zum Buch C++ -Einführung und professionelle Programmierung
Vorwort zur 9. Auflage 17
Vorwort 19
Teil I Objektorientierte Programmierung mit C++ 21
1 Einführung 23
1.1 Compiler 26
2 Grundlegende Begriffe 27
2.1 Das erste Programm 27
2.1.1 Struktur eines C++-Programms 33
2.1.2 Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für Windows 34
2.1.3 Andere Editoren und Entwicklungsumgebungen 36
2.1.4 KDevelop – Entwicklungsumgebung für Linux/KDE 39
2.1.5 Namenskonventionen 40
2.2 Einfache Datentypen und Operatoren 41
2.2.1 Ausdruck 41
2.2.2 Ganze Zahlen 42
2.2.3 Reelle Zahlen 47
2.2.4 Konstante 52
2.2.5 Zeichen 53
2.2.6 Logischer Datentyp bool 56
2.2.7 Referenzen 58
2.2.8 Regeln zum Bilden von Ausdrücken 59
2.3 Gültigkeitsbereich und Sichtbarkeit 60
2.3.1 Namespace std 62
2.4 Kontrollstrukturen 63
2.4.1 Anweisungen 63
2.4.2 Sequenz (Reihung) 65
2.4.3 Auswahl (Selektion, Verzweigung) 65
2.4.4 Fallunterscheidungen mit switch 73
2.4.5 Wiederholungen 75
2.4.6 Kontrolle mit break und continue 83
2.5 Benutzerdefinierte und zusammengesetzte Datentypen 85
2.5.1 Aufzählungstypen 85
2.5.2 Arrays: Der C++-Standardtyp vector 87
2.5.3 Zeichenketten: Der C++-Standardtyp string 93
2.5.4 Strukturierte Datentypen 95
2.5.5 Komplexe Zahlen: Der C++-Standardtyp complex 96
3 Einfache Ein- und Ausgabe 99
3.1 Standardein- und -ausgabe 99
3.2 Ein- und Ausgabe mit Dateien 102
4 Programmstrukturierung 107
4.1 Funktionen 107
4.1.1 Aufbau und Prototypen 108
4.1.2 Gültigkeitsbereiche und Sichtbarkeit in Funktionen 111
4.2 Schnittstellen zum Datentransfer 113
4.2.1 Übergabe per Wert 113
4.2.2 Übergabe per Referenz 118
4.2.3 Gefahren bei der Rückgabe von Referenzen 119
4.2.4 Vorgegebene Parameterwerte und variable Parameterzahl 120
4.2.5 Überladen von Funktionen 121
4.2.6 Funktion main() 124
4.2.7 Beispiel Taschenrechnersimulation 124
4.2.8 Spezifikation von Funktionen 130
4.3 Modulare Programmgestaltung 132
4.3.1 Steuerung der Übersetzung nur mit #include 133
4.3.2 Einbinden vorübersetzter Programmteile 133
4.3.3 Dateiübergreifende Gültigkeit und Sichtbarkeit 135
4.3.4 Übersetzungseinheit, Deklaration, Definition 137
4.3.5 Compilerdirektiven und Makros 140
4.4 Funktions-Templates 147
4.4.1 Spezialisierung von Templates 150
4.4.2 Einbinden von Templates 151
4.5 inline-Funktionen 153
4.6 Standardfunktionen / Bibliotheken 155
5 Objektorientierung 1 157
5.1 Abstrakte Datentypen 157
5.2 Klassen und Objekte 159
5.2.1 inline-Elementfunktionen 163
5.3 Initialisierung und Konstruktoren 164
5.3.1 Standardkonstruktor 165
5.3.2 Allgemeine Konstruktoren 166
5.3.3 Kopierkonstruktor 169
5.3.4 Typumwandlungskonstruktor 171
5.4 Beispiel: Klasse für rationale Zahlen 173
5.4.1 Aufgabenstellung 173
5.4.2 Entwurf 174
5.4.3 Implementation 178
5.5 const-Objekte und Methoden 183
5.6 Faustregeln zur Konstruktion von Schnittstellen 184
5.7 Destruktoren 188
5.8 Wie kommt man zu Klassen und Objekten? Ein Beispiel 190
5.8.1 Einige Analyse-Überlegungen 191
5.8.2 Design 194
5.9 Gegenseitige Abhängigkeit von Klassen 197
