibliothekselementen Aufbaukurs: Mathematische Funktionen Die mathematischen Funktionen Mathematische Konstanten Verwendung der trigonometrischen Funktionen Überläufe Zufallszahlen Komplexe Zahlen Übungen Aufbaukurs: Strings String-Literale Escape-Sequenzen Zeilenumbrüche Strings erzeugen Strings aneinanderhängen Strings vergleichen Sonstige String-Manipulationen C-Strings Umwandlungen zwischen Strings und Zahlen Übungen Aufbaukurs: Ein- und Ausgabe Daten auf die Konsole ausgeben Formatierte Ausgabe Ausgabebreite Füllzeichen Genauigkeit Formatierte Ausgabe mit printf() Deutsche Umlaute Daten über die Konsole (Tastatur) einlesen Fehlerbehandlung Streams Textdateien In Textdateien schreiben Aus Textdateien lesen 223

7 13.8 Binärdateien Übungen Aufbaukurs: Zeit und Datum Zeit und Datum Laufzeitmessungen Übungen Aufbaukurs: Container Die STL vector - ein intelligenter Daten-Container Einsatz eines Containers Größenmanagement von Containern ' Typische Memberfunktionen, Der Gebrauch von Iteratoren Die Algorithmen generate(), stable_sort() Schlüssel/Wert-Paare Übungen Aufbaukurs: Programme aus mehreren Quelltextdateien Quelltext verteilen Funktionen über Dateigrenzen hinweg verwenden Klassen über Dateigrenzen hinweg verwenden Variablen über Dateigrenzen hinweg verwenden Typdefinitionen über Dateigrenzen hinweg verwenden Mehrfacheinkopieren von Headerdateien verhindern Übungen 263 Teil IM - Objektorientierte Programmierung OOP-Kurs: Klassen Objektorientiert denken - objektorientiert programmieren Objektorientiertes Programmieren Wie sind Objekte beschaffen? Wie findet man einen objektorientierten Lösungsansatz? Objekte und Klassen Klassendefinition Zugriffsrechte 275

8 Quelltext- und Headerdatei Klassen zu Visual-Studio-Projekten hinzufügen Membervariablen Anfangswerte Private-Deklaration Eingebettete Objekte Konstante Membervariablen Statische Membervariablen Memberfunktionen Definition innerhalb der Klassendefinition Definition außerhalb der Klassendefinition Der this-zeiger Statische Memberfunktionen Konstante Memberfunktionen GetySet-Memberfunktionen Die Konstruktoren Definition und Aufruf Ersatz- und Standardkonstruktoren Der Destruktor Übungen OOP-Kurs: Vererbung Das Prinzip der Vererbung Der grundlegende Mechanismus Die Syntax Wannist Vererbung gerechtfertigt? Einige wichtige Fakten Das Basisklassenunterobjekt Zugriff Instanzbildung Die Zugriffsspezifizierer für die Vererbung Verdecken, überschreiben und überladen Verdeckung Überladung Überschreibung Der Destruktor Mehrfachvererbung Übungen OOP-Kurs: Polymorphie Grundprinzip und Implementierung Späte und frühe Bindung 333

9 Frühe Bindung Späte Bindung Generische Programmierung Basisklassen-Arrays Basisklassenparameter Typidentifizierung zur Laufzeit (RTTI) Umwandlung mit dynamic_cast Der typeid()-operator Abstrakte Klassen Rein virtuelle Funktionen Abstrakte Klassen Übungen OOP-Kurs: Ausnahmebehandlung.' Fehlerprüfung mit Ausnahmen Ausnahmen abfangen Ausnahmen auslösen Programmfluss und Ausnahmebehandlung / Wo wird der Programmfluss nach einer Ausnahme fortgesetzt? Die Problematik des gestörten Programmflusses Übungen 356 Teil IV - Profikurs Profikurs: Allgemeine Techniken < Vorzeichen und Überlauf Arithmetische Konvertierungen Lokale static-variablen Der?:-Operator Bit-Operatoren Multiplikation mit Division durch Klein- und Großschreibung Flags umschalten Gerade Zahlen erkennen Zeiger auf Funktionen Rekursion constexpr-funktionen Variablendefinition in if und switch 372

10 22 Profikurs: Objektorientierte Techniken Zeiger auf Memberfunktionen Friends Überladung von Operatoren Syntax Überladung des Inkrement-Operators Überladung arithmetischer Operatoren +, += Überladung der Streamoperatoren Objekte vergleichen Gleichheit Größenvergleiche Objekte kopieren Profikurs: Gültigkeitsbereiche und Lebensdauer Profikurs: Templates Funktionen-Templates Klassen-Templates Profikurs: Reguläre Ausdrücke Syntax regulärer Ausdrücke Zeichen und Zeichenklassen Quantifizierer Gruppierung Asserfionen (Anker) Musterabgleich mit regulären Ausdrücken Suchen mit regulären Ausdrücken Ersetzen mit regulären Ausdrücken Profikurs: Lambda-Ausdrücke Syntax Einsatz 411 A Anhang A: Lösungen 413 B Anhang B: Die Beispiele zum Buch 433 B.l Installation der Visual Studio Community Edition 433 B.2 Ausführung der Beispielprogramme 436 B.2.1 Ausführung mit VS Community Edition

11 B.2.2 Ausführung mit beliebigen integrierten Entwicklungsumgebungen 438 B.2.3 Ausführung mit GNU-Konsolen-Compiler 439 J C Anhang C: Zeichensätze 441 C.l Der ASCII-Zeichensatz 441 C.2 Der ANSI-Zeichensatz 442 D Anhang D: Syntaxreferenz 445 D.l Schlüsselwörter 445 D.2 Elementare Typen 446 D.3 Strings 447 D.4 Operatoren.'. 448 D.5 Ablaufsteuerung 449 D.6 Ausnahmebehandlung 451 D.7 Aufzählungen 451 D.7.1 enum 451 D.7.2 enum class (C++11) 452 D.8 Arrays 452 D.9 Zeiger 453 D.10 Strukturen 453 D.ll Klassen 454 D.12 Vererbung 457 D.13 Namensräume 457 E Anhang E: Die Standardbibliothek 459 E.l Die C-Standardbibliothek 459 E.2 Die C++-Standardbibliothek 460 Index 463