C++ Einführung und professionelle Programmierung

Auf einen Blick

Inhaltsverzeichnis

Vorwort zur 9. Auflage

Vorwort

Teil I Objektorientierte Programmierung mit C++

1 Einführung

1.1 Compiler

2 Grundlegende Begriffe

2.1 Das erste Programm

2.1.1 Struktur eines C++-Programms

2.1.2 Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für Windows

2.1.3 Andere Editoren und Entwicklungsumgebungen

2.1.4 KDevelop - Entwicklungsumgebung für Linux/KDE

2.1.5 Namenskonventionen

2.2 Einfache Datentypen und Operatoren

2.2.1 Ausdruck

2.2.2 Ganze Zahlen

2.2.3 Reelle Zahlen

2.2.4 Konstante

2.2.5 Zeichen

2.2.6 Logischer Datentyp bool

2.2.7 Referenzen

2.2.8 Regeln zum Bilden von Ausdrücken

2.3 Gültigkeitsbereich und Sichtbarkeit

2.3.1 Namespace std

2.4 Kontrollstrukturen

2.4.1 Anweisungen

2.4.2 Sequenz (Reihung)

2.4.3 Auswahl (Selektion, Verzweigung)

2.4.4 Fallunterscheidungen mit switch

2.4.5 Wiederholungen

2.4.6 Kontrolle mit break und continue

2.5 Benutzerdefinierte und zusammengesetzte Datentypen

2.5.1 Aufzählungstypen

2.5.2 Arrays: Der C++-Standardtyp vector

2.5.3 Zeichenketten: Der C++-Standardtyp string

2.5.4 Strukturierte Datentypen

2.5.5 Komplexe Zahlen: Der C++-Standardtyp complex

3 Einfache Ein- und Ausgabe

3.1 Standardein- und -ausgabe

3.2 Ein- und Ausgabe mit Dateien

4 Programmstrukturierung

4.1 Funktionen

4.1.1 Aufbau und Prototypen

4.1.2 Gültigkeitsbereiche und Sichtbarkeit in Funktionen

4.2 Schnittstellen zum Datentransfer

4.2.1 Übergabe per Wert

4.2.2 Übergabe per Referenz

4.2.3 Gefahren bei der Rückgabe von Referenzen

4.2.4 Vorgegebene Parameterwerte und variable Parameterzahl

4.2.5 Überladen von Funktionen

4.2.6 Funktion main()

4.2.7 Beispiel Taschenrechnersimulation

4.2.8 Spezifikation von Funktionen

4.3 Modulare Programmgestaltung

4.3.1 Steuerung der Übersetzung nur mit #include

4.3.2 Einbinden vor übersetzter Programmteile

4.3.3 Datei übergreifende Gültigkeit und Sichtbarkeit

4.3.4 Übersetzungseinheit, Deklaration, Definition

4.3.5 Compilerdirektiven und Makros

4.4 Funktions-Templates

4.4.1 Spezialisierung von Templates

4.4.2 Einbinden von Templates

4.5 inline-Funktionen

4.6 Standardfunktionen / Bibliotheken

5 Objektorientierung

5.1 Abstrakte Datentypen

5.2 Klassen und Objekte

5.2.1 inline-Elementfunktionen

5.3 Initialisierung und Konstruktoren

5.3.1 Standardkonstruktor

5.3.2 Allgemeine Konstruktoren

5.3.3 Kopierkonstruktor

5.3.4 Typumwandlungskonstruktor

5.4 Beispiel: Klasse für rationale Zahlen

5.4.1 Aufgabenstellung

5.4.2 Entwurf

