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C++ programmieren: C++ lernen - professionell anwenden - Lösungen nutzen

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Bibliographische Detailangaben
Vorheriger Titel:	Breymann, Ulrich Der C++-Programmierer
1. Verfasser:	Breymann, Ulrich 1949- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Carl Hanser Verlag [2020]
Ausgabe:	6., überarbeitete Auflage
Schlagworte:	C++ C++20 Programmierung C++ 20 Programmiersprache FBITPRCC: C/C++
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	auf dem Umschlag: aktuell zu C++ 20
Beschreibung:	1007 Seiten 25 cm
ISBN:	9783446463868 3446463860

Internformat

MARC


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adam_text	VORWORT ............................................................................................................................ 23 TEIL I: EINFUEHRUNG IN C++ .............................................................................. 25 1 ES GEHT LOS! ............................................................................................................. 27 1.1 HISTORISCHES ..................................................................................................................... 27 1.2 ARTEN DER PROGRAMMIERUNG ........................................................................................... 28 1.3 WERKZEUGE ZUM PROGRAMMIEREN ................................................................................... 29 1.4 DAS ERSTE PROGRAMM ....................................................................................................... 30 1.5 INTEGRIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG ............................................................................. 36 1.5.1 DAS ERSTE C++- PROJEKT MIT CODE::BLOCKS ....................................................... 37 1.5.2 XCODE ............................................................................................................... 39 1.6 EINFACHE DATENTYPEN UND OPERATOREN .......................................................................... 40 1.6.1 AUSDRUCK ......................................................................................................... 40 1.6.2 NAMENSKONVENTIONEN .................................................................................... 41 1.6.3 GANZE ZAHLEN .................................................................................................. 41 1.6.4 REELLE ZAHLEN .................................................................................................. 49 1.6.5 KONSTANTEN ....................................................................................................... 53 1.6.6 ZEICHEN ............................................................................................................ 54 1.6.7 LOGISCHER DATENTYP BOOL ................................................................................ 57 1.6.8 REGELN ZUM BILDEN VON AUSDRUECKEN ............................................................ 59 1.6.9 STANDARD-TYPUMWANDLUNGEN ........................................................................ 60 1.7 GUELTIGKEITSBEREICH UND SICHTBARKEIT ............................................................................. 62 6 INHALT 1.7.1 NAMESPACE STD ................................................................................................. 63 1.8 KONTROLLSTRUKTUREN .......................................................................................................... 64 1.8.1 ANWEISUNGEN ................................................................................................... 64 1.8.2 SEQUENZ (REIHUNG) .......................................................................................... 66 1.8.3 AUSWAHL (SELEKTION, VERZWEIGUNG) ................................................................ 66 1.8.4 FALLUNTERSCHEIDUNGEN MIT SWITCH .................................................................. 72 1.8.5 WIEDERHOLUNGEN .............................................................................................. 75 1.8.6 KONTROLLE MIT BREAK UND CONTINUE ................................................................. 82 1.9 BENUTZERDEFINIERTE UND ZUSAMMENGESETZTE DATENTYPEN ............................................. 84 1.9.1 AUFZAEHLUNGSTYPEN .......................................................................................... 85 1.9.2 STRUKTUREN ........................................................................................................ 87 1.9.3 DER C++- STANDARDTYP VECTOR ......................................................................... 89 1.9.4 ZEICHENKETTEN: DER C++- STANDARDTYP STRING ................................................... 94 1.9.5 CONTAINER UND SCHLEIFEN ................................................................................ 97 1.9.6 TYPERMITTLUNG MIT AUTO .................................................................................. 99 1.9.7 DEKLARATION EINER STRUKTURIERTEN BINDUNG MIT AUTO ....................................... 101 1.9.8 BITFELD UND UNION ............................................................................................ 101 1.10 EINFACHE EIN- UND AUSGABE .......................................................................................... 104 1.10.1 STANDARDEIN- UND -AUSGABE ............................................................................ 104 1.10.2 EIN- UND AUSGABE MIT DATEIEN ....................................................................... 107 1.11 GUTER PROGRAMMIERSTIL .................................................................................................... 111 1.11.1 PROGRAMMIERRICHTLINIEN - DIE C++ CORE GUIDELINES ...................................... 112 1.11.2 WERKZEUG ZUR CODE-FORMATIERUNG ................................................................. 112 2 PROGRAMMSTRUKTURIERUNG ..................................................................................... 113 2.1 FUNKTIONEN ...................................................................................................................... 114 2.1.1 AUFBAU UND PROTOTYPEN .................................................................................. 114 2.1.2 GUELTIGKEITSBEREICHE UND SICHTBARKEIT IN FUNKTIONEN ..................................... 116 2.1.3 LOKALE STATIC-VARIABLE: FUNKTION MIT GEDAECHTNIS ......................................... 117 2.2 SCHNITTSTELLEN ZUM DATENTRANSFER .................................................................................. 118 2.2.1 UEBERGABE PER WERT .......................................................................................... 119 2.2.2 UEBERGABE PER REFERENZ ................................................................................... 121 2.2.3 GEFAHREN BEI DER RUECKGABE VON REFERENZEN ................................................. 123 2.2.4 VORGEGEBENE PARAMETERWERTE UND UNTERSCHIEDLICHE PARAMETERZAHL ........... 124 2.2.5 UEBERLADEN VON FUNKTIONEN ............................................................................ 125 2.2.6 FUNKTION MAIN() .............................................................................................. 127 2.2.7 BEISPIEL TASCHENRECHNERSIMULATION ............................................................... 128 INHALT 7 2.2.8 SPEZIFIKATION VON FUNKTIONEN ........................................................................ 133 2.2.9 REIHENFOLGE DER AUSWERTUNG VON ARGUMENTEN ........................................... 133 2.3 MAKROS ............................................................................................................................ 133 2.3.1 #INCLUDE ........................................................................................................... 134 2.3.2 #DEFINE, #IF, #IFDEF, #IFNDEF, #ELIF, #ELSE, #ENDIF .......................................... 134 2.3.3 VERMEIDEN MEHRFACHER INKLUDIERUNG ............................................................ 135 2.3.4 HASJNCLUDE ................................................................................................. 136 2.3.5 TEXTERSETZUNG MIT #DEFINE ............................................................................. 137 2.3.6 UMWANDLUNG VON PARAMETERN IN ZEICHENKETTEN .......................................... 139 2.3.7 VERIFIZIEREN LOGISCHER ANNAHMEN ZUR LAUFZEIT ............................................. 139 2.3.8 VERIFIZIEREN LOGISCHER ANNAHMEN ZUR COMPILATIONSZEIT ............................... 140 2.3.9 FEHLER OHNE PROGRAMMABBRUCH LOKALISIEREN ................................................. 140 2.4 MODULARE PROGRAMMGESTALTUNG .................................................................................... 141 2.4.1 PROJEKT: MEHRERE CPP-DATEIEN BILDEN EIN PROGRAMM ................................... 142 2.4.2 UEBERSETZUNGSEINHEIT, DEKLARATION, DEFINITION .............................................. 144 2.4.3 DATEIUEBERGREIFENDE GUELTIGKEIT UND SICHTBARKEIT ............................................ 146 2.5 NAMENSRAEUME ................................................................................................................. 147 2.5.1 GUELTIGKEITSBEREICH AUF DATEI BESCHRAENKEN .................................................... 150 2.6 INLINE-FUNKTIONEN UND -VARIABLEN ................................................................................ 151 2.7 CONSTEXPR-FUNKTIONEN .................................................................................................... 152 2.7.1 BERECHNUNG ZUR COMPILATIONSZEIT MIT CONSTEVAL ........................................... 154 2.8 RUECKGABETYP AUTO ........................................................................................................... 155 2.9 FUNKTIONS-TEMPLATES ..................................................................................................... 156 2.9.1 SPEZIALISIERUNG VON TEMPLATES ...................................................................... 158 2.9.2 EINBINDEN VON TEMPLATES ............................................................................... 159 2.10 C++-HEADER ..................................................................................................................... 162 2.10.1 EINBINDEN VON C-FUNKTIONEN ........................................................................ 163 2.11 MODULE ............................................................................................................................ 164 3 OBJEKTORIENTIERUNG 1 .............................................................................................. 