6 Intermezzo: Zeiger 201
6.1 Zeiger und Adressen 201
6.2 C-Arrays 205
6.2.1 C-Arrays und sizeof 207
6.2.2 Indexoperator bei C-Arrays 208
6.2.3 Initialisierung von C-Arrays 208
6.2.4 Zeigerarithmetik 208
6.3 C-Zeichenketten 210
6.4 Dynamische Datenobjekte 217
6.4.1 Freigeben dynamischer Objekte 220
6.5 Zeiger und Funktionen 223
6.5.1 Parameterübergabe mit Zeigern 223
6.5.2 Parameter des main-Programms 226
6.5.3 Gefahren bei der Rückgabe von Zeigern 226
6.6 Mehrdimensionale C-Arrays 228
6.6.1 Statische mehrdimensionale C-Arrays 228
6.6.2 Dynamisch erzeugte mehrdimensionale Arrays 233
6.7 Binäre Ein-/Ausgabe 235
6.8 Zeiger auf Funktionen 239
6.9 Zeiger auf Elementfunktionen und -daten 243
6.9.1 Zeiger auf Elementfunktionen 244
6.9.2 Zeiger auf Elementdaten 245
6.10 this-Zeiger 245
6.11 Komplexe Deklarationen lesen 246
7 Objektorientierung 2 249
7.1 Eine String-Klasse 249
7.1.1 friend-Funktionen 255
7.2 Klassenspezifische Daten und Funktionen 257
7.2.1 Klassenspezifische Konstante 260
7.3 Klassentemplates 262
7.3.1 Ein Stack-Template 262
7.3.2 Stack mit statisch festgelegter Größe 265
7.3.3 Ökonomische Instanziierung von Templates 267
7.3.4 Member-Template 269
7.3.5 Template-Metaprogrammierung 269
8 Vererbung 273
8.1 Vererbung und Initialisierung 280
8.2 Zugriffsschutz 281
8.3 Typbeziehung zwischen Ober- und Unterklasse 283
8.4 Code-Wiederverwendung 284
8.5 Überschreiben von Funktionen in abgeleiteten Klassen 286
8.6 Polymorphismus 287
8.6.1 Virtuelle Funktionen 287
8.6.2 Abstrakte Klassen 293
8.6.3 Virtuelle Destruktoren 300
8.7 Vererbung und andere Beziehungen 302
8.7.1 Vererbung 302
8.7.2 Der Teil und das Ganze 305
8.7.3 Assoziation 305
8.7.4 Benutzt-Beziehung 307
8.8 Mehrfachvererbung 307
8.8.1 Namenskonflikte 311
8.8.2 Virtuelle Basisklassen 313
8.8.3 Virtuelle Basisklassen und Initialisierung 314
9 Überladen von Operatoren 317
9.1 Rationale Zahlen – noch einmal 319
9.1.1 Arithmetische Operatoren 319
9.1.2 Ausgabeoperator
9.2 Eine Klasse für Vektoren 324
9.2.1 Index-Operator [ ] 327
9.2.2 Zuweisungsoperator = 329
9.2.3 Mathematische Vektoren 332
9.2.4 Multiplikations-Operator 333
9.3 Zuweisungsoperator und Vererbung 334
9.4 Inkrement-Operator ++ 339
9.5 Typumwandlungsoperator 343
9.6 Smart-Pointer: Operatoren -> und * 345
9.6.1 Smart Pointer und die C++-Standardbibliothek 351
9.7 Objekte als Funktionen 352
10 Fehlerbehandlung 355
10.1 Ausnahmebehandlung 357
10.1.1 Exception-Spezifikation in Deklarationen 361
10.1.2 Exception-Hierarchie in C++ 361
10.1.3 Besondere Fehlerbehandlungsfunktionen 364
10.1.4 Erkennen logischer Fehler 365
10.1.5 Durch Exceptions verursachte Speicherlecks vermeiden 368
10.2 Speicherbeschaffung mit new 369
11 Ein Werkzeugkasten 373
11.1 Behälterklassen (Container) 373
11.1.1 Container-Arten 376
11.2 Listen 377
11.3 Warteschlangen 384
11.4 Iteratoren 388
11.4.1 Iterator für eine Listen-Klasse 390
11.4.2 Iteratoren auf nicht-veränderliche Elemente 395
11.5 Sortierte Listen 396
11.6 Mehrdimensionale Matrizen 402