5.4.3 Implementation

5.5 const-Objekte und Methoden

5.6 Faustregeln zur Konstruktion von Schnittstellen

5.7 Destruktoren

5.8 Wie kommt man zu Klassen und Objekten? Ein Beispiel

5.8.1 Einige Analyse-Überlegungen

5.8.2 Design

5.9 Gegenseitige Abhängigkeit von Klassen

6 Intermezzo: Zeiger

6.1 Zeiger und Adressen

6.2 C-Arrays

6.2.1 C-Arrays und sizeof

6.2.2 Indexoperator bei C-Arrays

6.2.3 Initialisierung von C-Arrays

6.2.4 Zeigerarithmetik

6.3 C-Zeichenketten

6.4 Dynamische Datenobjekte

6.4.1 Freigeben dynamischer Objekte

6.5 Zeiger und Funktionen

6.5.1 Parameterübergabe mit Zeigern

6.5.2 Parameter des main-Programms

6.5.3 Gefahren bei der Rückgabe von Zeigern

6.6 Mehrdimensionale C-Arrays

6.6.1 Statische mehrdimensionale C-Arrays

6.6.2 Dynamisch erzeugte mehrdimensionale Arrays

6.7 Binäre Ein-/Ausgabe

6.8 Zeiger auf Funktionen

6.9 Zeiger auf Elementfunktionen und -daten

6.9.1 Zeiger auf Elementfunktionen

6.9.2 Zeiger auf Elementdaten

6.10 this-Zeiger

6.11 Komplexe Deklarationen lesen

7 Objektorientierung

7.1 Eine String-Klasse

7.1.1 friend-Funktionen

7.2 Klassenspezifische Daten und Funktionen

7.2.1 Klassenspezifische Konstante

7.3 Klassentemplates

7.3.1 Ein Stack-Template

7.3.2 Stack mit statisch festgelegter Größe

7.3.3 Ökonomische Instanziierung von Templates

7.3.4 Member-Template

7.3.5 Template-Metaprogrammierung

8 Vererbung

8.1 Vererbung und Initialisierung

8.2 Zugriffsschutz

8.3 Typbeziehung zwischen Ober- und Unterklasse

8.4 Code-Wiederverwendung

8.5 Überschreiben von Funktionen in abgeleiteten Klassen

8.6 Polymorphismus

8.6.1 Virtuelle Funktionen

8.6.2 Abstrakte Klassen

8.6.3 Virtuelle Destruktoren

8.7 Vererbung und andere Beziehungen

8.7.1 Vererbung

8.7.2 Der Teil und das Ganze

8.7.3 Assoziation

8.7.4 Benutzt-Beziehung

8.8 Mehrfachvererbung

8.8.1 Namenskonflikte

8.8.2 Virtuelle Basisklassen

8.8.3 Virtuelle Basisklassen und Initialisierung

9 Überladen von Operatoren

9.1 Rationale Zahlen - noch einmal

9.1.1 Arithmetische Operatoren

9.1.2 Ausgabeoperator <<

9.2 Eine Klasse für Vektoren

9.2.1 Index-Operator

9.2.2 Zuweisungsoperator =

9.2.3 Mathematische Vektoren

9.2.4 Multiplikations-Operator

9.3 Zuweisungsoperator und Vererbung

9.4 Inkrement-Operator ++

9.5 Typumwandlungsoperator

9.6 Smart-Pointer: Operatoren -> und *

9.6.1 Smart Pointer und die C++-Standardbibliothek

9.7 Objekte als Funktionen

10 Fehlerbehandlung

10.1 Ausnahmebehandlung

10.1.1 Exception-Spezifikation in Deklarationen

10.1.2 Exception-Hierarchie in C++

10.1.3 Besondere Fehlerbehandlungsfunktionen

