Grundkurs C++ (Jürgen Wolf, Martin Guddat) (z-library.sk, 1lib.sk, z-lib.sk)

Page 1

Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed .

Page 2

Aus dem Lektorat Liebe Leserin, lieber Leser, Programmiersprachen kommen und gehen – nicht aber C++. Die Sprache begleitet uns schon lange und es gibt gute Gründe, sie zu lernen, auch wenn das mit der einen oder anderen Herausforderung verbunden ist. Dieses Taschenbuch haben wir für diejenigen gemacht, die beim Lernen gern schnell zur Sache kommen und es schätzen, alles Grundlegende übersichtlich und kompakt vorliegen zu haben. Martin Guddat und Jürgen Wolf haben für Sie die Kernthemen ausge- sucht, die Sie unabhängig vom genauen Einsatzzweck und von der Wahl des Compilers gebrauchen können. Wenn es doch einmal wichtig ist zu wissen, dass ein Feature erst ab einer bestimmten C++-Version enthalten ist, weisen die Autoren Sie direkt darauf hin. Jedes Thema, seien es Datentypen, Klassen oder Templates, wird in einem eigenen Kapitel behandelt. So können Sie schnell nachschlagen, was Sie an Informationen benötigen. Wenn Sie bislang noch nicht mit C++ program- miert haben und die Sprache lernen wollen, gehen Sie einfach das Buch vom Anfang bis zum Ende durch. Die Aufgaben mit Lösungen helfen Ihnen, ein Kapitel sicher abzuschließen, bevor Sie sich mit dem nächsten Thema beschäftigen. Dieses Buch wurde mit großer Sorgfalt geschrieben, überarbeitet, lekto- riert und produziert. Sollte doch einmal etwas nicht so funktionieren wie erwartet, wenden Sie sich an mich. Fragen, Feedback und konstruktive Kri- tik sind herzlich willkommen. Ihre Almut Poll Lektorat Rheinwerk Computing almut.poll@rheinwerk-verlag.de www.rheinwerk-verlag.de Rheinwerk Verlag · Rheinwerkallee 4 · 53227 Bonn Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed .

Page 3

Auf einen Blick 3 Auf einen Blick 1 Einstieg in die Welt von C++ ............................................................ 17 2 Erste Schritte in C++ ............................................................................ 30 3 Die eingebauten C++-Basisdatentypen ....................................... 41 4 Arbeiten mit den eingebauten Typen ........................................... 72 5 Kontrollstrukturen ............................................................................... 88 6 Arrays und Strings ............................................................................... 116 7 Referenzen und Zeiger ....................................................................... 137 8 Funktionen ............................................................................................. 150 9 Modularisierung und Präprozessor ............................................... 184 10 Strukturen, Aufzählungen und dynamische Speicherobjekte .................................................................................... 215 11 Klassen ..................................................................................................... 237 12 Objekte und Klassenelemente ........................................................ 283 13 Operatoren überladen ........................................................................ 323 14 Vererbung (Abgeleitete Klassen) ................................................... 354 15 Templates ............................................................................................... 376 16 Ausnahmebehandlung (Fehlerbehandlung) .............................. 399 17 Ein-/Ausgabestreams für Dateien ................................................. 422 18 Weitere Sprachelemente und die Bibliotheken ........................ 435 Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed .

Page 4

Impressum Dieses E-Book ist ein Verlagsprodukt, an dem viele mitgewirkt haben, insbesondere: Lektorat Almut Poll Korrektorat Friederike Daenecke, Petra Biedermann Fachgutachten Torsten T. Will Herstellung E-Book Janne Brönner Typografie und Layout Vera Brauner Covergestaltung Barbara Thoben, Köln Satz E-Book III-satz, Husby Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar. ISBN 978-3-8362-7638-2 4., aktualisierte und überarbeitete Auflage 2022 © Rheinwerk Verlag GmbH, Bonn 2022 Impressum Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed .

