Jürgen Wolf. C++ von A bis Z. Das umfassende Handbuch. Galileo Press

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1 Jürgen Wolf C++ von A bis Z Das umfassende Handbuch Galileo Press

2 Auf einen Blick 1 Grundlagen in C Höhere und fortgeschrittene Datentypen Gültigkeitsbereiche, spezielle Deklarationen und Typumwandlungen Objektorientierte Programmierung Templates und STL Exception-Handling C++-Standardbibliothek Weiteres zum C++-Guru Netzwerkprogrammierung und Cross-Plattform-Entwicklung in C GUI- und Multimediaprogrammierung in C A Anhang 1207

3 Vorwort 17 Vorwort des Fachgutachters Die Entstehung von C Aufbau von C Erste Schritte der C++-Programmierung Ein Programm erzeugen mit einem Kommandozeilen-Compiler Ausführen des Programms Ein Programm erzeugen mit einer IDE Symbole von C Bezeichner Schlüsselwörter Literale Einfache Begrenzer Basisdatentypen Deklaration und Definition Was ist eine Variable? Der Datentyp»bool« Der Datentyp»char« Die Datentypen»int« Gleitkommazahlen»float«,»double«und»long double« Limits für Ganzzahl-und Gleitpunkt-Datentypen Die Größen der Basistypen void Konstanten Standard Ein-/Ausgabe-Streams Die neuen Streams-»cout«,»ein«,»cerr«,»clog« Ausgabe mit»cout« Ausgabe mit»cerr« Eingabe mit»ein« Operatoren Arithmetische Operatoren Inkrement-und Dekrementoperator Bit-Operatoren Weitere Operatoren 68 5

4 1.8 Kommentare Kontrollstrukturen Verzweigungen (Selektionen) Schleifen (Iterationen) Sprunganweisungen Funktionen Deklaration und Definition Funktionsaufruf und Parameterübergabe Lokale und globale Variablen Standardparameter Funktionen überladen Inline-Funktionen ' Rekursionen Die»main«-Funktion Präprozessor-Direktiven Die»#define«-Direktive Die»#undef«-Direktive Die»#include«-Direktive Die Direktiven»#error«und»#pragma« Bedingte Kompilierung Zeiger Zeiger deklarieren Adresse im Zeiger speichern Zeiger dereferenzieren Zeiger, die auf andere Zeiger verweisen Dynamisch Speicherobjekte anlegen und zerstören -»new«und»delete« void-zeiger Konstante Zeiger Referenzen Arrays Arrays deklarieren Arrays initialisieren Bereichsüberschreitung von Arrays Anzahl der Elemente eines Arrays ermitteln Array-Wert von Tastatur einlesen Mehrdimensionale Arrays Zeichenketten (C-Strings) - char-array C-String deklarieren und initialisieren 160 6

5 2.4.2 C-String einlesen C-Strings: Bibliotheksfunktionen Arrays und Zeiger C-Strings und Zeiger Mehrfache Indirektion C-String-Tabellen Arrays im Heap (dynamisches Array) Parameterübergabe mit Zeigern, Arrays und Referenzen Call by value Call by reference - Zeiger als Funktionsparameter Call by reference mit Referenzen nachbilden Arrays als Funktionsparameter Mehrdimensionale Arrays an Funktionen übergeben Argumente an die main-funktion übergeben Rückgabewerte von Zeigern, Arrays und Referenzen Zeiger als Rückgabewert Referenz als Rückgabewert const-zeiger als Rückgabewert Array als Rückgabewert Mehrere Rückgabewerte Fortgeschrittene Typen Strukturen Unions Aufzählungstypen typedef Gültigkeitsbereiche, spezielle Deklarationen und Typumwandlungen Gültigkeitsbereiche (Scope) Lokaler Gültigkeitsbereich (Local Scope) Gültigkeitsbereich Funktionen Gültigkeitsbereich Namensraum (Namespaces) Gültigkeitsbereich Klassen (Class Scope) Namensräume (Namespaces) Neuen Namensbereich erzeugen (Definition) Zugriff auf die Bezeichner im Namensraum using-einzelne Bezeichner aus einem Namensraum importieren using - alle Bezeichner aus einem Namensraum importieren Namensauflösung 239 7