10.1.4 Erkennen logischer Fehler

10.1.5 Durch Exceptions verursachte Speicherlecks vermeiden

10.2 Speicherbeschaffung mit new

11 Ein Werkzeugkasten

11.1 Behälterklassen (Container)

11.1.1 Container-Arten

11.2 Listen

11.3 Warteschlangen

11.4 Iteratoren

11.4.1 Iterator für eine Listen-Klasse

11.4.2 Iteratoren auf nicht-veränderliche Elemente

11.5 Sortierte Listen

11.6 Mehrdimensionale Matrizen

11.6.1 Zweidimensionale Matrix

11.6.2 Dreidimensionale Matrix

11.7 Fehlersuche mit Trace-Objekten

11.7.1 Klasse Trace

11.7.2 Anwendungsbeispiel

12 Vermischtes

12.1 Namensräume

12.2 C++-Header

12.3 Einbinden von C-Funktionen

12.4 Standard-Typumwandlungen

12.5 Standard-Typumwandlungsoperatoren

12.6 Typinformationen zur Laufzeit

12.6.1 Typidentifizierung mit typeid()

12.6.2 Anwendung: Eine Menge graphischer Objekte

12.6.3 Vor- und Nachteile der Laufzeittyp-Information

12.7 Unions

12.8 Bitfelder

12.9 Automatische Typermittlung mit auto

12.10 Delegierender Konstruktor

12.11 Netzwerk-Programmierung

12.12 GUI-Programmierung

12.12.1 Ereignisgesteuerte Programmierung

12.12.2 GUI-Programmierung mit Qt

13 Dateien und Ströme

13.1 Ausgabe

13.1.1 Formatierung der Ausgabe

13.2 Eingabe

13.2.1 Eingabe von Leerdaten mit Return

13.3 Manipulatoren

13.3.1 Eigene Manipulatoren

13.4 Fehlerbehandlung

13.5 Typumwandlung von Dateiobjekten nach bool

13.6 Arbeit mit Dateien

13.6.1 Positionierung in Dateien

13.6.2 Lesen und Schreiben in derselben Datei

13.7 Eingabe benutzerdefinierter Typen

13.8 Umleitung auf Strings

Teil II Die C++-Standardbibliothek

14 Aufbau und Übersicht

14.1 Auslassungen

14.2 Beispiele des Buchs und die C++-Standardbibliothek

15 Hilfsfunktionen und -klassen

15.1 Relationale Operatoren

15.2 Paare

15.3 Tupel

15.4 Funktionsobjekte

15.4.1 Arithmetische, vergleichende und logische Operationen

15.4.2 Funktionsobjekte zum Negieren logischer Prädikate

15.4.3 Binden von Argumentwerten

15.4.4 Zeiger auf Funktionen in Objekte umwandeln

16 Container

16.1 Gemeinsame Eigenschaften

16.1.1 Reversible Container

16.2 Sequenzen

16.2.1 vector

16.2.2 vector<bool>

16.2.3 list

16.2.4 deque

16.2.5 stack

16.2.6 queue

16.2.7 priority_queue

16.2.8 array

16.3 Sortierte assoziative Container

16.3.1 map

16.3.2 multimap

16.3.3 set

16.3.4 multiset

16.4 Hash-Container

16.4.1 unordered_map

16.4.2 unordered_multimap

16.4.3 unordered_set

16.4.4 unordered_multiset

16.5 bitset

17 Iteratoren

17.1 Iterator-Kategorien

17.1.1 Anwendung von Traits

17.2 distance() und advance()