Page 5

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt Inhalt 1 Einstieg in die Welt von C++ 17 1.1 Der C++-Standard ................................................................................ 17 1.2 Die nötigen Werkzeuge für C++ ..................................................... 18 1.3 Übersetzen mit g++ und clang++ ................................................... 22 1.4 Übersetzen mit einer Entwicklungsumgebung ........................ 24 1.5 Listings zum Buch ................................................................................ 28 1.6 Kontrollfragen und Aufgaben im Buch ........................................ 28 1.7 Aufgabe .................................................................................................. 28 2 Erste Schritte in C++ 30 2.1 Das erste Programm in C++ .............................................................. 305 2.2 Anweisungen und Ausdrücke ......................................................... 32 2.3 Die Standard-Eingabe- und -Ausgabestreams .......................... 33 2.3.1 Die Streams von C++ ......................................................... 34 2.3.2 Ausgabe mit »std::cout« .................................................. 34 2.3.3 Eingabe mit »std::cin« ...................................................... 35 2.3.4 Ausgabe mit »std::cerr« ................................................... 36 2.4 Einige Begriffe zu C++ ........................................................................ 38 2.4.1 Bezeichner ............................................................................. 38 2.4.2 Literale .................................................................................... 39 2.4.3 Kommentare ........................................................................ 39 2.5 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 40 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 5

Page 6

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 3 Die eingebauten C++-Basisdatentypen 41 3.1 Variablen ............................................................................................... 41 3.2 Definition und Deklaration von Variablen ................................. 42 3.3 Initialisierung und Zuweisung von Werten ............................... 43 3.4 Ganzzahltypen ..................................................................................... 45 3.4.1 Literale von Ganzzahltypen ............................................. 50 3.5 Ganzzahldatentyp für Zeichen ....................................................... 53 3.5.1 Weitere Datentypen für Zeichen ................................... 58 3.5.2 Die Unicode-Typen »char8_t«, »char16_t« und »char32_t« ................................................................... 60 3.6 Fließkommazahlentypen ................................................................. 62 3.6.1 Literale von Fließkommazahlen ..................................... 64 3.7 Der »auto«-Typ .................................................................................... 64 3.8 Konstanten ............................................................................................ 66 3.9 Die Byte-Größe mit dem »sizeof«-Operator ............................. 676 3.10 Limits für die Basisdatentypen ....................................................... 68 3.11 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 71 4 Arbeiten mit den eingebauten Typen 72 4.1 Arithmetische Operatoren ............................................................... 72 4.1.1 Kurzschreibweise arithmetischer Operatoren .......... 76 4.1.2 Inkrement- und Dekrementoperator ........................... 77 4.2 Ungenaue Fließkommazahlen ....................................................... 79 4.3 Typumwandlung ................................................................................. 81 4.3.1 Implizite Umwandlung durch den Compiler ............. 81 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 6

Page 7

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 4.3.2 Automatische Typumwandlung beschränken ......... 84 4.3.3 Explizite Typumwandlung .............................................. 85 4.4 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 87 5 Kontrollstrukturen 88 5.1 Der eingebaute Datentyp »bool« .................................................. 88 5.2 Vergleichsoperatoren ........................................................................ 89 5.3 Bedingte Anweisung mit »if« ......................................................... 91 5.4 Anweisungsblock für Kontrollstrukturen ................................... 93 5.5 Alternative »else«-Verzweigung ................................................... 94 5.6 Bedingte Anweisung mit Initialisierung ...................................... 957 5.7 Mehrfache Verzweigung .................................................................. 96 5.8 Der Bedingungsoperator »?:« ......................................................... 99 5.9 Logische Operatoren .......................................................................... 100 5.10 Die Fallunterscheidung – »switch« ............................................... 102 5.11 Die kopfgesteuerte »while«-Schleife ........................................... 105 5.12 Die fußgesteuerte »do while«-Schleife ....................................... 107 5.13 Die Zählschleife »for« ........................................................................ 108 5.14 Kontrollierte Sprunganweisungen ................................................ 112 5.14.1 Die »break«-Anweisung ................................................... 112 5.14.2 Die »continue«-Anweisung ............................................. 113 5.15 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 115 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 7