167 3.1 DATENTYP UND OBJEKT ..................................................................................................... 169 3.2 ABSTRAKTER DATENTYP ....................................................................................................... 169 3.3 KLASSEN ............................................................................................................................ 171 3.3.1 CONST-OBJEKTE UND METHODEN ......................................................................... 174 3.3.2 INLINE-ELEMENTFUNKTIONEN ............................................................................... 175 3.4 INITIALISIERUNG UND KONSTRUKTOREN ................................................................................ 176 3.4.1 STANDARDKONSTRUKTOR ........................................................................................ 176 8 INHALT 3.4.2 DIREKTE INITIALISIERUNG DER ATTRIBUTE .............................................................. 177 3.4.3 ALLGEMEINE KONSTRUKTOREN .............................................................................. 178 3.4.4 KOPIERKONSTRUKTOR ............................................................................................ 181 3.4.5 TYPUMWANDLUNGSKONSTRUKTOR ........................................................................ 184 3.4.6 KONSTRUKTOR UND MEHR VORGEBEN ODER VERBIETEN .......................................... 186 3.4.7 EINHEITLICHE INITIALISIERUNG UND SEQUENZKONSTRUKTOR ................................... 187 3.4.8 DELEGIERENDER KONSTRUKTOR .............................................................................. 189 3.4.9 CONSTEXPR-KONSTRUKTOR UND -METHODEN ......................................................... 190 3.5 BEISPIEL RATIONALE ZAHLEN ............................................................................................... 194 3.5.1 AUFGABENSTELLUNG ............................................................................................ 194 3.5.2 ENTWURF ............................................................................................................. 195 3.5.3 IMPLEMENTATION ................................................................................................ 198 3.6 DESTRUKTOREN .................................................................................................................... 203 3.7 WIE KOMMT MAN ZU KLASSEN UND OBJEKTEN? EIN BEISPIEL ............................................ 205 3.8 GEGENSEITIGE ABHAENGIGKEIT VON KLASSEN ....................................................................... 210 4 ZEIGER ....................................................................................................................... 213 4.1 ZEIGER UND ADRESSEN ........................................................................................................ 214 4.2 C-ARRAYS ........................................................................................................................... 218 4.2.1 C-ARRAY, STD::SIZE() UND SIZEOF ........................................................................ 219 4.2.2 INITIALISIERUNG VON C-ARRAYS ........................................................................... 220 4.2.3 ZEIGERARITHMETIK ............................................... 220 4.2.4 INDEXOPERATOR BEI C-ARRAYS ............................................................................ 222 4.2.5 C-ARRAY ITERIEREN ............................................................................................. 222 4.3 C-ZEICHENKETTEN .............................................................................................................. 223 4.3.1 SCHLEIFEN UND C-STRINGS .................................................................................. 226 4.4 DYNAMISCHE DATENOBJEKTE ............................................................................................. 229 4.4.1 FREIGEBEN DYNAMISCHER OBJEKTE ..................................................................... 232 4.5 ZEIGER UND FUNKTIONEN ................................................................................................... 235 4.5.1 PARAMETERUEBERGABE MIT ZEIGERN ..................................................................... 235 4.5.2 C-ARRAY ALS FUNKTIONSPARAMETER .................................................................... 236 4.5.3 CONST UND ZEIGER-PARAMETER ........................................................................... 238 4.5.4 PARAMETER DES MAIN-PROGRAMMS .................................................................... 239 4.5.5 GEFAHREN BEI DER RUECKGABE VON ZEIGERN ....................................................... 239 4.6 THIS-ZEIGER ...................................................................................................................... 240 4.7 MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS .......................................................................................... 242 4.7.1 STATISCHE MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS ........................................................... 242 INHALT 9 4.7.2 MEHRDIMENSIONALES C-ARRAY ALS FUNKTIONSPARAMETER .................................. 243 4.7.3 DYNAMISCH ERZEUGTE MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS ....................................... 246 4.7.4 KLASSE FUER DYNAMISCHE ZWEIDIMENSIONALE ARRAYS ......................................... 249 4.8 BINAERE EIN-/AUSGABE ..................................................................................................... 255 4.9 ZEIGER AUF FUNKTIONEN .................................................................................................... 258 4.10 TYPUMWANDLUNGEN FUER ZEIGER ....................................................................................... 262 4.11 ZEIGER AUF ELEMENTFUNKTIONEN UND -DATEN .................................................................. 263 4.12 KOMPLEXE DEKLARATIONEN LESEN ...................................................................................... 264 4.12.1 LESBARKEIT MIT TYPEDEF UND USING VERBESSERN .............................................. 265 4.13 ALTERNATIVE ZU ROHEN ZEIGERN, NEW UND DELETE ............................................................ 267 5 OBJEKTORIENTIERUNG 2 ............................................................................................ 271 5.1 EINE STRING-KLASSE .......................................................................................................... 271 5.1.1 FRIEND-FUNKTIONEN .......................................................................................... 277 5.2 STRING-ANSICHT ................................................................................................................. 278 5.3 TYPBESTIMMUNG MIT DECLTYPE UND DECLVAL .................................................................... 280 5.4 KLASSENSPEZIFISCHE DATEN UND FUNKTIONEN .................................................................. 284 5.4.1 KLASSENSPEZIFISCHE KONSTANTE ......................................................................... 288 5.5 KLASSEN-TEMPLATES ......................................................................................................... 291 5.5.1 EIN STACK-TEMPLATE ......................................................................................... 291 5.5.2 STACK MIT STATISCH FESTGELEGTER GROESSE ............................................................ 293 5.6 CODE BLOAT BEI DER INSTANZIIERUNG VON TEMPLATES VERMEIDEN ..................................... 295 5.6.1 EXTEM-TEMPLATE .............................................................................................. 295 6 VERERBUNG .............................................................................................................. 297 6.1 VERERBUNG UND INITIALISIERUNG ....................................................................................... 302 6.2 ZUGRIFFSSCHUTZ ................................................................................................................ 303 6.3 TYPBEZIEHUNG ZWISCHEN OBER- UND UNTERKLASSE .......................................................... 306 6.4 OBERKLASSEN-SCHNITTSTELLE VERWENDEN .......................................................................... 307 6.4.1 KONSTRUKTOR ERBEN ........................................................................................... 308 6.5 UEBERSCHREIBEN VON FUNKTIONEN IN ABGELEITETEN KLASSEN ............................................. 310 6.5.1 VIRTUELLE FUNKTIONEN ....................................................................................... 311 6.5.2 ABSTRAKTE KLASSEN ........................................................................................... 315 6.5.3 VIRTUELLER DESTRUKTOR ....................................................................................... 320 6.5.4 VERERBUNG VERBIETEN ....................................................................................... 322 6.5.5 PRIVATE VIRTUELLE FUNKTIONEN ........................................................................... 324 6.6 PROBLEME DER MODELLIERUNG MIT VERERBUNG .................................................................. 325 6.7 MEHRFACHVERERBUNG ........................................................................................................ 328 10 INHALT 6.7.1 NAMENSKONFLIKTE ............................................................................................. 331 6.7.2 VIRTUELLE BASISKLASSEN ..................................................................................... 332 6.8 STANDARD-TYPUMWANDLUNGSOPERATOREN ........................................................................ 335 6.9 TYPINFORMATIONEN ZUR LAUFZEIT ...................................................................................... 338 6.10 PRIVATE- UND PROTECTED-VERERBUNG ................................................................................ 340 7 FEHLERBEHANDLUNG ......................................................................................... 343 7.1 AUSNAHMEBEHANDLUNG ................................................................................................... 345 7.1.1 EXCEPTION-SPEZIFIKATION IN DEKLARATIONEN .................................................... 348 7.1.2 EXCEPTION-HIERARCHIE IN C++ ......................................................................... 349 7.1.3 BESONDERE FEHLERBEHANDLUNGSFUNKTIONEN ...................................................... 351 7.1.4 ARITHMETISCHE FEHLER/DIVISION DURCH 0 .......................................................... 