6 3.2.6 Alias-Namen für Namensbereiche Anonyme (namenlose) Namensbereiche Namensbereich und Header-Dateien C-Funktionen bzw. -Bibliotheken in einem C++-Programm C-Funktionen aus einer C-Bibliothek aufrufen Speicherklassenattribute Speicherklasse»auto« Speicherklasse»register« Speicherklasse»static« Speicherklasse»extern« Speicherklasse»mutable« Typqualifikatoren Qualifizierer»const« Qualifizierer»volatile« Funktionsattribute Typumwandlung Standard-Typumwandlung Explizite Typumwandlung OOP-Konzept versus prozedurales Konzept OOP-Paradigmen Klassen (fortgeschrittene Typen) Klassen deklarieren Elementfunktion (Klassenmethode) definieren Objekte deklarieren Kurze Zusammenfassung »private«und»public«- Zugriffsrechte in der Klasse Zugriff auf die Elemente (Member) einer Klasse Ein Programm organisieren Konstruktoren Destruktoren Mehr zu den Klassenmethoden (Klassenfunktionen) Inline-Methoden (explizit und implizit) Zugriffsmethoden Read-only-Methoden this-zeiger Verwenden von Objekten Read-only-Objekte Objekte als Funktionsargumente Objekte als Rückgabewert 314 8

7 4.4.4 Klassen-Array (Array von Objekten) Dynamische Objekte Dynamische Klassenelemente Objekte kopieren (Kopierkonstruktor) Dynamisch erzeugte Objekte kopieren (»operator=0«) Standardmethoden (Überblick) Objekte als Elemente (bzw. Eigenschaften) in anderen Klassen Teilobjekte initialisieren Klassen in Klassen verschachteln Konstante Klasseneigenschaften (Datenelemente) Statische Klasseneigenschaften (Datenelemente) Statische Klassenmethoden Friend-Funktionen bzw. friend-klassen Zeiger auf Eigenschaften einer Klasse 352 Operatoren überladen Grundlegendes zur Operator-Überladung Überladen von arithmetischen Operatoren Überladen von unären Operatoren Überladen von ++ und Überladen des Zuweisungsoperators Überladen des Indexoperators»[ ]«(Arrays überladen) Shift-Operatoren überladen ()-Operator überladen 385 Typumwandlung für Klassen Konvertierungskonstruktor Konvertierungsfunktion 390 Vererbung (abgeleitete Klassen) Anwendungsbeispiel (Vorbereitung) Die Ableitung einer Klasse Redefinition von Klassenelementen Konstruktoren Destruktoren Zugriffsrecht»protected« Typumwandlung abgeleiteter Klassen Klassenbibliotheken erweitern 413 Polymorphismus Statische bzw. dynamische Bindung Virtuelle Methoden 415 9

8 4.8.3 Virtuelle Methoden redefinieren Arbeitsweise virtueller Methoden Virtuelle Destruktoren bzw. Destruktoren abgeleiteter Klassen Polymorphismus und der Zuweisungsoperator Rein virtuelle Methoden und abstrakte Basisklassen Probleme mit der Vererbung und der dynamic_cast-operator Fallbeispiel: Verkettete Listen Mehrfachvererbung Indirekte Basisklassen erben Virtuelle indirekte Basisklassen erben Templates und STL Funktions-Templates Funktions-Templates definieren Typübereinstimmung Funktions-Templates über mehrere Module Spezialisierung von Funktions-Templates Verschiedene Parameter Explizite Template-Argumente Klassen-Templates Definition Methoden von Klassen-Templates definieren Klassen-Template generieren (Instantiierung) Weitere Template-Parameter Standardargumente von Templates Explizite Instantiierung STL (Standard Template Library) Konzept von STL Hilfsmittel (Hilfsstrukturen) Allokator Iteratoren Container Algorithmen Allokatoren Exception-Handling 6.1 Exception-Handling in C Eine Exception auslösen

9 6.3 Eine Exception auffangen - Handle einrichten Reihenfolge (Auflösung) der Ausnahmen Alternatives»catch(...)<< Stack-Abwicklung (Stack-Unwinding) try-blöcke verschachteln Exception weitergeben Ausnahmeklassen (Fehlerklassen) Klassenspezifische Exceptions Standard-Exceptions Virtuelle Methode»whatO« Anwenden der Standard-Exceptions System-Exceptions bad_alloc bad_cast badjypeid bad_exception Exception-Spezifikation Unerlaubte Exceptions terminate-handle einrichten Die String-Bibliothek (string-klasse) Exception-Handling Datentypen Strings erzeugen (Konstruktoren) Zuweisungen Elementzugriff Länge und Kapazität ermitteln bzw. ändern Konvertieren in einen C-String Manipulation von Strings Suchen in Strings Strings vergleichen Die (überladenen) Operatoren Einlesen einer ganzen Zeile Ein-/Ausgabe Klassenhierarchie (I/O-Streams) Klassen für Ein- und Ausgabe-Streams Klassen für Datei-Streams (File-Streams) Klassen für String-Streams Die Klasse»streambuf« Die Klasse»filebuf« Die Klasse»stringbuf«775 и