Page 8

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 6 Arrays und Strings 116 6.1 Arrays ...................................................................................................... 116 6.1.1 Der C++-Container »std::vector« ................................... 118 6.1.2 Der C++-Container »std::array« ..................................... 125 6.1.3 C-Arrays .................................................................................. 126 6.2 Strings in C++ ....................................................................................... 130 6.2.1 Der C++-Container »std::string« .................................... 130 6.2.2 Unterstützung von Unicode ............................................ 132 6.2.3 C-Zeichenketten .................................................................. 133 6.2.4 Zeichenkettenliterale ........................................................ 135 6.3 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 136 7 Referenzen und Zeiger 137 7.1 Referenzen ............................................................................................ 137 7.2 Zeiger ...................................................................................................... 139 7.2.1 Die Syntax von Zeigern ..................................................... 1408 7.2.2 Zeiger dereferenzieren ...................................................... 142 7.2.3 Der Zeiger »nullptr« ........................................................... 144 7.2.4 Zeiger prüfen ........................................................................ 145 7.2.5 Adresse einer Referenz ..................................................... 146 7.2.6 Verwendung von Zeigern und Alternativen .............. 147 7.3 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 148 8 Funktionen 150 8.1 Grundlage zu den Funktionen ........................................................ 150 8.1.1 Funktionen definieren ....................................................... 151 8.1.2 Funktionen aufrufen .......................................................... 152 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 8

Page 9

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 8.1.3 Funktionen deklarieren .................................................... 153 8.1.4 Funktionsparameter (Call-by-Value) ........................... 155 8.1.5 Konstante Funktionsparameter .................................... 157 8.1.6 Standardparameter ........................................................... 158 8.1.7 Rückgabe aus Funktionen ................................................ 160 8.1.8 Funktionen überladen ...................................................... 163 8.1.9 Gültigkeitsbereich und Sichtbarkeit von Variablen ............................................................................... 166 8.1.10 Die »main()«-Funktion ...................................................... 169 8.1.11 Aufruf eines Programms mit Parametern ................. 169 8.1.12 Programmende ................................................................... 171 8.2 Referenzen als Parameter und Rückgabe ................................... 171 8.2.1 Referenzen als Parameter ................................................ 173 8.2.2 Konstante Funktionsparameter .................................... 174 8.2.3 Referenzen als Rückgabe ................................................. 176 8.3 Zeiger als Parameter und Rückgabewert .................................... 178 8.3.1 Referenzen vs. Zeiger als Parameter ............................ 179 8.4 Übergabe großer Elemente als Funktionsparameter .............. 1799 8.5 C-Arrays oder C-Strings als Funktionsparameter ..................... 181 8.6 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 182 9 Modularisierung und Präprozessor 184 9.1 Präprozessor-Direktiven ................................................................... 184 9.1.1 Die »#include«-Direktive .................................................. 185 9.1.2 Die »#define«-Direktive .................................................... 186 9.1.3 Bedingte Kompilierung ..................................................... 187 9.2 Modularisierung .................................................................................. 189 9.2.1 Aufteilung ............................................................................. 189 9.2.2 Die öffentliche Schnittstelle (Headerdatei) ............... 191 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 9

