Programmieren 3 C++ Prof. Peter Sommerlad Fredy Ulmer

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1 Programmieren 3 C++ Prof. Peter Sommerlad Fredy Ulmer

2 Was Sie erwartet: Modernes C++ anwenden o ISO ist Norm für C++! o kein schlechteres Java, sondern mächtiger Moderne Standardbibliotheken anwenden o Standard Template Library STL o BOOST Library (teilweise zukünftiger Standard) Neue Programmierkonzepte o wiederverwendbare Algorithmen und Datenstrukturen o Values und Objects Modernes Unit Testing o CUTE Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 2

3 Was wir erwarten Nachfragen bei Unverständnis o Es gibt keine dummen Fragen, wir brauchen Ihr Feedback Üben, Üben, Üben! Einsatz! o Programmieren lernen braucht sehr viel Praxis! Beherrschen von Kontrollstrukturen und Objektorientierter Programmierung in Java o Syntax in C++ für for, while, etc. ist identisch Offenheit für Neues und Ungewohntes o Wir wollen modernes C++ unterrichten o Es gibt noch kein einzelnes Buch dafür. Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 3

4 Zitat zu C++ (accu.org) Pete Goodliffe, CVu Feb 07 Programming in C++ is just like marriage. It s great. It s rewarding. But it requires work. You can t expect to breeze into C++ programming and for everything to be perfect. For your code to be great with no effort. For your life to be as easy as it was in a less committed programming relationship. It just doesn t pan out like that. You have to work at it. Put some effort in. But it s worth it. Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 4

5 Warum C++? international normierte Programmiersprache o nächste Version des Standards 2009 o erster Standard von 1999 o P.S. nutzt C++ seit 1989 :-) auf sehr vielen Plattformen verfügbar o und Quellcode portabel effizient o i.d.r. direkte Maschinencode-Kompilation o effizienter als (Java-)Virtual Machine mächtig o siehe nächste Folie Sprache für Systemprogrammierung o trotz Mächtigkeit, Maschinennähe möglich Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 5

6 Mächtigkeit von C++ mächtigere Konzepte als Java o vielfältige Abstraktionsmöglichkeiten Values und Funktionen Objekte und Klassen Templates Operatoren o multi-paradigmen Sprache funktionale, objektorientierte, meta-programmierung wenn man Konzepte beherrscht, ist die Entwicklung effizienter Das macht C++ schwierig zu erlernen! o Ihr und unser Einsatz ist gefordert! Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 6

7 typische Schwierigkeiten mit C++ Mächtigkeit erfordert sinnvolle Verwendung Template-Instantiierung bietet ungeahnte Möglichkeiten zur Meta-Programmierung o C++ Compiler ist Interpreter einer funktionalen Meta- Programmiersprache Programmcode generieren statt Programmieren Compiler Fehlermeldungen sind oft irreführend und schwer lesbar (zu lange) o vor allem bei Verwendung/Schreiben von Templates keine eingebaute Garbage Collection für dynamischen Speicher o Programmierer trägt Verantwortung, shared_ptr<> hilft o Abhängigkeiten zwischen Objekten sauberer modellieren C-Legacy o erlaubt weiterhin in C zu programmieren ohne die mächtigeren Abstraktionsmöglichkeiten zu nutzen Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 7

8 Weitere Schwierigkeiten Standard definiert "undefiniertes Verhalten" o legale Syntax mit unbekanntem Verhalten (noch) keine zu Eclipse JDT vergleichbare IDE o wir benutzen Eclipse CDT o IFS arbeitet an C++ Refactoring Unterstützung Objectcode und Bibliothekshandling o nicht vollständig vom Standard erfasst o Unterschiede z.b. zw. MS Windows und Unix/Linux o Template-Bibliotheken in Header-Files Abhängigkeiten bei grossen Projekten erfordern gewisse Aufmerksamkeit o noch nicht so sehr in diesem Modul o IDE's können helfen Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 8

9 C++ ist nicht Java C++ ist nicht C Viele Unterschiede, auch wenn Syntax ähnlich o Java hat Wurzeln bei C++ o C++ hat Wurzeln bei C #include <iostream> int main(){ std::cout << "Hello World" << std::endl; public class HelloWorld { public static main(string[] args) { System.out.println("Hello World"); #include <stdio.h> int main(){ printf("hello World\n"); Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 9

10 Hello World Was sehen Sie hier alles? #include <iostream> int main(){ std::cout << "Hello World" << std::endl; Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 10

11 Minimales CUTE Projekt New Managed CUTE Project in Eclipse: #include "cute.h" #include "ide_listener.h" #include "cute_runner.h" namespace { void thisisatest() { ASSERTM("start writing tests", false); void runsuite(){ cute::suite s; //TODO add your test here s.push_back(cute(thisisatest)); cute::ide_listener lis; cute::makerunner(lis)(s, "The Suite"); int main(){ runsuite(); Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 11

12 Demo Eclipse CDT Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 12

13 Unterschiede C++ und Java Kompiliermodell o Quelldateien: *.cpp (auch *.C) o Headerdateien: *.h (auch ohne Extension für std) o Objectdateien: *.o (auch *.obj für MS-Compiler) o Libraries: lib* (auch *.lib für MS-Compiler) <iostream> hello.cpp Präprozessor Compiler hello.o libc.a C++ library Linker hello executable Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 13

14 Unterschiede C++ und Java Values in Java sind einfache Datentypen Werte: o int, char, short, long, boolean, double, float, byte alle anderen sind Objekte o wodurch unterscheiden sich diese von Werten? C++ behandelt alle Datentypen wie Werte o ausser man benutzt explizit Referenzen/Zeiger Was ist wirklich der Unterschied? o Objekte haben eine I... o Ein Wert ist ein Wert: 42 ist 42. Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 14

15 Unterschiede C++ und Java Variablen In Java muss man Variablen initialisieren Java Variablen erhalten Speicherplatz mit new C++ belegt Speicherplatz bei der Variablendefinition #include <iostream> #include <string> int main(){ std::string message; message = "Hello World"; std::cout << message << std::endl; public class HelloWorld { public static main(string[] args) { String message = new String(); message = "Hello"; System.out.println(message); Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 15

16 Unterschiede C++ und Java Bibliotheken Java hat mit packages ein hierarchisches Modulkonzept o für Quellcode und Binärcode o Classpath wirkt für.class files,.jar libraries, Verzeichnisse o import statements C++ ist anders (sehr ähnlich zu C) o Quellcodemodule über Files und Namespaces o Binärcodemodule über Objectfiles und Libraries Linker Parameter und Library Pfad o #include und using namespace kein direkter Ersatz für import Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 16

17 C++ Standardbibliothek Erklärung inkrementell, erster Einstieg o auch bekannt als Standard Template Library STL #include <iostream> o Ein/Ausgabe o std::cout, std::cin, std::endl, << und >> #include <string> o Standard String Klasse für 1 byte-characters o std::string : Konstruktor, += für append #include <vector> o wichtigste Container Klasse: dynamisches Array o parametrisiert mit Elementtypen: std::vector<std::string> namensliste; Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 17

18 Lernhilfen Stroustrup: Die C++ Programmiersprache o Originaldokumentation der STL einige Teile sind im Standard nicht enthalten o Moderne C++ Bibliothek, die wir im Unterricht einsetzen einige Teile werden in neuen C++ Standard übernommen Prog3: P. Sommerlad, F. Ulmer 18