11.6.1 Zweidimensionale Matrix 403
11.6.2 Dreidimensionale Matrix 406
11.7 Fehlersuche mit Trace-Objekten 409
11.7.1 Klasse Trace 411
11.7.2 Anwendungsbeispiel 415
12 Vermischtes 419
12.1 Namensräume 419
12.2 C++-Header 422
12.3 Einbinden von C-Funktionen 424
12.4 Standard-Typumwandlungen 424
12.5 Standard-Typumwandlungsoperatoren 426
12.6 Typinformationen zur Laufzeit 430
12.6.1 Typidentifizierung mit typeid() 430
12.6.2 Anwendung: Eine Menge graphischer Objekte 431
12.6.3 Vor- und Nachteile der Laufzeittyp-Information 437
12.7 Unions 437
12.8 Bitfelder 438
12.9 Automatische Typermittlung mit auto 439
12.10 Delegierender Konstruktor 440
12.11 Netzwerk-Programmierung 441
12.12 GUI-Programmierung 442
12.12.1 Ereignisgesteuerte Programmierung 443
12.12.2 GUI-Programmierung mit Qt 443
13 Dateien und Ströme 449
13.1 Ausgabe 450
13.1.1 Formatierung der Ausgabe 452
13.2 Eingabe 456
13.2.1 Eingabe von Leerdaten mit Return 459
13.3 Manipulatoren 461
13.3.1 Eigene Manipulatoren 465
13.4 Fehlerbehandlung 466
13.5 Typumwandlung von Dateiobjekten nach bool 468
13.6 Arbeit mit Dateien 469
13.6.1 Positionierung in Dateien 470
13.6.2 Lesen und Schreiben in derselben Datei 471
13.7 Eingabe benutzerdefinierter Typen 473
13.8 Umleitung auf Strings 474
Teil II Die C++-Standardbibliothek 477
14 Aufbau und Übersicht 479
14.1 Auslassungen 481
14.2 Beispiele des Buchs und die C++-Standardbibliothek 483
15 Hilfsfunktionen und -klassen 485
15.1 Relationale Operatoren 485
15.2 Paare 485
15.3 Tupel 486
15.4 Funktionsobjekte 488
15.4.1 Arithmetische, vergleichende und logische Operationen 489
15.4.2 Funktionsobjekte zum Negieren logischer Prädikate 489
15.4.3 Binden von Argumentwerten 490
15.4.4 Zeiger auf Funktionen in Objekte umwandeln 492
16 Container 495
16.1 Gemeinsame Eigenschaften 496
16.1.1 Reversible Container 499
16.2 Sequenzen 500
16.2.1 vector 502
16.2.2 vector<bool> 503
16.2.3 list 504
16.2.4 deque 507
16.2.5 stack 509
16.2.6 queue 510
16.2.7 priority_queue 512
16.2.8 array 515
16.3 Sortierte assoziative Container 516
16.3.1 map 516
16.3.2 multimap 523
16.3.3 set 523
16.3.4 multiset 526
16.4 Hash-Container 528
16.4.1 unordered_map 530
16.4.2 unordered_multimap 536
16.4.3 unordered_set 536
16.4.4 unordered_multiset 540
16.5 bitset 540
17 Iteratoren 545
17.1 Iterator-Kategorien 546
17.1.1 Anwendung von Traits 548
17.2 distance() und advance() 551
17.3 Reverse-Iteratoren 551
17.4 Insert-Iteratoren 551
17.5 Stream-Iteratoren 554
18 Algorithmen 555
18.1 Nicht-verändernde Algoritmen 555
18.1.1 for_each 555
18.1.2 find und find_if 555
18.1.3 find_end 556
18.1.4 find_first_of 557
18.1.5 adjacent_find 557
18.1.6 count und count_if 558
18.1.7 mismatch 559
18.1.8 equal 560
18.1.9 search 560
18.1.10 search_n 561
18.2 Modifizierende Algorithmen 561
18.2.1 copy und copy_backward 561
18.2.2 swap, iter_swap und swap_ranges 563
18.2.3 transform 564
18.2.4 replace und Varianten 567
18.2.5 generate und generate_n 567
18.2.6 fill und fill_n 568
18.2.7 remove und Varianten 569
18.2.8 unique und unique_copy 570