Page 10

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 9.2.3 Die nicht öffentliche(n) Datei(en) ................................. 192 9.2.4 Die Client-Datei ................................................................... 193 9.2.5 Aufgabe .................................................................................. 194 9.2.6 Nur Objektcode oder Bibliothek vorhanden .............. 195 9.3 Namensräume ..................................................................................... 195 9.3.1 Namensraum deklarieren und verwenden ................ 196 9.3.2 Namensraum verschachteln ........................................... 199 9.3.3 Ein Namensraum ist ein eigener Gültigkeitsbereich 199 9.3.4 Namensraum mit »using« importieren ...................... 202 9.3.5 Einzelne Bezeichner mit »using« importieren .......... 203 9.3.6 Aliasse für Namensräume ............................................... 203 9.3.7 Anonymer Namensraum .................................................. 204 9.3.8 Der Namensraum »std« .................................................... 205 9.4 Spezifizierer und Qualifikatoren ................................................... 206 9.4.1 Das Schlüsselwort »static« .............................................. 207 9.4.2 Das Schlüsselwort »extern« ............................................ 209 9.4.3 Das Schlüsselwort »constexpr« ..................................... 210 9.4.4 Das Schlüsselwort »const« .............................................. 21110 9.4.5 Das Schlüsselwort »inline« .............................................. 212 9.5 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 213 10 Strukturen, Aufzählungen und dynamische Speicherobjekte 215 10.1 Erste eigene Datentypen mit Strukturen .................................... 215 10.1.1 Strukturen definieren, Elemente erzeugen und initialisieren .......................................................................... 216 10.1.2 Zugriff auf die Strukturelemente .................................. 218 10.1.3 Zugriff auf die Elemente in einer Funktion ................ 219 10.1.4 Strukturen in einem Vektor oder Array ....................... 220 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 10

Page 11

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 10.1.5 Methoden statt Funktionen ........................................... 221 10.1.6 Strukturen vergleichen ..................................................... 223 10.2 Aufzählungstyp »enum« .................................................................. 223 10.3 Eigene Namen mit »using« .............................................................. 225 10.4 Dynamische Speicherobjekte .......................................................... 226 10.4.1 Dynamisch Objekte mit »new« und »delete« anlegen und freigeben ..................................................... 228 10.4.2 Dynamisch Arrays mit »new[ ]« anlegen und mit »delete[ ]« freigeben ................................................. 231 10.4.3 Der smarte »unique_ptr«-Pointer ................................ 233 10.5 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 236 11 Klassen 237 11.1 Klassen .................................................................................................... 237 11.1.1 Klassendefinition ................................................................ 237 11.1.2 Zugriffskontrolle mit »public« und »private« ........... 23911 11.1.3 Methoden definieren ........................................................ 243 11.1.4 Objekte erzeugen und benutzen ................................... 245 11.2 Konstruktoren ...................................................................................... 251 11.2.1 Konstruktoren deklarieren .............................................. 252 11.2.2 Konstruktoren definieren ................................................ 253 11.2.3 Konstruktoren delegieren ................................................ 256 11.2.4 Der Standardkonstruktor (Default-Konstruktor) ..... 258 11.2.5 Implizite Konvertierungen und ihre Verhinderung – »explicit« ............................................... 260 11.2.6 Der Kopierkonstruktor (Copy-Konstruktor) ............... 262 11.2.7 Der Verschiebekonstruktor (Move-Konstruktor) ..... 264 11.3 Destruktoren ......................................................................................... 268 11.3.1 Die Lebensdauer eines Objekts ...................................... 268 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 11

