Inhaltsverzeichnis. Vorwort

Transkript

1 Inhaltsverzeichnis Vorwort XI 1 C/C++-Grundlagen Einführung Entwicklungsgeschichte: Von K&R-C nach C Beispielprogramme Daten, Operatoren, Ausdrücke, Anweisungen Vordefinierte Datentypen Trennzeichen (White Spaces) und Kommentare Variablen und Konstanten Operatoren für elementare Datentypen Ausdrücke Prioritäten von Operatoren Ausdrücke als Anweisungen, Mehrfachzuweisungen Bedingte Ausdrücke und bedingte Anweisungen Explizite und implizite Typkonvertierungen Arbeiten mit Zahlen Aufzählungstypen Steueranweisungen Übersicht Verbundanweisung (compound-statement) Verzweigungen Wiederholungen Marken und Sprünge Zusammenfassung Funktionen Grundlagen Definition und Deklaration von Funktionen Referenzen Rekursive Algorithmen und Funktionen Default-Parameter von Funktionen Überladen von Funktionen

2 VI Inhaltsverzeichnis Inline-Funktionen Benutzerdefinierte Datentypen Zeiger, Adressen, Vektoren Strings (Zeichenketten) Mehrdimensionale Vektoren Strukturen Vereinigungen (Unionen) Sichtbarkeit von Strukturen und Vereinigungen Verwendung des Attributs const bei Zeigern Die Funktionsparameterarten in C und C Die Rückgabearten für Funktionswerte Zeiger auf Funktionen Komplexe Deklarationen Zeiger und Zeigerkonvertierungen Werte- und Zeigersemantik Werte- und Zeigersemantik das Prinzip Speicherverwaltung in C++ mit new und delete Prinzip der Speicherverwaltung Zeigersemantik beim Arbeiten mit Vektoren Werte- und Zeigersemantik beim Arbeiten mit Strukturen Werte- und Zeigersemantik bei der Funktionsrückgabe Arbeiten mit dynamischen Zeichenketten (Strings) Ein- und Ausgabe von Daten in C und C Überblick Beispielprogramme für die Ein- und Ausgabe mit C und C Ein- und Ausgabefunktionen von C Ein- und Ausgabefunktionen von C Datenformatierung in C Datenformatierung in C Arbeiten mit Textdateien in C Arbeiten mit Textdateien in C Strings als Medium für formatierte Ein- und Ausgabe Anzeige & Abfrage von EA-Zuständen in C Anzeige & Abfrage von EA-Zuständen in C Programmstruktur und Speicherklassen Dateien, Geltungsbereiche, Lebensdauer Deklarationen und Definitionen Geltungsbereich von Bezeichnern Lebensdauer von Variablenwerten Zusammenfassung und Ergänzungen Module: Definitions- und Implementationsdateien Allgemeiner Aufbau von C- und C++-Programmen

3 Inhaltsverzeichnis VII 1.9 Präprozessor-Anweisungen Einfügen von Dateien Ersetzen von Textstellen Bedingte Einfügung, bedingte Übersetzung Definition von Makros Vordefinierte Namen Sonstiges Zusammenfassung und Bewertung Fehler- und Ausnahmebehandlung Verwendung des Makros assert(): Fehler-Return-Codes bei Funktionen Modulbehaftete globale Statusvariable ANSI/ISO-C++-Exception-Handling-Konzept Übungen Modulare Programmierung Module und Abstrakte Datentypen Softwareentwurf und Modularisierung Geheimnisprinzip, Datenkapselung, Abstrakte Datentypen Realisierung von Abstrakten Datentypen in C Realisierung von generischen Modulen in C C++-Namensbereiche: Kollisionen vermeiden Grundlagen: Definition und Benutzung Erweiterung von Namensbereichen Alias (Synonym) für Namensbereiche Using-Direktive und Using-Deklaration Anonyme Namensbereiche Anwendung von Namensbereichen Fallstudie Set (Menge) Allgemeine Spezifikation Modul Set, Version 0: Kleiner Wertebereich Modul Set, Version 1: Einstellbarer Wertebereich Modul Set, Version 2: Alternative Realisierung Modul Set, Version 3: Ein generisches Modul Verwendung von Namensräumen Übungen Algorithmen, Datenstrukturen, Container Sortieren, Suchen und Zeitkomplexität Zeitkomplexität Einfache Sortieralgorithmen Schnelle Sortieralgorithmen Laufzeitmessungen an Sortieralgorithmen Lineares Suchen