18.2.9 reverse und reverse_copy 571
18.2.10 rotate und rotate_copy 571
18.2.11 iota 571
18.2.12 random_shuffle 572
18.2.13 partition und stable_partition 573
18.3 Sortieren und Verwandtes 574
18.3.1 sort 574
18.3.2 stable_sort 576
18.3.3 partial_sort und partial_sort_copy 576
18.3.4 nth_element 577
18.4 Binäre Suche 578
18.4.1 binary_search 579
18.4.2 lower_bound 579
18.4.3 upper_bound 580
18.4.4 equal_range 580
18.5 Verschmelzen (merge) 582
18.5.1 Verschmelzen an Ort und Stelle (inplace_merge) 584
18.6 Mengenoperationen auf sortierten Strukturen 585
18.6.1 includes 585
18.6.2 set_union 586
18.6.3 set_intersection 587
18.6.4 set_difference 588
18.6.5 set_symmetric_difference 589
18.7 Heap-Algorithmen 590
18.7.1 pop_heap 592
18.7.2 push_heap 592
18.7.3 make_heap 593
18.7.4 sort_heap 594
18.8 Minimum und Maximum 594
18.9 Lexikographischer Vergleich 596
18.10 Permutationen 596
19 Ein- und Ausgabe 599
20 Nationale Besonderheiten 601
20.1 Sprachumgebungen festlegen und ändern 601
20.1.1 locale-Elementfunktionen 602
20.1.2 Namespace std-globale Funktionen 603
20.2 Zeichenklassifizierung und -umwandlung 603
20.3 Kategorien 604
20.3.1 collate 605
20.3.2 ctype 605
20.3.3 numeric 607
20.3.4 monetary 609
20.3.5 time 612
20.3.6 messages 614
20.4 Konstruktion eigener Facetten 615
21 Numerisches 617
21.1 Komplexe Zahlen 617
21.2 Grenzwerte von Zahltypen 618
21.3 Halbnumerische Algorithmen 620
21.3.1 accumulate 620
21.3.2 inner_product 621
21.3.3 partial_sum 622
21.3.4 adjacent_difference 622
21.4 Optimierte numerische Arrays (valarray) 625
21.4.1 Konstruktoren 625
21.4.2 Elementfunktionen 626
21.4.3 Binäre Valarray-Operatoren 629
21.4.4 Mathematische Funktionen 631
21.4.5 slice 632
21.4.6 slice_array 634
21.4.7 gslice 635
21.4.8 gslice_array 638
21.4.9 mask_array 638
21.4.10 indirect_array 639
22 String 641
23 Typerkennung zur Laufzeit 651
24 Speichermanagement 653
24.1 <new> 653
24.2 <memory> 654
25 C-Header 657
25.1 <cassert> 657
25.2 <cctype> 657
25.3 <cerrno> 658
25.4 <cfloat> 658
25.5 <ciso646> 658
25.6 <climits> 659
25.7 <clocale> 659
25.8 <cmath> 659
25.9 <csetjmp> 659
25.10 <csignal> 659
25.11 <cstddef> 659
25.12 <cstdarg> 660
25.13 <cstdio> 661
25.14 <cstdlib> 661
25.15 <cstring> 662
25.15.1 Abweichung vom C-Standard 662
25.15.2 Funktionen für C-Strings 663
25.15.3 Funktionen für C-Strings maximaler Länge 664
25.15.4 Funktionen für Bytefelder 664
25.16 <ctime> 665
25.16.1 Datentypen 665
25.16.2 Funktionen 666
26 Nachwort 667
A Anhang 669
A.1 Programmierhinweise 669
A.2 Die wichtigsten C++-Schlüsselwörter 673
A.3 ASCII-Tabelle 673
A.4 Änderungen im C++-Standard 676
A.5 Rangfolge der Operatoren 677
A.6 Compilerbefehle 678
A.7 Make-Dateien 679
A.7.1 Programmerzeugung für ein Projekt 680
A.8 Installation von Qt 4 681
A.8.1 Installation von Qt4 unter Windows 681
A.8.2 Integration von Qt in ein Dev-C++-Projekt 681
A.8.3 Installation von Qt4 unter Linux 682
A.9 Lösungen zu den Übungsaufgaben 683
Literaturverzeichnis 737
OOP-Glossar 739
Stichwortverzeichnis 747