Page 12

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 11.3.2 Wann ist ein Destruktor erforderlich? ......................... 268 11.3.3 Destruktor deklarieren ...................................................... 269 11.3.4 Destruktor definieren ........................................................ 270 11.4 Weitere Formen von Methoden .................................................... 273 11.4.1 »inline«-Methoden ............................................................. 273 11.4.2 Konstante Methoden (»nur-lesend«) ........................... 276 11.4.3 Konstante Methoden explizit ausschließen .............. 278 11.4.4 »this«-Zeiger ......................................................................... 279 11.5 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 281 12 Objekte und Klassenelemente 283 12.1 Objekt als Parameter ......................................................................... 283 12.1.1 Objekte an eine Funktion übergeben .......................... 283 12.1.2 Objekte an eine Methode übergeben .......................... 286 12.2 Freundfunktionen (»friend«) .......................................................... 28812 12.3 Objekte einer Klasse als Rückgabewerte .................................... 290 12.3.1 Referenzen auf eine Klasse als Rückgabewerte ....... 293 12.4 Arrays von Objekten .......................................................................... 296 12.5 Dynamische Objekte .......................................................................... 297 12.6 Klassenobjekte als Klassenattribute ............................................ 299 12.7 Containerklasse als Klassenattribut ............................................. 304 12.8 Smart Pointer als Klassenattribut ................................................. 307 12.9 Statische und konstante Klassenelemente ................................ 311 12.9.1 Statische Klassenelemente .............................................. 311 12.9.2 Konstante Klassenelemente ........................................... 316 12.9.3 Rohe Zeiger als Klassenelemente oder direkt die Nullregel .......................................................................... 317 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 12

Page 13

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 12.10 Die Nullregel (Rule of Zero) ........................................................... 318 12.10.1 Die großen fünf ................................................................ 319 12.11 Kontrollfragen und Aufgaben ...................................................... 322 13 Operatoren überladen 323 13.1 Das Schlüsselwort »operator« ..................................................... 325 13.2 Zweistellige (arithmetische) Operatoren überladen ............ 326 13.2.1 Operatorüberladung als Methode einer Klasse .... 328 13.2.2 Operatorüberladung als globale Hilfsfunktion ..... 331 13.3 Einstellige Operatoren überladen ............................................... 333 13.4 Den Zuweisungsoperator überladen ......................................... 337 13.5 Ausgabe- und Eingabeoperatoren überladen ......................... 342 13.5.1 Den Ausgabeoperator »<<« überladen .................... 342 13.5.2 Den Eingabeoperator »>>« überladen ..................... 343 13.6 Vergleichsoperatoren ...................................................................... 345 13.6.1 Der Drei-Wege-Vergleichsoperator .......................... 34613 13.7 Weitere Operatorüberladungen .................................................. 348 13.8 Konvertierungsoperatoren ........................................................... 348 13.8.1 Der Konvertierungskonstruktor .................................. 349 13.8.2 Die Konvertierungsfunktion ........................................ 350 13.9 Kontrollfragen und Aufgaben ...................................................... 352 14 Vererbung (Abgeleitete Klassen) 354 14.1 Die Vorbereitung .............................................................................. 355 14.2 Das Ableiten einer Klasse ............................................................... 357 14.2.1 Erben und erweitern ....................................................... 358 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 13

Page 14

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 14.2.2 »public«-Zugriffsrechte einer abgeleiteten Klasse ...................................................................................... 359 14.2.3 Methoden überschreiben ................................................. 361 14.2.4 Konstruktoren ...................................................................... 362 14.2.5 Programmbeispiel .............................................................. 364 14.2.6 Konstruktoren vererben ................................................... 365 14.2.7 Destruktor ............................................................................. 367 14.2.8 Die Zugriffsspezifikation »protected« ......................... 367 14.2.9 Implizite Typumwandlung abgeleiteter Klassen ..... 369 14.2.10 Überschreiben mit virtuellen Methoden .................... 370 14.2.11 Abstrakte Klassen und rein virtuelle Methoden ...... 373 14.3 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 375 15 Templates 376 15.1 Funktions-Templates ......................................................................... 37614 15.1.1 Funktions-Template definieren ..................................... 377 15.1.2 Funktions-Templates über mehrere Module ............ 380 15.1.3 Ein Funktions-Template spezialisieren ....................... 380 15.1.4 Templates mit verschiedenen Parametern ................ 382 15.1.5 Explizite Template-Argumente ...................................... 383 15.1.6 Wiederverwendbare Templates .................................... 384 15.2 Klassen-Templates ............................................................................. 385 15.2.1 Klassen-Template definieren .......................................... 385 15.2.2 Template-Methoden definieren .................................... 386 15.2.3 Template-Methoden spezialisieren .............................. 387 15.2.4 Klassen-Template instanziieren .................................... 388 15.2.5 Klassen-Template mit mehreren formalen Parametern ........................................................................... 390 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 14

