Einführung in C++

Einstieg in die moderne Programmierung mit C++ / Setzt keine Programmier-oder C-Kenntnisse voraus / Inkl.Objektorientierung, Standardbibliothek, Zeiger u.v.m
1. Auflage 2014
ISBN: 978-3-8362-2677-6
Verlag: Rheinwerk Verlag GmbH

Buch, Deutsch, 520 Seiten, Format (B × H): 174 mm x 246 mm, Gewicht: 1001 g

Reihe: Rheinwerk Computing

Ohne Umwege und ohne Vorkenntnisse lernen Sie, in C++ zu programmieren - und zwar ganz nebenbei so, wie es aktuelle Profi-Praxis ist. Der vermeintlichen Dinosaurier unter den objektorientierten Sprachen hat neue Standards und moderne Programmierwerkzeuge zu bieten. Lernen Sie hier, damit umzugehen. Lassen Sie sich in der C++-Welt an die Hand nehmen. Ob es um einfache Variablen oder anonyme Funktionen geht - unser Autor führt Sie an allen Fallstricken vorbei und erläutert Fachbegriffe und Best Practices zu den Grundlagen genauso wie zu professionellen Themen.

Aus dem Inhalt:

- Ausdrücke und Anweisungen

- Werte und Datentypen

- Ablaufkontrolle

- Algorithmen und Komplexität

- Compiler, IDE und Konsole

- Vererbung, Aggregation, Design Patterns

- Heap und Stack verstehen

- Dateizugriffe und Streams

- Lebenszyklen und Zugriffskontrolle

Autoren/Hrsg.

Will, Torsten T.

Fachgebiete

• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Programmierung | Softwareentwicklung Programmier- und Skriptsprachen
• Mathematik | Informatik EDV | Informatik Programmierung | Softwareentwicklung Objektorientierte Programmierung

Inhaltsverzeichnis

  Geleitwort des Fachgutachters ... 18
  Vorwort ... 20

TEIL I  Erste Schritte ... 23

  1.  Über dieses Buch ... 25

       1.1 ... Der C++-Standard ... 26
       1.2 ... Verwendete Formatierungen ... 27

  2.  Vom Problem zum Programm ... 29

       2.1 ... Was ist Programmieren? ... 30
       2.2 ... Softwareentwicklungsmethoden ... 30
       2.3 ... Entwurfsmuster ... 32
       2.4 ... Algorithmen ... 33
       2.5 ... Ressourcen ... 34

  3.  Programmieren in C++ ... 36

       3.1 ... Übersetzen ... 37
       3.2 ... Aktuelle Compiler ... 37
       3.3 ... Entwicklungsumgebungen ... 39
       3.4 ... Die Kommandozeile unter Ubuntu ... 41
       3.5 ... Die IDE »Microsoft Visual Studio Express« unter Windows ... 44
       3.6 ... Schneller ... 47
       3.7 ... Aufgaben ... 47

  4.  Ein ganz schneller Überblick ... 49

       4.1 ... Kommentare ... 50
       4.2 ... Die »include«-Direktive ... 50
       4.3 ... Die Standardbibliothek ... 51
       4.4 ... Die Funktion »main()« ... 51
       4.5 ... Typen ... 51
       4.6 ... Variablen ... 52
       4.7 ... Initialisierung ... 52
       4.8 ... Ausgabe auf der Konsole ... 53
       4.9 ... Anweisungen ... 53
       4.10 ... Aufgaben ... 54

  5.  Ohne Eile erklärt ... 56

       5.1 ... Leerräume, Bezeichner und Token ... 58
       5.2 ... Kommentare ... 59
       5.3 ... Funktionen und Argumente ... 60
       5.4 ... Seiteneffekt-Operatoren ... 61
       5.5 ... Die »main«-Funktion ... 62
       5.6 ... Anweisungen ... 64
       5.7 ... Ausdrücke ... 66
       5.8 ... Zuweisungen ... 68
       5.9 ... Typen ... 69
       5.10 ... Variablen -- Deklaration, Definition und Initialisierung ... 74
       5.11 ... Details zur »include«-Direktive ... 75
       5.12 ... Eingabe und Ausgabe ... 76
       5.13 ... Der Namensraum »std« ... 77
       5.14 ... Aufgaben ... 79