352 7.2 SPEICHERBESCHAFFUNG MIT NEW .................................................................. 354 7.3 EXCEPTION-SICHERHEIT ...................................................................................................... 355 8 UEBERLADEN VON OPERATOREN .................................................................................. 357 8.1 RATIONALE ZAHLEN - NOCH EINMAL .................................................................................. 359 8.1.1 ARITHMETISCHE OPERATOREN ............................................................................... 359 8.1.2 AUSGABEOPERATOR ....................................................................................... 361 8.2 EINE KLASSE FUER VEKTOREN ................................................................................................ 363 8.2.1 INDEX-OPERATOR [ ] ............................................................................................ 366 8.2.2 ZUWEISUNGSOPERATOR = ..................................................................................... 369 8.2.3 MATHEMATISCHE VEKTOREN ................................................................................ 371 8.2.4 MULTIPLIKATIONSOPERATOR .................................................................................. 372 8.3 INKREMENT-OPERATOR ++ ................................................................................................. 374 8.4 TYPUMWANDLUNGSOPERATOR ............................................................................................. 378 8.5 SMART POINTER: OPERATOREN - UND * .............................................................................. 380 8.5.1 SMART POINTER UND DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK .......................................... 385 8.6 OBJEKT ALS FUNKTION ........................................................................................................ 386 8.7 SPACESHIP-OPERATOR = ................................................................................................ 388 8.7.1 ORDNUNGEN IN C++ .......................................................................................... 389 8.7.2 AUTOMATISCHE ERZEUGUNG DER VERGLEICHSOPERATOREN ..................................... 390 8.7.3 KLASSENSPEZIFISCHE SORTIERUNG ........................................................................ 391 8.7.4 FREIE FUNKTIONEN STATT ELEMENTFUNKTIONEN ................................................... 392 8.8 NEW UND DELETE UEBERLADEN ............................................................................................. 393 8.8.1 UNTERSCHEIDUNG ZWISCHEN HEAP- UND STACK-OBJEKTEN ................................ 397 8.8.2 EMPFEHLUNGEN IM UMGANG MIT NEW UND DELETE .......................................... 399 8.9 OPERATOREN FUER LITERALE ................................................................................................... 399 INHALT 11 8.9.1 STRINGLITERALE .................................................................................................... 400 8.9.2 BENUTZERDEFINIERTE LITERALE ............................................................................. 401 8.10 OPERATOREN [] UND () FUER MATRIZEN ............................................................................... 403 8.10.1 ZWEIDIMENSIONALE MATRIX ALS VEKTOR VON VEKTOREN ..................................... 404 8.10.2 ZWEIDIMENSIONALE MATRIX MIT ZUSAMMENHAENGENDEM SPEICHER ................. 406 8.11 ZUWEISUNG UND VERGLEICH BEI VERERBUNG ..................................................................... 409 8.11.1 POLYMORPHER VERGLEICH ................................................................................... 410 8.11.2 KOPIE MIT CLONE()-METHODE ERZEUGEN ............................................................ 410 8.11.3 KOPIE MIT ZUWEISUNGSOPERATOR ERZEUGEN ..................................................... 410 9 DATEIEN UND STROEME ............................................................................................... 413 9.1 EINGABE ............................................................................................................................ 415 9.2 AUSGABE .......................................................................................................................... 417 9.3 FORMATIERUNG MIT STD::FORMAT ....................................................................................... 419 9.3.1 SYNTAX FUER PLATZHALTER .................................................................................... 419 9.3.2 FORMATIERUNG EIGENER DATENTYPEN ................................................................. 423 9.4 FORMATIERUNG MIT FLAGS ................................................................................................. 424 9.5 FORMATIERUNG MIT MANIPULATOREN .................................................................................. 427 9.5.1 EIGENE MANIPULATOREN .................................................................................... 433 9.6 FEHLERBEHANDLUNG ........................................................................................................... 434 9.7 TYPUMWANDLUNG VON DATEIOBJEKTEN NACH BOOL ........................................................... 436 9.8 ARBEIT MIT DATEIEN ......................................................................................................... 437 9.8.1 POSITIONIERUNG IN DATEIEN ............................................................................... 438 9.8.2 LESEN UND SCHREIBEN IN DERSELBEN DATEI ....................................................... 438 9.9 UMLEITUNG AUF STRINGS .................................................................................................... 439 9.10 FORMATIERTE DATEN LESEN ................................................................................................. 440 9.10.1 EINGABE BENUTZERDEFINIERTER TYPEN ............................................................... 440 9.11 BLOCKWEISE LESEN UND SCHREIBEN ................................................................................... 442 9.11.1 VECTOR-OBJEKT BINAER LESEN UND SCHREIBEN ..................................................... 442 9.11.2 ARRAY-OBJEKT BINAER LESEN UND SCHREIBEN ........................................................ 444 9.11.3 MATRIX BINAER LESEN UND SCHREIBEN .................................................................. 445 10 DIE STANDARD TEMPLATE LIBRARY (STL) ............................................................... 447 10.1 CONTAINER, ITERATOREN, ALGORITHMEN .............................................................................. 448 10.2 ITERATOREN IM DETAIL ........................................................................................................ 453 10.3 BEISPIEL VERKETTETE LISTE ................................................................................................. 455 10.4 BEREICHE (RANGES) ............................................................................................................ 459 12 INHALT TEIL II: FORTGESCHRITTENE THEMEN ................................................................ 463 11 PERFORMANCE, WERT- UND REFERENZSEMANTIK ..................................................... 465 11.1 PERFORMANCEPROBLEM WERTSEMANTIK .............................................................................. 467 11.1.1 AUSLASSEN DER KOPIE ....................................................................................... 467 11.1.2 TEMPORAERE OBJEKTE BEI DER ZUWEISUNG .......................................................... 468 11.2 REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE ...................................................................................... 469 11.2.1 KATEGORIEN VON AUSDRUECKEN ........................................................................... 469 11.2.2 REFERENZEN AUF R- UND L-WERTE ..................................................................... 470 11.2.3 AUSWERTUNG VON REFERENZEN AUF R-WERTE ...................................................... 471 11.3 OPTIMIERUNG DURCH REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE ....................................................... 472 11.3.1 BEWEGENDER KONSTRUKTOR ................................................................................ 475 11.3.2 BEWEGENDER ZUWEISUNGSOPERATOR .................................................................. 475 11.4 DIE MOVE()-FUNKTION ...................................................................................................... 476 11.5 REFERENZEN AUF R-WERTE UND TEMPLATE-PARAMETER ...................................................... 478 11.5.1 AUSWERTUNG VON TEMPLATE-PARAMETERN - EIN UEBERBLICK ............................... 479 11.6 EIN EFFIZIENTER BINAERER PLUSOPERATOR .............................................................................. 480 11.6.1 ELIMINIEREN AUCH DES BEWEGENDEN KONSTRUKTORS ......................................... 481 11.6.2 KOPIEN TEMPORAERER OBJEKTE ELIMINIEREN ........................................................ 482 11.7 RULE OF THREE/FIVE/ZERO ................................................................................................... 483 11.7.1 RULE OF THREE .................................................................................................... 483 11.7.2 RULE OF FIVE ........................................................ 483 11.7.3 RULE OF ZERO ...................................................................................................... 484 12 LAMBDA-FUNKTIONEN .............................................................................................. 485 12.1 EIGENSCHAFTEN .................................................................................................................. 486 12.1.1 AEQUIVALENZ ZUM FUNKTIONSZEIGER .................................................................. 487 12.1.2 LAMBDA-FUNKTION UND KLASSE ........................................................................ 488 12.2 GENERISCHE LAMBDA-FUNKTIONEN ................................................................................... 489 12.2.1 GENERISCHE LAMBDA-FUNKTIONEN MIT TEMPLATES ............................................ 490 12.3 PARAMETERERFASSUNG MIT 0 ............................................................................................. 491 13 METAPROGRAMMIERUNG MIT TEMPLATES ................................................................ 