Page 15

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 15.3 Templates der Standardbibliothek ................................................ 390 15.3.1 Iteratoren .............................................................................. 391 15.3.2 Algorithmen ......................................................................... 394 15.4 Kontrollfragen und Aufgaben ......................................................... 397 16 Ausnahmebehandlung (Fehlerbehandlung) 399 16.1 Eine Ausnahme auslösen .................................................................. 401 16.2 Ausnahme auffangen und behandeln ......................................... 402 16.2.1 Alternatives »catch (...)« ................................................... 405 16.2.2 Ausnahmen aus der Standardbibliothek ................... 407 16.2.3 Ausnahme mit »throw« weiterwerfen ....................... 409 16.2.4 »noexcept« ........................................................................... 411 16.2.5 Stack-Abwicklung ............................................................... 412 16.3 Ausnahmeklassen (Fehlerklassen) ................................................ 412 16.4 Standardausnahmen .......................................................................... 415 16.4.1 Die virtuelle Methode »what()« .................................... 41615 16.4.2 Die Standardausnahmen verwenden ......................... 416 16.5 Systemausnahmen ............................................................................. 420 16.6 Kontrollfragen ...................................................................................... 421 17 Ein-/Ausgabestreams für Dateien 422 17.1 Der Umgang mit Dateien in C++ .................................................... 422 17.2 Verschiedene Streams für Dateien ................................................ 422 17.3 Datei öffnen und schließen .............................................................. 423 17.3.1 Verschiedene Modi zum Öffnen von Dateien .......... 425 17.3.2 Byteweise lesen und schreiben ...................................... 428 ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 15

Page 16

Wolf, Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Inhalt 17.3.3 Zeilenweise lesen und schreiben ................................... 430 17.3.4 Blockweise lesen und schreiben .................................... 431 17.3.5 Die Lese- oder Schreibposition ändern ........................ 433 17.4 Kontrollfragen und Aufgaben ........................................................ 434 18 Weitere Sprachelemente und die Bibliotheken 435 18.1 Weitere Sprachelemente ................................................................. 435 18.1.1 »decltype« .............................................................................. 435 18.1.2 Rückgabesyntax mit nachlaufendem Rückgabetyp 436 18.1.3 Automatische Rückgabetypermittlung ....................... 438 18.1.4 Lambda-Funktionen ........................................................... 439 18.2 Smart Pointer ....................................................................................... 442 18.2.1 Die Move-Semantik ............................................................ 450 18.3 Elemente der Standardbibliothek ................................................. 452 18.3.1 Sequenzielle Container ..................................................... 453 18.3.2 Assoziative Container ........................................................ 45516 18.4 Die Zeitbibliothek ............................................................................... 458 18.4.1 Zeitdauer (»duration«) ...................................................... 459 18.4.2 Vorhandene Zeitgeber ...................................................... 460 18.5 Die »ratio«-Bibliothek ....................................................................... 463 18.6 Multithreading .................................................................................... 464 Lösungen der Übungsaufgaben ............................................................... 466 Index ................................................................................................................... 489 Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 16