  6.  Programmiertechnik, 1. Dan: Lesbarer Code ... 81

       6.1 ... Kommentare ... 81
       6.2 ... Dokumentation ... 82
       6.3 ... Einrückungen und Zeilenlänge ... 83
       6.4 ... Zeilen pro Funktion und Datei ... 84
       6.5 ... Klammern und Leerzeichen ... 84
       6.6 ... Namen ... 86

TEIL II  Die Elemente von C++ ... 87

  7.  Operatoren ... 89

       7.1 ... Operatoren und Operanden ... 90
       7.2 ... Überblick über Operatoren ... 90
       7.3 ... Arithmetische Operatoren ... 91
       7.4 ... Bitweise Arithmetik ... 92
       7.5 ... Zuweisungsoperatoren ... 93
       7.6 ... Post- und Präinkrement sowie Post- und Prädekrement ... 94
       7.7 ... Relationale Operatoren ... 95
       7.8 ... Logische Operatoren ... 95
       7.9 ... Pointer- und Dereferenzierungsoperatoren ... 97
       7.10 ... Besondere Operatoren ... 97
       7.11 ... Funktionsähnliche Operatoren ... 99
       7.12 ... Operatorreihenfolge ... 100
       7.13 ... Aufgaben ... 101

  8.  Eingebaute Typen ... 103

       8.1 ... Eingebaute Datentypen ... 105
       8.2 ... Eingebaute Datentypen initialisieren ... 105
       8.3 ... Ein schneller Überblick ... 106
       8.4 ... Ganzzahlen ... 107
       8.5 ... Wahrheitswerte ... 118
       8.6 ... Zeichentypen ... 119
       8.7 ... Aufgaben ... 122

  9.  Strings und Streams ... 124

       9.1 ... Der Zeichenkettentyp »string« ... 124
       9.2 ... Streams ... 129
       9.3 ... Eingabe- und Ausgabeoperatoren ... 130
       9.4 ... Aufgaben ... 134

10.  Behälter und Zeiger ... 135

       10.1 ... Parametrisierte Typen ... 136
       10.2 ... Die einfachen Sequenzcontainer ... 136
       10.3 ... Weitere Container ... 141
       10.4 ... Container-Gemeinsamkeiten ... 144
       10.5 ... Algorithmen ... 145
       10.6 ... Zeiger und C-Arrays ... 146
       10.7 ... Aufgaben ... 147

11.  Funktionen ... 148

       11.1 ... Deklaration und Definition einer Funktion ... 149
       11.2 ... Funktionstyp ... 150
       11.3 ... Funktionen verwenden ... 150
       11.4 ... Eine Funktion definieren ... 151
       11.5 ... Mehr zu Parametern ... 152
       11.6 ... Funktionskörper ... 156
       11.7 ... Parameter umwandeln ... 158
       11.8 ... Funktionen überladen ... 160
       11.9 ... Default-Parameter ... 162
       11.10 ... Beliebig viele Argumente ... 163
       11.11 ... Alternative Schreibweise zur Funktionsdeklaration ... 164
       11.12 ... Spezialitäten ... 165
       11.13 ... Aufgaben ... 167

12.  Anweisungen im Detail ... 169

       12.1 ... Anweisungsblock ... 171
       12.2 ... Die leere Anweisung ... 174
       12.3 ... Deklarationsanweisung ... 175
       12.4 ... Ausdrucksanweisung ... 176
       12.5 ... Die if-Anweisung ... 176
       12.6 ... »while«-Schleife ... 179
       12.7 ... »do-while«-Schleife ... 180
       12.8 ... »for«-Schleife ... 181
       12.9 ... Die bereichsbasierte »for«-Schleife ... 182
       12.10 ... Die »switch«-Verzweigung ... 183
       12.11 ... »break«-Anweisung ... 187
       12.12 ... Die »continue«-Anweisung ... 188
       12.13 ... Die »return«-Anweisung ... 189
       12.14 ... Die »goto«-Anweisung ... 190
       12.15 ... »try-catch«-Block und »throw« ... 192
       12.16 ... Zusammenfassung ... 193
       12.17 ... Aufgaben ... 193

