Objektorientiert in C++

Transkript

1 Dirk Louis Objektorientiert in C++ Einstieg und professioneller Einsatz intwickier.pres:

2 Vorwort 11 1 Schnellkurs C ANSI-C++ und die Compiler 13 Compiler und Programmerstellung 13 ANSI und die Compiler-Wahl 14 C++ ist eine deklarative Sprache Das erste Programm 17 Kommentare 18 Präprozessor-Direktiven 18 Namensräume 20 Deklarationen und Definitionen 21 Die Eintrittsfunktion main() 22 Anweisungen 22 Erstellung (Build) Variablen und Datentypen 23 Literale 23 Variablen 24 Datentypen Operatoren und Ausdrücke 31 Arithmetische Operatoren 32 In- und Dekrementoperator 33 Zuweisungen 34 Vergleichende Operatoren 34 Logische Operatoren 35 Bit-Operatoren 36 Datenzugriff 39 Sonstige Operatoren 40 Priorität Kontrollstrukturen 42 Verzweigungen 42 Schleifen Funktionen 49 Definition 50 Funktionen verlassen 51 Überladung Arrays Aufzählungen 55 Objektorientiert in C++ 5

3 1.9 Strukturen Unions Klassen Zeiger und Referenzen 62 Zeiger 62 Referenzen 68 Dynamische Speicherbelegung 69 Zeiger und Referenzen als Parameter Strings 75 Die Klasse string 76 C-Strings 79 Escape-Sequenzen 80 Umwandlungen zwischen Strings und Zahlen Ein- und Ausgabe 81 Die Konsole 81 Dateien 85 Befehlszeilenargumente Präprozessor-Direktiven 87 #include - Header-Dateien einbinden 88 #define - Makros und Konstanten definieren 88 #ifdef - Bedingte Kompilierung 88 Sonstige Direktiven 90 2 Warum OOP? - Philosophie und Motivation Die Klasse als Datentyp 91 Vom datenorientierten Ansatz zum objektorientierten Ansatz Das Objekt als dienstbarer Geist 98 Wie sind OOP-Objekte beschaffen? 99 Objekte und Klassen Die Klasse als Zentrum der objektorientierten Programmierung 102 Abgeschlossenheit 103 Sichere Verwendung 104 Kapselung Konzepte, die auf der Klasse aufbauen 107 Modularität 108 Vererbung 108 Polymorphie Objektorientierte Terminologie Die Klasse: Syntax Klassendefinition 127 Zugriffsrechte 128 Die Klasse als Gültigkeitsbereich 130 Implementierungs- und Header-Datei 131

4 3.2 Membervariablen 135 Initialisierung 135 Statische Membervariablen 137 Konstante Membervariablen 138 Eingebettete Objekte Memberfunktionen 140 Definition innerhalb der Klassendefinition 140 Definition außerhalb der Klassendefinition 142 Der this-zeiger 143 Statische Memberfunktionen 144 Konstante Memberfunktionen 146 Virtuelle Memberfunktionen 147 Überladung Die Konstruktoren 147 Definition und Aufruf 148 Ersatz- und Standardkonstruktoren 149 Arrays von Objekten Der Destruktor Typdefinitionen in Klassen 158 Aufzählungen in Klassen 159 Verschachtelte Klassen Die Klasse: Design Syntax revised Design-Techniken 165 const-memberfunktionen 165 Get-/Set-Memberfunktionen 166 Überladung kontra Vorgabeargument 168 private- und protected-konstruktoren Design-Elemente 170 Friends - unkomplizierte Freunde 170 Überladung von Operatoren 171 Konvertierungskonstruktor und -memberfunktionen Design-Patterns 180 Funktionensammlungen 180 Singleton Die Klasse: Objekte Erzeugen 185 Implizite Objekterzeugung 185 Explizite Objekterzeugung 186 Vorgang der Instanzbildung Vergleichen 188 Gleichheit 189 Größenvergleiche 190 Objektorientiert in C++ 7