17.3 Reverse-Iteratoren

17.4 Insert-Iteratoren

17.5 Stream-Iteratoren

18 Algorithmen

18.1 Nicht-verändernde Algoritmen

18.1.1 for_each

18.1.2 find und find_if

18.1.3 find_end

18.1.4 find_first_of

18.1.5 adjacent_find

18.1.6 count und count_if

18.1.7 mismatch

18.1.8 equal

18.1.9 search

18.1.10 search_n

18.2 Modifizierende Algorithmen

18.2.1 copy und copy_backward

18.2.2 swap, iter_swap und swap_ranges

18.2.3 transform

18.2.4 replace und Varianten

18.2.5 generate und generate_n

18.2.6 fill und fill_n

18.2.7 remove und Varianten

18.2.8 unique und unique_copy

18.2.9 reverse und reverse_copy

18.2.10 rotate und rotate_copy

18.2.11 iota

18.2.12 random_shuffle

18.2.13 partition und stable_partition

18.3 Sortieren und Verwandtes

18.3.1 sort

18.3.2 stable_sort

18.3.3 partial_sort und partial_sort_copy

18.3.4 nth_element

18.4 Binäre Suche

18.4.1 binary_search

18.4.2 lower_bound

18.4.3 upper_bound

18.4.4 equal_range

18.5 Verschmelzen (merge)

18.5.1 Verschmelzen an Ort und Stelle (inplace_merge)

18.6 Mengenoperationen auf sortierten Strukturen

18.6.1 includes

18.6.2 set_union

18.6.3 set_intersection

18.6.4 set_difference

18.6.5 set_symmetric_difference

18.7 Heap-Algorithmen

18.7.1 pop_heap

18.7.2 push_heap

18.7.3 make_heap

18.7.4 sort_heap

18.8 Minimum und Maximum

18.9 Lexikographischer Vergleich

18.10 Permutationen

19 Ein- und Ausgabe

20 Nationale Besonderheiten

20.1 Sprachumgebungen festlegen und ändern

20.1.1 locale-Elementfunktionen

20.1.2 Namespace std-globale Funktionen

20.2 Zeichenklassifizierung und -umwandlung

20.3 Kategorien

20.3.1 collate

20.3.2 ctype

20.3.3 numeric

20.3.4 monetary

20.3.5 time

20.3.6 messages

20.4 Konstruktion eigener Facetten

21 Numerisches

21.1 Komplexe Zahlen

21.2 Grenzwerte von Zahltypen

21.3 Halbnumerische Algorithmen

21.3.1 accumulate

21.3.2 inner_product

21.3.3 partial_sum

21.3.4 adjacent_difference

21.4 Optimierte numerische Arrays (valarray)

21.4.1 Konstruktoren

21.4.2 Elementfunktionen

21.4.3 Binäre Valarray-Operatoren

21.4.4 Mathematische Funktionen

21.4.5 slice

21.4.6 slice_array

21.4.7 gslice

21.4.8 gslice_array

21.4.9 mask_array

21.4.10 indirect_array

22 String

23 Typerkennung zur Laufzeit

24 Speichermanagement

24.1 <new>

24.2 <memory>

25 C-Header

25.1 <cassert>

25.2 <cctype>

25.3 <cerrno>

25.4 <cfloat>

25.5 <ciso646>

25.6 <climits>

25.7 <clocale>

25.8 <cmath>

25.9 <csetjmp>

25.10 <csignal>

25.11 <cstddef>

25.12 <cstdarg>

25.13 <cstdio>

25.14 <cstdlib>

25.15 <cstring>

25.15.1 Abweichung vom C-Standard

25.15.2 Funktionen für C-Strings

25.15.3 Funktionen für C-Strings maximaler Länge

25.15.4 Funktionen für Bytefelder

25.16 <ctime>

25.16.1 Datentypen

25.16.2 Funktionen

26 Nachwort

A Anhang

A.1 Programmierhinweise

A.2 Die wichtigsten C++-Schlüsselwörter

A.3 ASCII-Tabelle

A.4 Änderungen im C++-Standard

A.5 Rangfolge der Operatoren

A.6 Compilerbefehle

A.7 Make-Dateien

A.7.1 Programmerzeugung für ein Projekt

A.8 Installation von Qt 4

A.8.1 Installation von Qt4 unter Windows

A.8.2 Integration von Qt in ein Dev-C++-Projekt

A.8.3 Installation von Qt4 unter Linux

A.9 Lösungen zu den Übungsaufgaben

Kapitel 2

Kapitel 3

Kapitel 4

Kapitel 5

Kapitel 6

Kapitel 7

Kapitel 8

Kapitel 9

Kapitel 10

Kapitel 11

Kapitel 12

Kapitel 15

Kapitel 16

Kapitel 18

Literaturverzeichnis

OOP-Glossar

Stichwortverzeichnis