10 7.3 Numerische Bibliothek(en) Komplexe Zahlen (»complex«-klasse) valarray Globale numerische Funktionen (»cmath«und»cstdlib«) Grenzwerte von Zahlentypen Halbnumerische Algorithmen Typerkennung zur Laufzeit Module Aufteilung Die öffentliche Schnittstelle (Header-Datei) Die private Datei Die Client-Datei Speicherklassen»extern«und»static« Werkzeuge Von С zu C Notizen Kein C Kein С »malloc«und»free«oder«new«und»delete« »setjmp«und»longjmp«oder»catch«und»throw« »Altes«C Header-Dateien mit und ohne Endung Standardbibliothek nicht komplett oder veraltet Namespaces (Namensbereiche) Schleifenvariable von»for« UML Wozu UML? UML-Komponenten Diagrammeerstellen Klassendiagramme mit UML Programmierstil Kommentare Code Benennung Codeformatierung Zusammenfassung Entwicklungsstufen von Software Auftrag bzw. Idee

11 8.6.2 Spezifikation und Anforderung Entwurf (Design) Programmieren (Codieren) Testen und Debuggen Freigabe (Release) Wartung Aktualisierung (Update) Boost Boost.Regex (reguläre Ausdrücke) Boost.lostreams Boost.Filesystem Begriffe zur Netzwerktechnik IP-Nummern Portnummern Host- und Domainname Nameserver IP-Protokoll TCP und UDP Was sind Sockets? Header-Dateien zur Socketprogrammierung Linux/UNIX Windows Client-Server-Prinzip Loopback-Interface Erstellen einer Client-Anwendung »socketO«- Erzeugen eines Kommunikationsendpunkts »connectO«- Client stellt Verbindung zum Server her Senden und Empfangen von Daten »closeO«und»closesocketO« Erstellen einer Server-Anwendung »bindO«- Festlegen einer Adresse aus dem Namensraum »listenO«- Warteschlange für eingehende Verbindungen einrichten »acceptO«und die Server-Hauptschleife

12 9.6 Cross-Plattform-Development Abstraction Layer Header-Datei (»socket.h«) Quelldatei (»socket.cpp«) TCP-Echo-Server (Beispiel) Exception-Handling integrieren Server-und Client-Sockets erstellen (TCP) Ein UDP-Beispiel Mehrere Clients gleichzeitig behandeln Weitere Anmerkungen zur Netzwerkprogrammierung Das Datenformat Der Puffer Portabilität Von IPv4 nach IPv RFC-Dokumente (Request for Comments) Sicherheit Fertige Bibliotheken GUI-Programmierung-Überblick Low-Level High-Level Überblick über plattformunabhängige Bibliotheken Überblick über plattformabhängige Bibliotheken Multimedia-und Grafikprogrammierung-Überblick Überblick über plattformunabhängige Bibliotheken Überblick über plattformabhängige Bibliotheken GUI-Programmierung mit»wxwidgets« Warum»wxWidgets«? Das erste Programm - Hallo Welt Die grundlegende Struktur eines»wxwidgets«- Programms Event-Handle (Ereignisse behandeln) Die Fenster-Grundlagen Übersicht über die»wxwidgets«-(fenster-)klassen »wxWindow«,»wxControl«und»wxControlWithItems«- die Basisklassen Top-Level-Fenster Container-Fenster Nicht statische Kontrollelemente Statische Kontrollelemente

13 Menüs Ein Beispiel-Text-Editor Standarddialoge Weitere Elemente und Techniken im Überblick 1195 A.1 Operatoren in C++ und deren Bedeutung (Übersicht) 1207 A.2 Vorrangtabelle der Operatoren 1209 A.3 Schlüsselwörter von C A.4 Informationsspeicherung 1210 A.4.1 Zahlensysteme 1211 A.5 Zeichensätze 1218 A.5.1 ASCII-Zeichensatz 1219 A.5.2 ASCII-Erweiterungen 1220 A.5.3 Unicode 1222 Index