5 5.3 Kopieren 194 Flaches und tiefes Kopieren 195 Kopierkonstruktor für tiefes Kopieren 197 Zuweisungsoperator für tiefes Kopieren Ausgeben 199 Objekte in Strings umwandeln 199 Die Stream-Operatoren überladen Auflösen Zeiger auf Objekte Vererbung oder Komposition Das Prinzip der Vererbung 207 Der grundlegende Mechanismus 208 Die Syntax 209 Wann ist Vererbung gerechtfertigt? 210 Einige wichtige Fakten Das Basisklassen-Unterobjekt 212 Zugriff 213 Instanzbildung Die Zugriffsspezifizierer für die Vererbung Verdecken, überschreiben und überladen 221 Verdeckung 222 Überladung 223 Überschreibung Der Destruktor Mehrfachvererbung 224 Namenskonflikte bei der Mehrfachvererbung 224 Virtuelle Basisklassen 225 Mehrfachvererbung und Speicherauslegung Vererbung und objektorientiertes Design 227 Virtueller Destruktor 227 Vererbung von Schnittstelle und Implementierung 227 Beziehungen zwischen Klassen Polymorphie, die hohe Schule Grundprinzip und Implementierung Späte und frühe Bindung 234 Frühe Bindung 235 Späte Bindung 236 Regeln für die Überschreibung Generische Programmierung 239 Mit Polymorphie planen 239 Basisklassen-Arrays 244 Basisklassenparameter 245

6 7.4 Typidentifizierung zur Laufzeit (RTTI) 248 Virtuelle Memberfunktionen 249 Umwandlung mit dynamic_cast 250 Der typeid()-operator Abstrakte Klassen 255 Rein virtuelle Funktionen 256 Abstrakte Klassen Templates Grundprinzip Funktionentemplates 261 Syntax 261 Überladung Klassentemplates 262 Syntax 262 Memberfunktionen in Klassentemplates Instanziierung und Spezialisierung 264 Implizite Instanziierung 265 Explizite Instanziierung 266 Explizite Spezialisierung Genauer hingeschaut: die Template-Parameter 267 class oder typename 267 Parametervielfalt Exception-Behandlung Konzeption und Zielsetzung 270 Kein Weg zurück 271 Behandeln von Exceptions Aufbau einer Exception-Behandlung Exceptions abfangen Exceptions auslösen Programmfluss und Exception-Behandlung 278 Wo wird der Programmfluss nach einer Exception fortgesetzt? 278 Die Problematik des gestörten Programmflusses Die Exception-Klassen Eigene Exceptions Funktionen zur Unterstützung der Exception-Behandlung Objektorientiertes Design und UML Moderne Software-Entwicklung 285 Objektorientiert in C++ 9

7 10.2 Fallbeispiel - Temperaturregelung 287 Anforderungsspezifikation 288 Die Analyse-Phase 288 Die Design-Phase 291 Implementierung 293 A Die Standardbibliothek 295 A.l Die C-Standardbibliothek 295 <cassert> 295 <cctype> 295 <cerrno> 296 <cfloat> 297 <ciso646> 298 <climits> 298 <clocale> 299 <cmath> 299 <csetjmp> 300 <csignal> 301 <cstdarg> 302 <cstddef> 303 <cstdio> 304 <cstdlib> 307 <cstring> 309 <ctime> 311 <cwchar> 312 <cwctype> 313 A.2 Die C++-Standardbibliothek 313 Die Container-Klassen 313 Der Gebrauch von Iteratoren <iterator> 325 Die Algorithmen <algorithm> 328 Funktionsobjekte <functional> 333 Die Stream-Klassen 338 Die String-Klassen 341 Sonstige Klassen 341 B Compiler 347 B.l Die Konsolen-Compiler 347 Borland C Compiler 347 GNU-Compiler g B.2 Die Entwicklungsumgebungen 352 Visual C Express Edition 352 Turbo C Index