13.  Ausdrücke im Detail ... 196

       13.1 ... Berechnungen und Seiteneffekte ... 197
       13.2 ... Arten von Ausdrücken ... 198
       13.3 ... Literale ... 199
       13.4 ... Bezeichner ... 200
       13.5 ... Klammern ... 201
       13.6 ... Funktionsaufruf und Index-Zugriff ... 201
       13.7 ... Zuweisung ... 201
       13.8 ... Typumwandlung ... 203
       13.9 ... Aufgaben ... 204

14.  Fehlerbehandlung ... 205

       14.1 ... Fehlerbehandlung mit Rückgabewerten ... 207
       14.2 ... Was ist eine Ausnahme? ... 210
       14.3 ... Kleinere Fehlerbehandlungen ... 213
       14.4 ... Weiterwerfen -- »rethrow« ... 213
       14.5 ... Die Reihenfolge im »catch« ... 214
       14.6 ... Typen für Exceptions ... 216
       14.7 ... Wenn eine Exception aus »main« herausfällt ... 217
       14.8 ... Aufgaben ... 217

15.  Programmiertechnik, 2. Dan: Modularisierung ... 219

       15.1 ... Programm, Bibliothek, Objektdatei ... 219
       15.2 ... Bausteine ... 220
       15.3 ... Trennen der Funktionalitäten ... 221

TEIL III  Datenstrukturen ... 223

16.  Erste eigene Datentypen ... 225

       16.1 ... Initialisierung ... 226
       16.2 ... Rückgabe eigener Typen ... 227
       16.3 ... Methoden statt Funktionen ... 228
       16.4 ... Das bessere »drucke« ... 231
       16.5 ... Eine Ausgabe wie jede andere ... 232
       16.6 ... Methoden inline definieren ... 233
       16.7 ... Implementierung und Definition trennen ... 234
       16.8 ... Initialisierung per Konstruktor ... 235
       16.9 ... Struktur oder Klasse? ... 241
       16.10 ... Zusammenfassung ... 245
       16.11 ... Aufgaben ... 245

17.  Verwendung eigener Datentypen ... 248

       17.1 ... Klassen als Werte verwenden ... 251
       17.2 ... Konstruktoren nutzen ... 253
       17.3 ... Typumwandlungen ... 254
       17.4 ... Kapseln und entkapseln ... 256
       17.5 ... Typen lokal einen Namen geben ... 260
       17.6 ... Typdeduktion mit »auto« ... 263
       17.7 ... Eigene Klassen in Standardcontainern ... 266
       17.8 ... Aufgaben ... 268

18.  Namespace und Static ... 270

       18.1 ... Der Namensraum »std« ... 270
       18.2 ... Anonymer Namensraum ... 274
       18.3 ... »static« macht lokal ... 275
       18.4 ... »static« teilt gern ... 276
       18.5 ... »static« macht dauerhaft ... 279
       18.6 ... Zusammenfassung ... 281
       18.7 ... Aufgaben ... 281

19.  Const ... 284

       19.1 ... Const-Parameter ... 285
       19.2 ... Const-Methoden ... 286
       19.3 ... Const-Variablen ... 288
       19.4 ... Const-Rückgaben ... 289
       19.5 ... Const-Korrektheit ... 296
       19.6 ... Zusammenfassung ... 297
       19.7 ... Aufgaben ... 298

20.  Vererbung ... 300

       20.1 ... Beziehungen ... 301
       20.2 ... Vererbung in C++ ... 303
       20.3 ... Hat-ein versus ist-ein ... 304
       20.4 ... Gemeinsamkeiten finden ... 304
       20.5 ... Abgeleitete Typen erweitern ... 307
       20.6 ... Methoden überschreiben ... 308
       20.7 ... Wie Methoden funktionieren ... 309
       20.8 ... Virtuelle Methoden ... 310
       20.9 ... Konstruktoren in Klassenhierarchien ... 312
       20.10 ... Typumwandlung in Klassenhierarchien ... 314
       20.11 ... Wann virtuell? ... 315
       20.12 ... Andere Designs zur Erweiterbarkeit ... 317
       20.13 ... Aufgaben ... 318