493 13.1 GRUNDLAGEN ..................................................................................................................... 494 13.2 VARIADIC TEMPLATES: TEMPLATES MIT VARIABLER PARAMETERZAHL ...................................... 497 13.2.1 ABLAUF DER AUSWERTUNG DURCH DEN COMPILER ................................................ 497 13.2.2 ANZAHL DER PARAMETER ..................................................................................... 499 13.2.3 PARAMETEREXPANSION ....................................................................................... 499 INHALT 13 13.3 FOLD-EXPRESSIONS ............................................................................................................ 501 13.3.1 WEITERE VARIANTEN ........................................................................................... 502 13.3.2 FOLD-EXPRESSION MIT KOMMAOPERATOR ........................................................... 503 13.4 KLASSEN-TEMPLATE MIT VARIABLER STELLIGKEIT .................................................................. 505 13.5 TYPE TRAITS ...................................................................................................................... 505 13.5.1 WIE FUNKTIONIEREN TYPE TRAITS? * EIN BEISPIEL ............................................... 506 13.5.2 ABFRAGE VON EIGENSCHAFTEN ............................................................................ 509 13.5.3 ABFRAGE NUMERISCHER EIGENSCHAFTEN .............................................................. 511 13.5.4 TYPUMWANDLUNGEN ......................................................................................... 511 13.5.5 AUSWAHL WEITERER TRAITS .................................................................................. 512 13.6 CONCEPTS .......................................................................................................................... 514 14 REGULAERE AUSDRUECKE .............................................................................................. 519 14.1 ELEMENTE REGULAERER AUSDRUECKE ...................................................................................... 520 14.1.1 GREEDY ODER LAZY? ........................................................................................... 522 14.2 INTERAKTIVE AUSWERTUNG ................................................................................................. 524 14.3 AUSZUG DER REGEX-SCHNITTSTELLE .................................................................................... 527 14.4 VERARBEITUNG VON N ....................................................................................................... 528 14.5 ANWENDUNGEN ................................................................................................................. 530 15 THREADS UND COROUTINEN ....................................................................................... 531 15.1 ZEIT UND DAUER ............................................................................................................... 532 15.2 THREADS ............................................................................................................................ 533 15.2.1 AUTOMATISCH JOIN() .......................................................................................... 537 15.3 DIE KLASSE JTHREAD ........................................................................................................... 538 15.3.1 UEBERGABE EINES FUNKTORS ................................................................................ 540 15.3.2 THREAD-GROUP .................................................................................................. 542 15.4 SYNCHRONISATION KRITISCHER ABSCHNITTE ........................................................................ 543 15.4.1 DATA RACE ERKENNEN ......................................................................................... 546 15.5 THREAD-STEUERUNG: PAUSIEREN, FORTSETZEN, BEENDEN .................................................... 546 15.6 WARTEN AUF EREIGNISSE .................................................................................................... 550 15.7 ATOMARE VERAENDERUNG VON VARIABLEN ........................................................................... 556 15.8 ASYNCHRONE VERTEILTE BEARBEITUNG EINER AUFGABE ....................................................... 559 15.8.1 FUTURE UND ASYNC ............................................................................................. 559 15.8.2 PACKAGED_TASK UND FUTURE ............................................................................. 561 15.8.3 PROMISE UND FUTURE ......................................................................................... 562 15.9 THREAD-SICHERHEIT ........................................................................................................... 563 15.10 COROUTINEN ...................................................................................................................... 564 14 INHALT 16 GRAFISCHE BENUTZUNGSSCHNITTSTELLEN ................................................................. 569 16.1 EREIGNISGESTEUERTE PROGRAMMIERUNG .............................................................................. 570 16.2 GUI-PROGRAMMIERUNG MIT QT ......................................................................................... 571 16.2.1 INSTALLATION UND EINSATZ .................................................................................. 571 16.2.2 META-OBJEKTSYSTEM ......................................................................................... 572 16.2.3 DER PROGRAMMABLAUF ...................................................................................... 573 16.2.4 EREIGNIS AB FRAGEN ............................................................................................ 574 16.3 SIGNALE, SLOTS UND WIDGETS ............................................................................................ 575 16.4 DIALOG .............................................................................................................................. 584 16.5 QT ODER STANDARD-C++? ................................................................................................. 587 16.5.1 THREADS ............................................................................................................. 587 16.5.2 VERZEICHNISBAUM DURCHWANDERN .................................................................... 589 17 INTERNET-ANBINDUNG ............................................................................................... 591 17.1 PROTOKOLLE ........................................................................................................................ 592 17.2 ADRESSEN ........................................................................................................................... 592 17.3 SOCKET .............................................................................................................................. 595 17.3.1 BIDIREKTIONALE KOMMUNIKATION ....................................................................... 598 17.3.2 UDP-SOCKETS .................................................................................................... 600 17.3.3 ATOMUHR MIT UDP ABFRAGEN ........................................................................... 601 17.4 HTTP................................................................................................................................ 604 17.4.1 VERBINDUNG MIT GET ........................................ 605 17.4.2 VERBINDUNG MIT POST ..................................................................................... 610 17.5 MINI-WEBSERVER .............................................................................................................. 611 18 DATENBANKANBINDUNG ............................................................................................621 18.1 C++-INTERFACE .................................................................................................................. 622 18.2 ANWENDUNGSBEISPIEL ....................................................................................................... 625 TEIL III: AUSGEWAEHLTE METHODEN UND WERKZEUGE DER SOFTWAREENTWICKLUNG ................................................ 631 19 EFFIZIENTE PROGRAMMERZEUGUNG MIT MAKE ........................................................ 633 19.1 WIRKUNGSWEISE ............................................................................................................... 634 19.2 VARIABLEN UND MUSTER .................................................................................................... 636 19.3 UNIVERSELLES MAKEFILE FUER EINFACHE PROJEKTE ................................................................. 638 19.4 AUTOMATISCHE ERMITTLUNG VON ABHAENGIGKEITEN ........................................................... 639 19.4.1 MAKEFILES FUER VERSCHIEDENE BETRIEBSSYSTEME UND COMPILER .......................... 641 INHALT 15 19.4.2 GETRENNTE VERZEICHNISSE: SRC, OBJ, BIN .............................................................. 642 19.5 MAKEFILE FUER VERZEICHNISBAEUME .................................................................................... 643 19.5.1 NUR EIN MAKEFILE AUF PROJEKTEBENE ............................................................... 645 19.5.2 REKURSIVE MAKE-AUFRUFE ................................................................................ 646 19.6 ERZEUGEN VON BIBLIOTHEKEN ............................................................................................ 648 19.6.1 STATISCHE BIBLIOTHEKSMODULE ........................................................................... 648 19.6.2 DYNAMISCHE BIBLIOTHEKSMODULE ..................................................................... 650 19.7 WEITERE BUILD-TOOLS ........................................................................................................ 653 20 UNIT-TEST ................................................................................................................. 655 20.1 WERKZEUGE ...................................................................................................................... 656 20.2 TEST DRIVEN DEVELOPMENT .............................................................................................. 657 20.3 BOOST UNIT TEST FRAMEWORK ............................................................................................ 658 20.3.1 BEISPIEL: TESTGETRIEBENE ENTWICKLUNG EINER OPERATORFUNKTION .................... 660 20.3.2 FIXTURE .............................................................................................................. 