Page 17

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . Kapitel 1 Einstieg in die Welt von C++ Im ersten Kapitel erhalten Sie einen Überblick, was C++ ausmacht und welche Arbeitsumgebung und Werkzeuge Sie benötigen, um eigene C++- Programme zu erstellen. 1.1 Der C++-Standard Wir werden Ihnen in diesem Buch nicht detailliert erläutern, wie C++ zu dem geworden ist, was es heute ist. Wenn Sie an der Historie von C++ interessiert sind, finden Sie im Internet genügend weiterführende Informationen dazu. Hier geht es darum, wie Sie hier und jetzt mit C++ programmieren. Als dieses Buch in Druck ging, war der C++20-Standard finalisiert. Die Umsetzung dieses Standards in den gängigen Compilern hat aber gerade erst begonnen. Der ständige Blick auf die Versionsnummer ist für Sie aber nicht notwendig. Während C++11 umwälzende Änderungen für praktisch17 alle C++-Programmierer gebracht hat, sind die Auswirkungen aus den nachfolgenden Standards C++14, C++17 und jetzt auch C++20 für die Grundlagen bei Weitem nicht mehr so einschneidend. Für die Entwickler von Bibliotheken gibt es weiter einen stetigen Strom an Verbesserungen. Auch für Einsteiger in C++ sind immer wieder Verbesserung dabei, von denen Sie profitieren. Oft sind Sie dabei erst passiver Nutzer neuer Ele- mente, bevor Sie diese Sprachfeatures aktiv einsetzen. Sie sollten zuerst einmal wissen, dass die Sprache C++ aus zwei Teilen be- steht: aus dem eigentlichen Sprachkern mit der Syntax und Semantik von C++. Damit sind Aspekte wie die Datentypen, die Verwendung der Kon- trollstrukturen, von geschweiften Klammern für Anweisungsblöcke oder von runden Klammern für eine Funktion gemeint. ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 17

Page 18

1 Einstieg in die Welt von C++ aus der C++-Standardbibliothek mit ihren unzähligen Aspekten und Modulen, die für eine Vielzahl von Problemen Lösungen anbietet. Insbesondere seit der Version C++11 sind enorm viele und nützliche Werkzeuge in der Standardbibliothek enthalten. Ohne diese Stan- dardbibliothek wäre die Programmiersprache dramatisch weniger erfolgreich und effizient. In diesem Buch werden die neuen und modernen Features von C++ ver- wendet, wenn das möglich und sinnvoll ist. Da Sie allerdings in der Praxis sicher auch älteren C++-Code vorfinden werden, ergänzen wir hier im Buch gesonderte Hinweise oder Erläuterungen, wenn ein wichtiges Fea- ture erst seit einer bestimmten Version integriert ist. Was Sie in diesem Buch erwartet Sie halten einen Grundkurs in der Hand (und nicht etwa ein Kompen- dium), der die fundamentalen Paradigmen von C++ behandelt, mit dem Ziel, Ihnen die Grundlagen des Sprachkerns von C++ näherzubrin- gen. Wir gehen davon aus, dass dies nicht Ihre allererste Berührung mit der Programmierung ist. Auch wenn wir alle wichtigen Begriffe erklä- ren, greifen wir bei Konzepten, die Ihnen daher vermutlich schon ein- mal begegnet sind, gelegentlich ein klein wenig vor, um den Fluss und rv ed . 18 die Beispiele etwas lebendiger zu gestalten. Neben dem Sprachkern werden Sie einige grundlegende und häufig benutzte Module der Standardbibliothek kennenlernen. Wenn Sie das Buch durchgearbeitet haben, besitzen Sie das Handwerkszeug, mit dem Sie zielgerichtet recherchieren können, um sich die Bibliotheken, die Sie benötigen, selbst zu erarbeiten. 1.2 Die nötigen Werkzeuge für C++ Um aus einem C++-Quellcode eine ausführbare Datei zu erstellen, gibt es im Grunde zwei Wege, einen manuellen und einen geführten. Der manu- elle Weg bedeutet, dass Sie Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se 18