21.  Der Lebenszyklus von Klassen ... 321

       21.1 ... Erzeugung und Zerstörung ... 322
       21.2 ... Temporary: Kurzlebige Werte ... 324
       21.3 ... Der Destruktor zum Konstruktor ... 325
       21.4 ... Yoda-Bedingung ... 330
       21.5 ... Konstruktion, Destruktion und Exceptions ... 331
       21.6 ... Kopieren ... 333
       21.7 ... Zuweisungsoperator ... 335
       21.8 ... Streichen von Methoden ... 339
       21.9 ... Verschiebeoperationen ... 340
       21.10 ... Operatoren ... 344
       21.11 ... Eigene Operatoren in einem Datentyp ... 348
       21.12 ... Besondere Klassenformen ... 353
       21.13 ... Aufgaben ... 356

22.  Programmiertechnik, 3. Dan: Die Nuller-Regel ... 359

       22.1 ... Die großen Fünf ... 359
       22.2 ... Hilfskonstrukt per Verbot ... 360
       22.3 ... Die Nullerregel und ihr Einsatz ... 361
       22.4 ... Ausnahmen von der Nullerregel ... 362

TEIL IV  Fortgeschrittene Themen ... 365

23.  Zeiger ... 367

       23.1 ... Adressen ... 368
       23.2 ... Zeiger ... 369
       23.3 ... Heapspeicher und Stapelspeicher ... 372
       23.4 ... Smarte Pointer ... 376
       23.5 ... Rohe Zeiger ... 385
       23.6 ... C-Arrays ... 390
       23.7 ... Iteratoren ... 396
       23.8 ... Zeiger im Container ... 400
       23.9 ... Die Ausnahme: Wann das Wegräumen nicht nötig ist ... 400
       23.10 ... Aufgaben ... 402

24.  Makros ... 405

       24.1 ... Der Präprozessor ... 406
       24.2 ... Vorsicht vor fehlenden Klammern ... 410
       24.3 ... Vorsicht vor Mehrfachausführung ... 410
       24.4 ... Typvariabilität von Makros ... 411
       24.5 ... Zusammenfassung ... 413
       24.6 ... Aufgaben ... 414

25.  Schnittstelle zu C ... 416

       25.1 ... Mit Bibliotheken arbeiten ... 417
       25.2 ... C-Header ... 418
       25.3 ... C-Ressourcen ... 421
       25.4 ... »void«-Pointer ... 422
       25.5 ... Daten lesen ... 423
       25.6 ... Das Hauptprogramm ... 424
       25.7 ... Zusammenfassung ... 425
       25.8 ... Aufgaben ... 425

26.  Template-Funktionen ... 427

       26.1 ... Überladung ... 428
       26.2 ... Ein Typ als Parameter ... 429
       26.3 ... Funktionskörper einer Template-Funktion ... 429
       26.4 ... Zahlen als Template-Parameter ... 431
       26.5 ... Viele Funktionen ... 432
       26.6 ... Parameter mit Extras ... 432
       26.7 ... Template-Methoden sind auch nur Funktionen ... 435
       26.8 ... Template-Funktionen in der Standardbibliothek ... 436
       26.9 ... Iteratoren statt Container als Template-Parameter ... 437
       26.10 ... Beispiel: Informationen über Zahlen ... 439
       26.11 ... Aufgaben ... 440

27.  Eine Klasse als Funktion ... 442

       27.1 ... Werte für einen »function«-Parameter ... 443
       27.2 ... C-Funktionspointer ... 444
       27.3 ... Die etwas andere Funktion ... 445
       27.4 ... Praktische Funktoren ... 448
       27.5 ... Algorithmen mit Funktoren ... 450
       27.6 ... Anonyme Funktionen alias Lambda-Ausdrücke ... 451
       27.7 ... Aufgaben ... 455

  Anhang ... 457

       A ... C++11-Besonderheiten ... 458
       B ... Operator-Präzedenzen ... 470
       C ... Lösungen ... 472

  Index ... 515

Über Autor(innen)

Will, Torsten T.
Torsten T. Will, Jahrgang 1970, beschäftigte sich bereits während seines Diploms in Informatik mit Programmiersprachen und ihren Konzepten. C++ hat ihn schon in seinen Anfängen fasziniert und begleitet. Andere Programmierprojekte bewältigte er vor allem in Pascal, Java, Scala und Python. Seit 2004 schreibt er im Fachmagazin c't gelegentlich über C++ und Python. Was dann noch an Zeit übrig bleibt, geht in die Fotografie.