665 20.3.3 TESTPROTOKOLL UND LOG-LEVEL ........................................................................... 666 20.3.4 PRUEF-MAKROS .................................................................................................... 667 20.3.5 KOMMANDOZEILEN-OPTIONEN ............................................................................ 671 TEIL IV: DAS C++-REZEPTBUCH: TIPPS UND LOESUNGEN FUER TYPISCHE AUFGABEN ............... 673 21 SICHERE PROGRAMMENTWICKLUNG ........................................................................... 675 21.1 REGELN ZUM DESIGN VON METHODEN ............................................................................... 675 21.2 DEFENSIVE PROGRAMMIERUNG ........................................................................................... 677 21.2.1 DOUBLE- UND FLOAT-WERTE RICHTIG VERGLEICHEN ................................................ 678 21.2.2 CONST UND CONSTEXPR VERWENDEN .................................................................... 679 21.2.3 ANWEISUNGEN NACH FOR/IF/WHILE EINKLAMMEM ............................................. 679 21.2.4 INT UND UNSIGNED/SIZE_T NICHT MISCHEN ........................................................ 679 21.2.5 SIZE_T ODER AUTO STATT UNSIGNED INT VERWENDEN ............................................. 679 21.2.6 POSTFIX++ MIT PRAEFIX++ IMPLEMENTIEREN ....................................................... 680 21.2.7 EIN DESTRUKTOR DARF KEINE EXCEPTION WERFEN ................................................ 681 21.2.8 EXPLICIT-TYPUMWANDLUNGSOPERATOR BEVORZUGEN .......................................... 681 21.2.9 EXPLICIT-KONSTRUKTOR FUER EINE TYPUMWANDLUNG BEVORZUGEN ....................... 681 21.2.10 LEERE STANDARDKONSTRUKTOREN VERMEIDEN ..................................................... 681 21.2.11 MIT OVERRIDE SCHREIBFEHLER REDUZIEREN ........................................................... 681 21.2.12 KOPIEREN UND ZUWEISUNG VERBIETEN .............................................................. 682 16 INHALT 21.2.13 VERERBUNG VERBIETEN ....................................................................................... 682 21.2.14 UEBERSCHREIBEN EINER VIRTUELLEN METHODE VERHINDERN ................................... 682 21.2.15 RULE OF ZERO BEACHTEN .................................................................................. 683 21.2.16 ONE DEFINITION RULE ......................................................................................... 683 21.2.17 DEFENSIV OBJEKTE LOESCHEN ............................................................................... 683 21.2.18 SPEICHERBESCHAFFUNG UND -FREIGABE KAPSELN ................................................. 684 21.2.19 PROGRAMMIERRICHTLINIENEINHALTEN ................................................................. 684 21.3 EXCEPTION-SICHERE BESCHAFFUNG VON RESSOURCEN .......................................................... 684 21.3.1 SICHERE VERWENDUNG VON UNIQUE_PTR UND SHARED_PTR .................................. 684 21.3.2 SO VERMEIDEN SIE NEW UND DELETE! ................................................................. 685 21.3.3 SHARED_PTR FUER ARRAYS KORREKT VERWENDEN .................................................... 685 21.3.4 UNIQUE_PTR FUER ARRAYS KORREKT VERWENDEN .................................................... 687 21.3.5 EXCEPTION-SICHERE FUNKTION ........................................................................... 687 21.3.6 EXCEPTION-SICHERER KONSTRUKTOR ..................................................................... 688 21.3.7 EXCEPTION-SICHERE ZUWEISUNG ........................................................................ 689 21.4 EMPFEHLUNGEN ZUR THREAD-PROGRAMMIERUNG ............................................................... 689 21.4.1 WARTEN AUF DIE FREIGABE VON RESSOURCEN ...................................................... 689 21.4.2 DEADLOCK-VERMEIDUNG ..................................................................................... 690 21.4.3 NOTIFY_ALL ODER NOTIFY_ONE? ............................................................................ 691 21.4.4 PERFORMANCE MIT THREADS VERBESSERN? ........................................................... 691 22 VON DER UML NACH C++ ............................................. 693 22.1 VERERBUNG ........................................................................................................................ 694 22.2 INTERFACE ANBIETEN UND NUTZEN ...................................................................................... 694 22.3 ASSOZIATION ..................................................................................................................... 696 22.3.1 AGGREGATION ...................................................................................................... 699 22.3.2 KOMPOSITION .................................................................................................... 700 23 ALGORITHMEN FUER VERSCHIEDENE AUFGABEN ........................................................... 701 23.1 ALGORITHMEN MIT STRINGS ............................................................................................... 702 23.1.1 STRING SPLITTEN ................................................................................................. 702 23.1.2 STRING IN ZAHL UMWANDELN .............................................................................. 703 23.1.3 ZAHL IN STRING UMWANDELN .............................................................................. 706 23.1.4 STRINGS SPRACHLICH RICHTIG SORTIEREN ............................................................... 706 23.1.5 UMWANDLUNG IN KLEIN- BZW. GROSSSCHREIBUNG ............................................... 708 23.1.6 STRINGS SPRACHLICH RICHTIG VERGLEICHEN ........................................................... 709 23.1.7 VON DER GROSS-/KLEINSCHREIBUNG UNABHAENGIGER ZEICHENVERGLEICH .............. 710 23.1.8 VON DER GROSS-/KLEINSCHREIBUNG UNABHAENGIGE SUCHE .................................. 710 INHALT 17 23.2 TEXTVERARBEITUNG ............................................................................................................ 712 23.2.1 DATEI DURCHSUCHEN .......................................................................................... 712 23.2.2 ERSETZUNGEN IN EINER DATEI ............................................................................. 713 23.2.3 LINES OF CODE (LOC) ERMITTELN ........................................................................ 715 23.2.4 ZEILEN, WOERTER UND ZEICHEN EINER DATEI ZAEHLEN ............................................. 717 23.2.5 CSV-DATEI LESEN .............................................................................................. 717 23.2.6 KREUZREFERENZLISTE ............................................................................................ 718 23.3 OPERATIONEN AUF FOLGEN ................................................................................................. 720 23.3.1 VEREINFACHUNGEN ............................................................................................. 720 23.3.2 FOLGE MIT GLEICHEN WERTEN INITIALISIEREN ....................................................... 722 23.3.3 FOLGE MIT WERTEN EINES GENERATORS INITIALISIEREN ......................................... 723 23.3.4 FOLGE MIT FORTLAUFENDEN WERTEN INITIALISIEREN .............................................. 723 23.3.5 SUMME UND PRODUKT ....................................................................................... 724 23.3.6 MITTELWERT UND STANDARDABWEICHUNG ............................................................. 725 23.3.7 SKALARPRODUKT ................................................................................................... 726 23.3.8 FOLGE DER TEILSUMMEN ODER -PRODUKTE .......................................................... 727 23.3.9 FOLGE DER DIFFERENZEN ...................................................................................... 728 23.3.10 KLEINSTES UND GROESSTES ELEMENT FINDEN ........................................................... 730 23.3.11 ELEMENTE ROTIEREN ............................................................................................ 731 23.3.12 ELEMENTE VERWUERFELN ....................................................................................... 732 23.3.13 DUBLETTEN ENTFERNEN ....................................................................................... 733 23.3.14 REIHENFOLGE UMDREHEN ................................................................................... 735 23.3.15 STICHPROBE ........................................................................................................ 736 23.3.16 ANZAHL DER ELEMENTE, DIE EINER BEDINGUNG GENUEGEN ................................... 737 23.3.17 GILT EIN PRAEDIKAT FUER ALLE, KEIN ODER WENIGSTENS EIN ELEMENT EINER FOLGE? . 738 23.3.18 PERMUTATIONEN ................................................................................................. 739 23.3.19 LEXIKOGRAFISCHER VERGLEICH ............................................................................. 742 23.4 SORTIEREN UND VERWANDTES ............................................................................................. 744 23.4.1 PARTITIONIEREN .................................................................................................. 744 23.4.2 SORTIEREN ........................................................................................................... 747 23.4.3 STABILES SORTIEREN ........................................................................................... 747 23.4.4 PARTIELLES SORTIEREN .......................................................................................... 749 23.4.5 DAS N.-GROESSTE ODER N.-KLEINSTE ELEMENT FINDEN ............................................ 750 23.4.6 VERSCHMELZEN (MERGE) .................................................................................... 752 23.5 SUCHEN UND FINDEN ........................................................................................................ 754 23.5.1 ELEMENT FINDEN ................................................................................................ 754 23.5.2 ELEMENT EINER MENGE IN DER FOLGE FINDEN .................................................... 755 18 INHALT 23.5.3 TEILFOLGE FINDEN ................................................................................................ 756 23.5.4 TEILFOLGE MIT SPEZIELLEM ALGORITHMUS FINDEN ................................................ 