Page 19

Wolf, J h Create C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re se rv ed . 1.2 Die nötigen Werkzeuge für C++ 1. den Quellcode in einen beliebigen Texteditor eingeben und abspei- chern. 2. den Quellcode mit einem Compiler übersetzen, wodurch eine Objekt- datei (*.obj oder *.o) erzeugt wird. 3. die Objektdatei oder -dateien mit einem Linker binden, was eine aus- führbare Datei erzeugt. Der Linker sucht dazu alle benötigten Funktio- nen aus den verwendeten Bibliotheken heraus und fügt sie anschlie- ßend dem fertigen Programm hinzu. Für diesen manuellen Weg brauchen Sie also nur einen einfachen Textedi- tor, einen Compiler und einen Linker. In der Praxis wird allerdings selten zwischen dem Compiler und dem Linker unterschieden, und wenn die Rede von einem »Compiler« ist, ist damit meist der Compiler mit einem Linker als komplette Einheit gemeint. Abbildung 1.1 zeigt den Überset- zungsvorgang in vereinfachter Form. #include <iostream> int main() { std::cout << "Hallo Welt!" << std::endl; return 0; } Compiler Quellcode(s)19 Abbildung 1.1 Der Weg vom Quellcode zu einer ausführbaren Datei 1110001010101000010101010101001010 1100100101010101010010010101010101010 1010101010101010101010111111111111000 1011111111111111111110000101000100101 1110000001111111111000000111111100001 1000000000000000000000000000000000001 1110100010000000001100001111000101000 1100000000000000001100010010010010011 Objektdatei(en) Ausführbare Datei Linker ürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, ttp://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. d from kbv on 2022-01-02 09:23:36. 19

Page 20

1 Einstieg in die Welt von C++ Auf dem komplett manuellen Weg rufen Sie den Compiler und Linker in der Kommandozeile Ihres Systems auf. Der geführte Weg geht über eine All-in-one-Lösung, eine Entwicklungsumgebung. Wie der Name schon ver- muten lässt, finden Sie hier alles, was Sie zum Programmieren benötigen, in einer Anwendung (siehe Abbildung 1.2). Eine Entwicklungsumgebung bietet meistens weitaus mehr als nur Texteditor, Compiler und Linker. Häufig finden Sie hier auch einen Debugger zum schrittweisen Durchlau- fen einer Anwendung, eine Projektverwaltung, um die Übersicht zu behal- ten, oder einen Profiler, um die Laufzeit des Programms zu analysieren. 1110001010101000010101010101001010 Quellcode(s) Objektdatei(en) Compiler Linker Debugger #include <iostream> int main() { std::cout << "Hallo Welt!" << std::endl; return 0; } er ve d.20 Abbildung 1.2 Beim geführten Weg, ein ausführbares Programm zu erstellen, nutzen Sie eine Entwicklungsumgebung. In den folgenden Abschnitten werden wir Ihnen die Übersetzung von Quellcode auf dem manuellen Weg über die Kommandozeile und auf dem geführten Weg mit der Entwicklungsumgebung kurz zeigen. Um die Version des C++-Standards müssen Sie sich bei der Auswahl Ihres Compilers eigentlich nur noch Gedanken machen, wenn Sie sehr spezielle 1100100101010101010010010101010101010 1010101010101010101010111111111111000 1011111111111111111110000101000100101 1110000001111111111000000111111100001 1000000000000000000000000000000000001 1110100010000000001100001111000101000 1100000000000000001100010010010010011 Ausführbare Datei Versionskontrolle Entwicklungsumgebung Wolf, Jürgen, and Martin Guddat. Grundkurs C++, Rheinwerk Verlag, 2021. ProQuest Ebook Central, http://ebookcentral.proquest.com/lib/kbv/detail.action?docID=6829116. Created from kbv on 2022-01-02 09:23:36. C op yr ig ht © 2 02 1. R he in w er k V er la g. A ll rig ht s re s 20

Tip the Site

Grundkurs C++ (Jürgen Wolf, Martin Guddat) (z-library.sk, 1lib.sk, z-lib.sk)

Grundkurs C++ (Jürgen Wolf, Martin Guddat) (z-library.sk, 1lib.sk, z-lib.sk)

Registered users can read the full content for free

AI Reading Assistant

Passage locations

Recommended for You

Tip the Site