4 VIII Inhaltsverzeichnis Binäres Suchen Die Macht der Zeitkomplexität Dynamische Datenstrukturen Lineare Listen, Stapel und Schlangen Binäre Wilde Bäume Binäre Ausgeglichene Bäume Container-Strukturen Container-Strukturen, Überblick Realisierung von Container-Strukturen Beispiele Stack, Queue und Priorityqueue Hinweise zu Set, Multiset, Map, Multimap und Vektor Test- und Demoprogramm Anwendungsbeispiel Textanalyse Übungen Objektorientierte Programmierung Kapselung: Klassen als Abstrakte Datentypen Grundlagen Begriffsdefinitionen Konstruktoren, Destruktor und Zuweisungsoperator Konstante Elementfunktionen, konstante Objekte Zugriffsrechte und Freund-Beziehungen Überladen von Operatoren Dynamische verwaltete Daten in Klassen Minimale Standardschnittstelle und Nice Class Statische Elemente in einer Klasse Funktionsobjekte Zusammenfassung: Wichtige Hinweise und Regeln Übungsaufgaben Vererbung: Erweiterung von Klassen Grundlagen Konstruktoren, Destruktor und Zuweisungsoperator Typkompatibilität in Klassenhierarchien Mehrfachvererbung Polymorphie: Dynamisches Binden Virtuelle Funktionen Überladen bzw. Überschreiben von Elementfunktionen Übungsbeispiel Polymorphe Strukturen Heterogene Datenstrukturen Rein Virtuelle Funktionen und Abstrakte Klassen Virtuelle Destruktoren Ein Klassensystem für grafische Objekte Zwei Aspekte der Polymorphie: heterogen und generisch

5 Inhaltsverzeichnis IX Typkonvertierung, Laufzeit-Typinformation Übungsaufgaben Die richtige Anwendung der Vererbung Verschiedene Sichten und Probleme Schnittstellen-Klassen Abstrakte und nicht abstrakte Basisklassen Zuweisungsoperatoren in Klassen mit polymorphen Zeigern Generische Programmierung Klassen-Templates: Generische Strukturen Grundlagen Eine generische Container-Bibliothek Spezialisierung von Templates Funktions-Templates Bedeutung Überladen Spezialisieren Funktions-Templates als Elemente Besondere Programmiertechniken Smart Pointer Iteratoren Generische Algorithmen Die Standard Template Library (STL) Übersicht über die C++-Standardbibliothek Das Konzept der Standard Template Library (STL) Allgemeine Dienste Vergleichsoperatoren Paare Auto-Zeiger Container Einführung Definitionen für sequenzielle und assoziative Container Container für Sequenzen Container für Assoziationen Weitere Container Iteratoren Operationen und Klassifizierung Die Standard-Iteratorschnittstelle der Bibliothekscontainer Reverse-Iteratoren Funktionsobjekte Verwendung von Funktionsobjekten Funktionsobjekte der Standardbibliothek Algorithmen: globale generische Funktionen

6 X Inhaltsverzeichnis Nicht modifizierende sequenzielle Operationen Modifizierende sequenzielle Operationen Sortieren, Suchen und verwandte Operationen Mengenoperationen Anwendungsbeispiel Textanalyse Softwaremodellierung mit UML-Klassendiagrammen Überblick über die UML-Konzepte Klassendiagramme: Modellierung der Architektur Modellierung von Klassen Modellierung von Beziehungen zwischen Klassen Verwendung von Klassenschablonen Codegenerierung Reverse Engineering Roundtrip Engineering (Jojo-Strategie) Beispiele Beispiel 1: Polymorphe Prioritätswarteschlange Beispiel 2: Graphik-Editor Literaturverzeichnis 431 Stichwortverzeichnis 435