758 23.5.5 BESTIMMTE BENACHBARTE ELEMENTE FINDEN ....................................................... 759 23.5.6 BESTIMMTE AUFEINANDERFOLGENDE WERTE FINDEN ............................................... 760 23.5.7 BINAERE SUCHE .................................................................................................... 761 23.6 MENGENOPERATIONEN AUF SORTIERTEN STRUKTUREN ............................................................. 764 23.6.1 TEILMENGENRELATION ......................................................................................... 764 23.6.2 VEREINIGUNG ...................................................................................................... 765 23.6.3 SCHNITTMENGE ................................................................................................... 766 23.6.4 DIFFERENZ .......................................................................................................... 767 23.6.5 SYMMETRISCHE DIFFERENZ .................................................................................. 768 23.7 HEAP-ALGORITHMEN .......................................................................................................... 768 23.7.1 POP_HEAP .......................................................................................................... 770 23.7.2 PUSH_HEAP ........................................................................................................ 771 23.7.3 MAKE_HEAP ....................................................................................................... 771 23.7.4 SORT_HEAP .......................................................................................................... 772 23.7.5 IS_HEAP ............................................................................................................. 772 23.8 VERGLEICH VON CONTAINERN AUCH UNGLEICHEN TYPS ........................................................ 773 23.8.1 UNTERSCHIEDLICHE ELEMENTE FINDEN ................................................................. 773 23.8.2 PRUEFUNG AUF GLEICHE INHALTE ........................................................................... 775 23.9 RECHNEN MIT KOMPLEXEN ZAHLEN: DER C++- STANDARDTYP COMPLEX .............................. 776 23.10 VERMISCHTES ...................................................................... 778 23.10.1 ERKENNUNG EINES DATUMS ................................................................................ 778 23.10.2 ERKENNUNG EINER IPV4-ADRESSE ....................................................................... 780 23.10.3 ERZEUGEN VON ZUFALLSZAHLEN ........................................................................... 781 23.10.4 FOR_EACH - AUF JEDEM ELEMENT EINE FUNKTION AUSFUEHREN ........................... 786 23.10.5 VERSCHIEDENE MOEGLICHKEITEN, CONTAINER-BEREICHE ZU KOPIEREN .................... 787 23.10.6 VERTAUSCHEN VON ELEMENTEN, BEREICHEN UND CONTAINERN ............................ 790 23.10.7 ELEMENTE TRANSFORMIEREN ................................................................................ 791 23.10.8 ERSETZEN UND VARIANTEN .................................................................................. 792 23.10.9 ELEMENTE HERAUSFILTEM ................................................................................... 794 23.10.10 GRENZWERTE VON ZAHLTYPEN ............................................................................ 795 23.10.11 MINIMUM UND MAXIMUM ............................................................................... 796 23.10.12 WERT BEGRENZEN ................................................................................................ 798 23.10.13 GGT, KGV UND MITTE ......................................................................................... 799 23.11 PARALLELISIERBARE ALGORITHMEN ....................................................................................... 800 INHALT 19 24 DATEI- UND VERZEICHNISOPERATIONEN .................................................................... 803 24.1 UEBERSICHT ......................................................................................................................... 804 24.2 PFADOPERATIONEN .............................................................................................................. 805 24.3 DATEI ODER VERZEICHNIS LOESCHEN ...................................................................................... 806 24.4 DATEI ODER VERZEICHNIS KOPIEREN ................................................................................... 808 24.5 VERZEICHNIS ANLEGEN ....................................................................................................... 809 24.6 DATEI ODER VERZEICHNIS UMBENENNEN ............................................................................ 810 24.7 VERZEICHNIS ANZEIGEN ..................................................................................................... 811 24.8 VERZEICHNISBAUM ANZEIGEN ............................................................................................ 812 TEIL V: DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK ............................................................. 813 25 AUFBAU UND UEBERSICHT ........................................................................................... 815 25.1 AUSLASSUNGEN .................................................................................................................. 817 25.2 BEISPIELE DES BUCHS UND DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK ................................................ 819 26 HILFSFUNKTIONEN UND -KLASSEN .............................................................................. 821 26.1 UNTERSTUETZUNG DER REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE ....................................................... 821 26.2 PAARE ................................................................................................................................ 823 26.3 TUPEL ................................................................................................................................ 825 26.4 BITSET ................................................................................................................................ 827 26.5 INDEXFOLGEN ..................................................................................................................... 830 26.6 VARIANT STATT UNION ......................................................................................................... 831 26.7 FUNKTIONSOBJEKTE ............................................................................................................ 832 26.7.1 ARITHMETISCHE, VERGLEICHENDE UND LOGISCHE OPERATIONEN ............................ 832 26.7.2 BINDEN VON ARGUMENTWERTEN ......................................................................... 833 26.7.3 FUNKTIONEN IN OBJEKTE UMWANDELN ............................................................... 835 26.8 TEMPLATES FUER RATIONALE ZAHLEN ...................................................................................... 837 26.9 HUELLKLASSE FUER REFERENZEN .............................................................................................. 838 26.10 OPTIONALE OBJEKTE ........................................................................................................... 839 27 CONTAINER ................................................................................................................ 841 27.1 GEMEINSAME EIGENSCHAFTEN ........................................................................................... 843 27.1.1 REVERSIBLE CONTAINER ....................................................................................... 845 27.1.2 INITIALISIERUNGSLISTE (INITIALIZER_LIST) ............................................................... 846 27.1.3 KONSTRUKTION AN ORT UND STELLE ...................................................................... 847 27.2 SEQUENZEN ...................................................................................................................... 848 27.2.1 VECTOR ................................................................................................................ 849 20 INHALT 27.2.2 VECTOR BOOL ................................................................................................... 850 27.2.3 ARRAY ................................................................................................................. 851 27.2.4 LIST ..................................................................................................................... 854 27.2.5 DEQUE ............................................................................................................... 856 27.3 CONTAINER-ADAPTER .......................................................................................................... 858 27.3.1 STACK ................................................................................................................. 858 27.3.2 QUEUE ............................................................................................................... 859 27.3.3 PRIORITY_QUEUE ................................................................................................. 860 27.4 ASSOZIATIVE CONTAINER .................................................................................................... 862 27.4.1 SORTIERTE ASSOZIATIVE CONTAINER ....................................................................... 864 27.4.2 HASH-CONTAINER ................................................................................................ 872 27.5 SICHT AUF CONTAINER (SPAN) ............................................................................................. 879 28 ITERATOREN ............................................................................................................... 881 28.1 ITERATOR-KATEGORIEN ........................................................................................................ 882 28.1.1 ANWENDUNG VON TRAITS ................................................................................... 884 28.2 ABSTAND UND BEWEGEN ................................................................................................... 887 28.3 ZUGRIFF AUF ANFANG UND ENDE ....................................................................................... 888 28.3.1 REVERSE-ITERATOREN .......................................................................................... 889 28.4 INSERT-ITERATOREN .............................................................................................................. 