Programmierung Paradigmen und Konzepte

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1 Programmierung Paradigmen und Konzepte Mit 79 Bildern, 85 Beispielen, 130 Aufgaben und Kontrollfragen und 19 Referatsthemen Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag

2 1 Einführung und Überblick Einleitung Programmsteuerung Imperative Programmierung bis zum John-von-Neumann-Computer Merkmale der imperativen Programmierung Theoretische Grundlage der imperativen Programmierung Funktionale Programmierung Merkmale der funktionalen Programmierung Theoretische Grundlage der funktionalen Programmierung Aus der Entwicklung der funktionalen Programmierung Logische Programmierung Merkmale der logischen Programmierung Theoretische Grundlage der logischen Programmierung Aus der Entwicklung der logischen Programmierung Objektorientierte Programmierung Merkmale der objektorientierten Programmierung Theoretische Grundlagen der objektorientierten Programmierung Aus der Entwicklung der objektorientierten Programmierung Übungen Kontrollfragen Referate Literatur 27 2 Imperative Programmierung Maschinenorientierte Programmierung und Assembler Computerstruktur und Programmierung nach von Neumann Assembler Höhere imperative Programmiersprachen Historische Bemerkungen Grundlegende Sprachkonstrukte imperativer Sprachen Das fiktive Programm Rolle des Semikolon Variablen- und Zeigerkonzept Arbeit mit Variablen und Deklarationszwang Definierendes und angewandtes Auftreten Identifizierung Programmpositionen von Variablen Anpassungen 53

3 Zeiger- oder Pointerkonzept Dynamische Variable und Halden- oder Haufenspeicher Zyklen und Besonderheiten der Zählschleifen Verzweigungen Strukturierte Datentypen Problematik des Potenzoperators Blockstruktur, Prozeduren und Funktionen Prozeduren und Funktionen Das C-Programm Einfache Datentypen in C Zeiger- oder Pointerkonzept in C Dynamische Variable in C Schleifen in C Verzweigungen in C Prozeduren und Funktionen Übungen Imperative Programmierung in Python Einführung der Sprache Lexik Syntax und Semantik Datentypen Zusammenfassung Übungen Literatur Funktionale Programmierung Historische Entwicklung Theoretische Grundlagen, Grundbegriffe Relationen, Funktionen ^-Kalkül Aufgaben Ausgewählte Programmkonstrukte Datenstrukturen Funktionen Aufgaben Listenverarbeitung Rekursion als Programmierungsstrategie Funktionen höherer Ordnung Unendlich lange Folgen und Auswertung nach Bedarf Modularisierung und abstrakte Datentypen Modulkonzept Abstrakte Datentypen (ADT) Algebraische Typen Aufgaben 162

4 3.9 Parametrisierte Datentypen Aufgaben Aktionen, Ein- und Ausgabe Aufgaben Zusammenfassung Literatur Logische Programmierung Einführung Sprachelemente Grundlagen Syntax Einfache und zusammengesetzte Datentypen Parameterübergabe mittels Unifikation Listen Arithmetik Rekursion Operatoren Lösungssuche und Programmkontrolle Lösungsfindung mittels Backtracking Interpretation von Programmen Kontrolle der Abarbeitung Kontrolle des Backtracking Die Negation Typische Anwendungen Kombinatorische Probleme Datenbank Wissensrepräsentation Suchtechniken Beratungssysteme Sprachverarbeitung Termersetzungen und Mathematik Erweiterungen Fuzzy-Regeln Funktionale Programmierung Systemprädikate in PROLOG Klassifikation und Verarbeitung von Termen Ein- und Ausgabe Zugriff auf die Klauseln Unifikation, Gleichheit, Arithmetik Steuerung der Abarbeitung und Meta-Prädikate Fehlersuche Zeichenketten-Manipulation Zusammenfassung 248

5 4.8 Literatur Objektorientierte Programmierung Grundbegriffe der Objektorientierung Nutzung der Konzepte der Objektorientierung Klassen in Programmiersprachen Programmierung des Ausgangsbeispiels Statische Modellierung - Assoziationen Mengen, Folgen und Bags Verhalten von Objekten Vererbung Mehrfachvererbung Invarianz, Kovarianz und Kontravarianz Nutzung von Entwurfsmustern Einführung und historische Entwicklung Abstrakte Fabrik (Abstract Factory) Zustand (State) Beobachter (Observer) Klassenadapter Objektadapter Nebenläufigkeit und Threads Ausnahmebehandlung (Exceptions) Zusammenfassung Übungen Literatur Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Klassische Paradigmen Weitere Paradigmen Ausblick Wie geht es weiter? Wie geht es vielleicht auf neuen Wegen weiter? Übungen Referate Literatur 349 Sachwortverzeichnis 351