890 28.5 STREAM-ITERATOREN ........................................................................................................... 892 29 ALGORITHMEN ............................................................ 895 29.1 ALGORITHMEN MIT PRAEDIKAT .............................................................................................. 896 29.2 UEBERSICHT ......................................................................................................................... 897 30 NATIONALE BESONDERHEITEN .................................................................................... 901 30.1 SPRACHUMGEBUNG FESTLEGEN UND AENDERN ...................................................................... 902 30.1.1 DIE LOCALE-FUNKTIONEN ..................................................................................... 903 30.2 ZEICHENSAETZE UND -CODIERUNG ......................................................................................... 904 30.3 ZEICHENKLASSIFIZIERUNG UND -UMWANDLUNG .................................................................. 909 30.4 KATEGORIEN ...................................................................................................................... 910 30.4.1 COLLATE ............................................................................................................... 910 30.4.2 CTYPE ................................................................................................................. 911 30.4.3 NUMERIC ............................................................................................................. 912 30.4.4 MONETARY .......................................................................................................... 914 30.4.5 TIME .................................................................................................................. 917 30.4.6 MESSAGES .......................................................................................................... 919 INHALT 21 30.5 KONSTRUKTION EIGENER FACETTEN ..................................................................................... 921 31 STRING ..................................................................................................................... 923 31.1 STRING_VIEW FUER STRING-LITERALE ...................................................................................... 933 32 SPEICHERMANAQEMENT .......................................................................................... 935 32.1 UNIQUE_PTR ...................................................................................................................... 935 32.2 SHARED_PTR ........................................................................................................................ 938 32.3 WEAK_PTR ......................................................................................................................... 940 32.4 NEW MIT SPEICHERORTANGABE .......................................................................................... 941 33 AUSGEWAEHLTE C-HEADER ........................................................................................ 943 33.1 CASSERT ......................................................................................................................... 943 33.2 CCTYPE ......................................................................................................................... 944 33.3 CMATH .......................................................................................................................... 945 33.4 CSTDDEF ......................................................................................................................... 946 33.5 CSTDLIB ......................................................................................................................... 946 33.6 CSTRING ......................................................................................................................... 947 33.7 CTIME .......................................................................................................................... 949 A ANHANG .................................................................................................................... 951 A.1 ASCII-TABELLE................................................................................................................. 951 A.2 C++-SCHLUESSELWOERTER .................................................................................................... 953 A.3 COMPILERBEFEHLE ............................................................................................................ 954 A.4 RANGFOLGE DER OPERATOREN ........................................................................................... 955 A.5 C++-ATTRIBUTE FUER DEN COMPILER .................................................................................. 957 A.6 LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................. 957 A.7 AENDERUNGEN IN DER 6. AUFLAGE .................................................................................... 967 GLOSSAR ............................................................................................................................. 969 LITERATURVERZEICHNIS ...................................................................................................... 979 REGISTER 983
adam_txt	VORWORT . 23 TEIL I: EINFUEHRUNG IN C++ . 25 1 ES GEHT LOS! . 27 1.1 HISTORISCHES . 27 1.2 ARTEN DER PROGRAMMIERUNG . 28 1.3 WERKZEUGE ZUM PROGRAMMIEREN . 29 1.4 DAS ERSTE PROGRAMM . 30 1.5 INTEGRIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG . 36 1.5.1 DAS ERSTE C++- PROJEKT MIT CODE::BLOCKS . 37 1.5.2 XCODE . 39 1.6 EINFACHE DATENTYPEN UND OPERATOREN . 40 1.6.1 AUSDRUCK . 40 1.6.2 NAMENSKONVENTIONEN . 41 1.6.3 GANZE ZAHLEN . 41 1.6.4 REELLE ZAHLEN . 49 1.6.5 KONSTANTEN . 53 1.6.6 ZEICHEN . 54 1.6.7 LOGISCHER DATENTYP BOOL . 57 1.6.8 REGELN ZUM BILDEN VON AUSDRUECKEN . 59 1.6.9 STANDARD-TYPUMWANDLUNGEN . 60 1.7 GUELTIGKEITSBEREICH UND SICHTBARKEIT . 62 6 INHALT 1.7.1 NAMESPACE STD . 63 1.8 KONTROLLSTRUKTUREN . 64 1.8.1 ANWEISUNGEN . 64 1.8.2 SEQUENZ (REIHUNG) . 66 1.8.3 AUSWAHL (SELEKTION, VERZWEIGUNG) . 66 1.8.4 FALLUNTERSCHEIDUNGEN MIT SWITCH . 72 1.8.5 WIEDERHOLUNGEN . 75 1.8.6 KONTROLLE MIT BREAK UND CONTINUE . 82 1.9 BENUTZERDEFINIERTE UND ZUSAMMENGESETZTE DATENTYPEN . 84 1.9.1 AUFZAEHLUNGSTYPEN . 85 1.9.2 STRUKTUREN . 87 1.9.3 DER C++- STANDARDTYP VECTOR . 89 1.9.4 ZEICHENKETTEN: DER C++- STANDARDTYP STRING . 94 1.9.5 CONTAINER UND SCHLEIFEN . 97 1.9.6 TYPERMITTLUNG MIT AUTO . 99 1.9.7 DEKLARATION EINER STRUKTURIERTEN BINDUNG MIT AUTO . 101 1.9.8 BITFELD UND UNION . 101 1.10 EINFACHE EIN- UND AUSGABE . 104 1.10.1 STANDARDEIN- UND -AUSGABE . 104 1.10.2 EIN- UND AUSGABE MIT DATEIEN . 107 1.11 GUTER PROGRAMMIERSTIL . 111 1.11.1 PROGRAMMIERRICHTLINIEN - DIE C++ CORE GUIDELINES . 112 1.11.2 WERKZEUG ZUR CODE-FORMATIERUNG . 112 2 PROGRAMMSTRUKTURIERUNG . 113 2.1 FUNKTIONEN . 114 2.1.1 AUFBAU UND PROTOTYPEN . 114 2.1.2 GUELTIGKEITSBEREICHE UND SICHTBARKEIT IN FUNKTIONEN . 116 2.1.3 LOKALE STATIC-VARIABLE: FUNKTION MIT GEDAECHTNIS . 117 2.2 SCHNITTSTELLEN ZUM DATENTRANSFER . 118 2.2.1 UEBERGABE PER WERT . 119 2.2.2 UEBERGABE PER REFERENZ . 121 2.2.3 GEFAHREN BEI DER RUECKGABE VON REFERENZEN . 123 2.2.4 VORGEGEBENE PARAMETERWERTE UND UNTERSCHIEDLICHE PARAMETERZAHL . 124 2.2.5 UEBERLADEN VON FUNKTIONEN . 125 2.2.6 FUNKTION MAIN() . 127 2.2.7 BEISPIEL TASCHENRECHNERSIMULATION . 128 INHALT 7 2.2.8 SPEZIFIKATION VON FUNKTIONEN . 133 2.2.9 REIHENFOLGE DER AUSWERTUNG VON ARGUMENTEN . 133 2.3 MAKROS . 133 2.3.1 #INCLUDE . 134 2.3.2 #DEFINE, #IF, #IFDEF, #IFNDEF, #ELIF, #ELSE, #ENDIF . 134 2.3.3 VERMEIDEN MEHRFACHER INKLUDIERUNG . 135 2.3.4 HASJNCLUDE . 136 2.3.5 TEXTERSETZUNG MIT #DEFINE . 137 2.3.6 UMWANDLUNG VON PARAMETERN IN ZEICHENKETTEN . 139 2.3.7 VERIFIZIEREN LOGISCHER ANNAHMEN ZUR LAUFZEIT . 139 2.3.8 VERIFIZIEREN LOGISCHER ANNAHMEN ZUR COMPILATIONSZEIT . 140 2.3.9 FEHLER OHNE PROGRAMMABBRUCH LOKALISIEREN . 140 2.4 MODULARE PROGRAMMGESTALTUNG . 141 2.4.1 PROJEKT: MEHRERE CPP-DATEIEN BILDEN EIN PROGRAMM . 142 2.4.2 UEBERSETZUNGSEINHEIT, DEKLARATION, DEFINITION . 144 2.4.3 DATEIUEBERGREIFENDE GUELTIGKEIT UND SICHTBARKEIT . 146 2.5 NAMENSRAEUME . 147 2.5.1 GUELTIGKEITSBEREICH AUF DATEI BESCHRAENKEN . 150 2.6 INLINE-FUNKTIONEN UND -VARIABLEN . 151 2.7 CONSTEXPR-FUNKTIONEN . 152 2.7.1 BERECHNUNG ZUR COMPILATIONSZEIT MIT CONSTEVAL . 154 2.8 RUECKGABETYP AUTO . 155 2.9 FUNKTIONS-TEMPLATES . 156 2.9.1 SPEZIALISIERUNG VON TEMPLATES . 158 2.9.2 EINBINDEN VON TEMPLATES . 159 2.10 C++-HEADER . 162 2.10.1 EINBINDEN VON C-FUNKTIONEN . 163 2.11 MODULE . 164 3 OBJEKTORIENTIERUNG 1 . 167 3.1 DATENTYP UND OBJEKT . 169 3.2 ABSTRAKTER DATENTYP . 169 3.3 KLASSEN . 171 3.3.1 CONST-OBJEKTE UND METHODEN . 174 3.3.2 INLINE-ELEMENTFUNKTIONEN . 175 3.4 INITIALISIERUNG UND KONSTRUKTOREN . 176 3.4.1 STANDARDKONSTRUKTOR . 176 8 INHALT 3.4.2 DIREKTE INITIALISIERUNG DER ATTRIBUTE . 177 3.4.3 ALLGEMEINE KONSTRUKTOREN . 178 3.4.4 KOPIERKONSTRUKTOR . 181 3.4.5 TYPUMWANDLUNGSKONSTRUKTOR . 184 3.4.6 KONSTRUKTOR UND MEHR VORGEBEN ODER VERBIETEN . 186 3.4.7 EINHEITLICHE INITIALISIERUNG UND SEQUENZKONSTRUKTOR . 187 3.4.8 DELEGIERENDER KONSTRUKTOR . 189 3.4.9 CONSTEXPR-KONSTRUKTOR UND -METHODEN . 190 3.5 BEISPIEL RATIONALE ZAHLEN . 194 3.5.1 AUFGABENSTELLUNG . 194 3.5.2 ENTWURF . 195 3.5.3 IMPLEMENTATION . 198 3.6 DESTRUKTOREN . 203 3.7 WIE KOMMT MAN ZU KLASSEN UND OBJEKTEN? EIN BEISPIEL . 205 3.8 GEGENSEITIGE ABHAENGIGKEIT VON KLASSEN . 210 4 ZEIGER . 213 4.1 ZEIGER UND ADRESSEN . 214 4.2 C-ARRAYS . 218 4.2.1 C-ARRAY, STD::SIZE() UND SIZEOF . 219 4.2.2 INITIALISIERUNG VON C-ARRAYS . 220 4.2.3 ZEIGERARITHMETIK . 220 4.2.4 INDEXOPERATOR BEI C-ARRAYS . 222 4.2.5 C-ARRAY ITERIEREN . 222 4.3 C-ZEICHENKETTEN . 223 4.3.1 SCHLEIFEN UND C-STRINGS . 226 4.4 DYNAMISCHE DATENOBJEKTE . 229 4.4.1 FREIGEBEN DYNAMISCHER OBJEKTE . 232 4.5 ZEIGER UND FUNKTIONEN . 235 4.5.1 PARAMETERUEBERGABE MIT ZEIGERN . 235 4.5.2 C-ARRAY ALS FUNKTIONSPARAMETER . 236 4.5.3 CONST UND ZEIGER-PARAMETER . 238 4.5.4 PARAMETER DES MAIN-PROGRAMMS . 239 4.5.5 GEFAHREN BEI DER RUECKGABE VON ZEIGERN . 239 4.6 THIS-ZEIGER . 240 4.7 MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS . 242 4.7.1 STATISCHE MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS . 242 INHALT 9 4.7.2 MEHRDIMENSIONALES C-ARRAY ALS FUNKTIONSPARAMETER . 243 4.7.3 DYNAMISCH ERZEUGTE MEHRDIMENSIONALE C-ARRAYS . 246 4.7.4 KLASSE FUER DYNAMISCHE ZWEIDIMENSIONALE ARRAYS . 249 4.8 BINAERE EIN-/AUSGABE . 255 4.9 ZEIGER AUF FUNKTIONEN . 258 4.10 TYPUMWANDLUNGEN FUER ZEIGER . 262 4.11 ZEIGER AUF ELEMENTFUNKTIONEN UND -DATEN . 263 4.12 KOMPLEXE DEKLARATIONEN LESEN . 264 4.12.1 LESBARKEIT MIT TYPEDEF UND USING VERBESSERN . 265 4.13 ALTERNATIVE ZU ROHEN ZEIGERN, NEW UND DELETE . 267 5 OBJEKTORIENTIERUNG 2 . 271 5.1 EINE STRING-KLASSE . 271 5.1.1 FRIEND-FUNKTIONEN . 277 5.2 STRING-ANSICHT . 278 5.3 TYPBESTIMMUNG MIT DECLTYPE UND DECLVAL . 280 5.4 KLASSENSPEZIFISCHE DATEN UND FUNKTIONEN . 284 5.4.1 KLASSENSPEZIFISCHE KONSTANTE . 288 5.5 KLASSEN-TEMPLATES . 291 5.5.1 EIN STACK-TEMPLATE . 291 5.5.2 STACK MIT STATISCH FESTGELEGTER GROESSE . 293 5.6 CODE BLOAT BEI DER INSTANZIIERUNG VON TEMPLATES VERMEIDEN . 295 5.6.1 EXTEM-TEMPLATE . 295 6 VERERBUNG . 297 6.1 VERERBUNG UND INITIALISIERUNG . 302 6.2 ZUGRIFFSSCHUTZ . 303 6.3 TYPBEZIEHUNG ZWISCHEN OBER- UND UNTERKLASSE . 306 6.4 OBERKLASSEN-SCHNITTSTELLE VERWENDEN . 307 6.4.1 KONSTRUKTOR ERBEN . 308 6.5 UEBERSCHREIBEN VON FUNKTIONEN IN ABGELEITETEN KLASSEN . 310 6.5.1 VIRTUELLE FUNKTIONEN . 311 6.5.2 ABSTRAKTE KLASSEN . 315 6.5.3 VIRTUELLER DESTRUKTOR . 320 6.5.4 VERERBUNG VERBIETEN . 322 6.5.5 PRIVATE VIRTUELLE FUNKTIONEN . 324 6.6 PROBLEME DER MODELLIERUNG MIT VERERBUNG . 325 6.7 MEHRFACHVERERBUNG . 328 10 INHALT 6.7.1 NAMENSKONFLIKTE . 331 6.7.2 VIRTUELLE BASISKLASSEN . 332 6.8 STANDARD-TYPUMWANDLUNGSOPERATOREN . 335 6.9 TYPINFORMATIONEN ZUR LAUFZEIT . 338 6.10 PRIVATE- UND PROTECTED-VERERBUNG . 340 7 FEHLERBEHANDLUNG . 343 7.1 AUSNAHMEBEHANDLUNG . 345 7.1.1 EXCEPTION-SPEZIFIKATION IN DEKLARATIONEN . 348 7.1.2 EXCEPTION-HIERARCHIE IN C++ . 349 7.1.3 BESONDERE FEHLERBEHANDLUNGSFUNKTIONEN . 351 7.1.4 ARITHMETISCHE FEHLER/DIVISION DURCH 0 . 352 7.2 SPEICHERBESCHAFFUNG MIT NEW . 354 7.3 EXCEPTION-SICHERHEIT . 355 8 UEBERLADEN VON OPERATOREN . 357 8.1 RATIONALE ZAHLEN - NOCH EINMAL . 359 8.1.1 ARITHMETISCHE OPERATOREN . 359 8.1.2 AUSGABEOPERATOR . 361 8.2 EINE KLASSE FUER VEKTOREN . 363 8.2.1 INDEX-OPERATOR [ ] . 366 8.2.2 ZUWEISUNGSOPERATOR = . 369 8.2.3 MATHEMATISCHE VEKTOREN . 371 8.2.4 MULTIPLIKATIONSOPERATOR . 372 8.3 INKREMENT-OPERATOR ++ . 374 8.4 TYPUMWANDLUNGSOPERATOR . 378 8.5 SMART POINTER: OPERATOREN - UND * . 380 8.5.1 SMART POINTER UND DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK . 385 8.6 OBJEKT ALS FUNKTION . 386 8.7 SPACESHIP-OPERATOR = . 388 8.7.1 ORDNUNGEN IN C++ . 389 8.7.2 AUTOMATISCHE ERZEUGUNG DER VERGLEICHSOPERATOREN . 390 8.7.3 KLASSENSPEZIFISCHE SORTIERUNG . 391 8.7.4 FREIE FUNKTIONEN STATT ELEMENTFUNKTIONEN . 392 8.8 NEW UND DELETE UEBERLADEN . 393 8.8.1 UNTERSCHEIDUNG ZWISCHEN HEAP- UND STACK-OBJEKTEN . 397 8.8.2 EMPFEHLUNGEN IM UMGANG MIT NEW UND DELETE . 399 8.9 OPERATOREN FUER LITERALE . 399 INHALT 11 8.9.1 STRINGLITERALE . 400 8.9.2 BENUTZERDEFINIERTE LITERALE . 401 8.10 OPERATOREN [] UND () FUER MATRIZEN . 403 8.10.1 ZWEIDIMENSIONALE MATRIX ALS VEKTOR VON VEKTOREN . 404 8.10.2 ZWEIDIMENSIONALE MATRIX MIT ZUSAMMENHAENGENDEM SPEICHER . 406 8.11 ZUWEISUNG UND VERGLEICH BEI VERERBUNG . 409 8.11.1 POLYMORPHER VERGLEICH . 410 8.11.2 KOPIE MIT CLONE()-METHODE ERZEUGEN . 410 8.11.3 KOPIE MIT ZUWEISUNGSOPERATOR ERZEUGEN . 410 9 DATEIEN UND STROEME . 413 9.1 EINGABE . 415 9.2 AUSGABE . 417 9.3 FORMATIERUNG MIT STD::FORMAT . 419 9.3.1 SYNTAX FUER PLATZHALTER . 419 9.3.2 FORMATIERUNG EIGENER DATENTYPEN . 423 9.4 FORMATIERUNG MIT FLAGS . 424 9.5 FORMATIERUNG MIT MANIPULATOREN . 427 9.5.1 EIGENE MANIPULATOREN . 433 9.6 FEHLERBEHANDLUNG . 434 9.7 TYPUMWANDLUNG VON DATEIOBJEKTEN NACH BOOL . 436 9.8 ARBEIT MIT DATEIEN . 437 9.8.1 POSITIONIERUNG IN DATEIEN . 438 9.8.2 LESEN UND SCHREIBEN IN DERSELBEN DATEI . 438 9.9 UMLEITUNG AUF STRINGS . 439 9.10 FORMATIERTE DATEN LESEN . 440 9.10.1 EINGABE BENUTZERDEFINIERTER TYPEN . 440 9.11 BLOCKWEISE LESEN UND SCHREIBEN . 442 9.11.1 VECTOR-OBJEKT BINAER LESEN UND SCHREIBEN . 442 9.11.2 ARRAY-OBJEKT BINAER LESEN UND SCHREIBEN . 444 9.11.3 MATRIX BINAER LESEN UND SCHREIBEN . 445 10 DIE STANDARD TEMPLATE LIBRARY (STL) . 447 10.1 CONTAINER, ITERATOREN, ALGORITHMEN . 448 10.2 ITERATOREN IM DETAIL . 453 10.3 BEISPIEL VERKETTETE LISTE . 455 10.4 BEREICHE (RANGES) . 459 12 INHALT TEIL II: FORTGESCHRITTENE THEMEN . 463 11 PERFORMANCE, WERT- UND REFERENZSEMANTIK . 465 11.1 PERFORMANCEPROBLEM WERTSEMANTIK . 467 11.1.1 AUSLASSEN DER KOPIE . 467 11.1.2 TEMPORAERE OBJEKTE BEI DER ZUWEISUNG . 468 11.2 REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE . 469 11.2.1 KATEGORIEN VON AUSDRUECKEN . 469 11.2.2 REFERENZEN AUF R- UND L-WERTE . 470 11.2.3 AUSWERTUNG VON REFERENZEN AUF R-WERTE . 471 11.3 OPTIMIERUNG DURCH REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE . 472 11.3.1 BEWEGENDER KONSTRUKTOR . 475 11.3.2 BEWEGENDER ZUWEISUNGSOPERATOR . 475 11.4 DIE MOVE()-FUNKTION . 476 11.5 REFERENZEN AUF R-WERTE UND TEMPLATE-PARAMETER . 478 11.5.1 AUSWERTUNG VON TEMPLATE-PARAMETERN - EIN UEBERBLICK . 479 11.6 EIN EFFIZIENTER BINAERER PLUSOPERATOR . 480 11.6.1 ELIMINIEREN AUCH DES BEWEGENDEN KONSTRUKTORS . 481 11.6.2 KOPIEN TEMPORAERER OBJEKTE ELIMINIEREN . 482 11.7 RULE OF THREE/FIVE/ZERO . 483 11.7.1 RULE OF THREE . 483 11.7.2 RULE OF FIVE . 483 11.7.3 RULE OF ZERO . 484 12 LAMBDA-FUNKTIONEN . 485 12.1 EIGENSCHAFTEN . 486 12.1.1 AEQUIVALENZ ZUM FUNKTIONSZEIGER . 487 12.1.2 LAMBDA-FUNKTION UND KLASSE . 488 12.2 GENERISCHE LAMBDA-FUNKTIONEN . 489 12.2.1 GENERISCHE LAMBDA-FUNKTIONEN MIT TEMPLATES . 490 12.3 PARAMETERERFASSUNG MIT 0 . 491 13 METAPROGRAMMIERUNG MIT TEMPLATES . 493 13.1 GRUNDLAGEN . 494 13.2 VARIADIC TEMPLATES: TEMPLATES MIT VARIABLER PARAMETERZAHL . 497 13.2.1 ABLAUF DER AUSWERTUNG DURCH DEN COMPILER . 497 13.2.2 ANZAHL DER PARAMETER . 499 13.2.3 PARAMETEREXPANSION . 499 INHALT 13 13.3 FOLD-EXPRESSIONS . 501 13.3.1 WEITERE VARIANTEN . 502 13.3.2 FOLD-EXPRESSION MIT KOMMAOPERATOR . 503 13.4 KLASSEN-TEMPLATE MIT VARIABLER STELLIGKEIT . 505 13.5 TYPE TRAITS . 505 13.5.1 WIE FUNKTIONIEREN TYPE TRAITS? * EIN BEISPIEL . 506 13.5.2 ABFRAGE VON EIGENSCHAFTEN . 509 13.5.3 ABFRAGE NUMERISCHER EIGENSCHAFTEN . 511 13.5.4 TYPUMWANDLUNGEN . 511 13.5.5 AUSWAHL WEITERER TRAITS . 512 13.6 CONCEPTS . 514 14 REGULAERE AUSDRUECKE . 519 14.1 ELEMENTE REGULAERER AUSDRUECKE . 520 14.1.1 GREEDY ODER LAZY? . 522 14.2 INTERAKTIVE AUSWERTUNG . 524 14.3 AUSZUG DER REGEX-SCHNITTSTELLE . 527 14.4 VERARBEITUNG VON \N . 528 14.5 ANWENDUNGEN . 530 15 THREADS UND COROUTINEN . 531 15.1 ZEIT UND DAUER . 532 15.2 THREADS . 533 15.2.1 AUTOMATISCH JOIN() . 537 15.3 DIE KLASSE JTHREAD . 538 15.3.1 UEBERGABE EINES FUNKTORS . 540 15.3.2 THREAD-GROUP . 542 15.4 SYNCHRONISATION KRITISCHER ABSCHNITTE . 543 15.4.1 DATA RACE ERKENNEN . 546 15.5 THREAD-STEUERUNG: PAUSIEREN, FORTSETZEN, BEENDEN . 546 15.6 WARTEN AUF EREIGNISSE . 550 15.7 ATOMARE VERAENDERUNG VON VARIABLEN . 556 15.8 ASYNCHRONE VERTEILTE BEARBEITUNG EINER AUFGABE . 559 15.8.1 FUTURE UND ASYNC . 559 15.8.2 PACKAGED_TASK UND FUTURE . 561 15.8.3 PROMISE UND FUTURE . 562 15.9 THREAD-SICHERHEIT . 563 15.10 COROUTINEN . 564 14 INHALT 16 GRAFISCHE BENUTZUNGSSCHNITTSTELLEN . 569 16.1 EREIGNISGESTEUERTE PROGRAMMIERUNG . 570 16.2 GUI-PROGRAMMIERUNG MIT QT . 571 16.2.1 INSTALLATION UND EINSATZ . 571 16.2.2 META-OBJEKTSYSTEM . 572 16.2.3 DER PROGRAMMABLAUF . 573 16.2.4 EREIGNIS AB FRAGEN . 574 16.3 SIGNALE, SLOTS UND WIDGETS . 575 16.4 DIALOG . 584 16.5 QT ODER STANDARD-C++? . 587 16.5.1 THREADS . 587 16.5.2 VERZEICHNISBAUM DURCHWANDERN . 589 17 INTERNET-ANBINDUNG . 591 17.1 PROTOKOLLE . 592 17.2 ADRESSEN . 592 17.3 SOCKET . 595 17.3.1 BIDIREKTIONALE KOMMUNIKATION . 598 17.3.2 UDP-SOCKETS . 600 17.3.3 ATOMUHR MIT UDP ABFRAGEN . 601 17.4 HTTP. 604 17.4.1 VERBINDUNG MIT GET . 605 17.4.2 VERBINDUNG MIT POST . 610 17.5 MINI-WEBSERVER . 611 18 DATENBANKANBINDUNG .621 18.1 C++-INTERFACE . 622 18.2 ANWENDUNGSBEISPIEL . 625 TEIL III: AUSGEWAEHLTE METHODEN UND WERKZEUGE DER SOFTWAREENTWICKLUNG . 631 19 EFFIZIENTE PROGRAMMERZEUGUNG MIT MAKE . 633 19.1 WIRKUNGSWEISE . 634 19.2 VARIABLEN UND MUSTER . 636 19.3 UNIVERSELLES MAKEFILE FUER EINFACHE PROJEKTE . 638 19.4 AUTOMATISCHE ERMITTLUNG VON ABHAENGIGKEITEN . 639 19.4.1 MAKEFILES FUER VERSCHIEDENE BETRIEBSSYSTEME UND COMPILER . 641 INHALT 15 19.4.2 GETRENNTE VERZEICHNISSE: SRC, OBJ, BIN . 642 19.5 MAKEFILE FUER VERZEICHNISBAEUME . 643 19.5.1 NUR EIN MAKEFILE AUF PROJEKTEBENE . 645 19.5.2 REKURSIVE MAKE-AUFRUFE . 646 19.6 ERZEUGEN VON BIBLIOTHEKEN . 648 19.6.1 STATISCHE BIBLIOTHEKSMODULE . 648 19.6.2 DYNAMISCHE BIBLIOTHEKSMODULE . 650 19.7 WEITERE BUILD-TOOLS . 653 20 UNIT-TEST . 655 20.1 WERKZEUGE . 656 20.2 TEST DRIVEN DEVELOPMENT . 657 20.3 BOOST UNIT TEST FRAMEWORK . 658 20.3.1 BEISPIEL: TESTGETRIEBENE ENTWICKLUNG EINER OPERATORFUNKTION . 660 20.3.2 FIXTURE . 665 20.3.3 TESTPROTOKOLL UND LOG-LEVEL . 666 20.3.4 PRUEF-MAKROS . 667 20.3.5 KOMMANDOZEILEN-OPTIONEN . 671 TEIL IV: DAS C++-REZEPTBUCH: TIPPS UND LOESUNGEN FUER TYPISCHE AUFGABEN . 673 21 SICHERE PROGRAMMENTWICKLUNG . 675 21.1 REGELN ZUM DESIGN VON METHODEN . 675 21.2 DEFENSIVE PROGRAMMIERUNG . 677 21.2.1 DOUBLE- UND FLOAT-WERTE RICHTIG VERGLEICHEN . 678 21.2.2 CONST UND CONSTEXPR VERWENDEN . 679 21.2.3 ANWEISUNGEN NACH FOR/IF/WHILE EINKLAMMEM . 679 21.2.4 INT UND UNSIGNED/SIZE_T NICHT MISCHEN . 679 21.2.5 SIZE_T ODER AUTO STATT UNSIGNED INT VERWENDEN . 679 21.2.6 POSTFIX++ MIT PRAEFIX++ IMPLEMENTIEREN . 680 21.2.7 EIN DESTRUKTOR DARF KEINE EXCEPTION WERFEN . 681 21.2.8 EXPLICIT-TYPUMWANDLUNGSOPERATOR BEVORZUGEN . 681 21.2.9 EXPLICIT-KONSTRUKTOR FUER EINE TYPUMWANDLUNG BEVORZUGEN . 681 21.2.10 LEERE STANDARDKONSTRUKTOREN VERMEIDEN . 681 21.2.11 MIT OVERRIDE SCHREIBFEHLER REDUZIEREN . 681 21.2.12 KOPIEREN UND ZUWEISUNG VERBIETEN . 682 16 INHALT 21.2.13 VERERBUNG VERBIETEN . 682 21.2.14 UEBERSCHREIBEN EINER VIRTUELLEN METHODE VERHINDERN . 682 21.2.15 RULE OF ZERO BEACHTEN . 683 21.2.16 ONE DEFINITION RULE . 683 21.2.17 DEFENSIV OBJEKTE LOESCHEN . 683 21.2.18 SPEICHERBESCHAFFUNG UND -FREIGABE KAPSELN . 684 21.2.19 PROGRAMMIERRICHTLINIENEINHALTEN . 684 21.3 EXCEPTION-SICHERE BESCHAFFUNG VON RESSOURCEN . 684 21.3.1 SICHERE VERWENDUNG VON UNIQUE_PTR UND SHARED_PTR . 684 21.3.2 SO VERMEIDEN SIE NEW UND DELETE! . 685 21.3.3 SHARED_PTR FUER ARRAYS KORREKT VERWENDEN . 685 21.3.4 UNIQUE_PTR FUER ARRAYS KORREKT VERWENDEN . 687 21.3.5 EXCEPTION-SICHERE FUNKTION . 687 21.3.6 EXCEPTION-SICHERER KONSTRUKTOR . 688 21.3.7 EXCEPTION-SICHERE ZUWEISUNG . 689 21.4 EMPFEHLUNGEN ZUR THREAD-PROGRAMMIERUNG . 689 21.4.1 WARTEN AUF DIE FREIGABE VON RESSOURCEN . 689 21.4.2 DEADLOCK-VERMEIDUNG . 690 21.4.3 NOTIFY_ALL ODER NOTIFY_ONE? . 691 21.4.4 PERFORMANCE MIT THREADS VERBESSERN? . 691 22 VON DER UML NACH C++ . 693 22.1 VERERBUNG . 694 22.2 INTERFACE ANBIETEN UND NUTZEN . 694 22.3 ASSOZIATION . 696 22.3.1 AGGREGATION . 699 22.3.2 KOMPOSITION . 700 23 ALGORITHMEN FUER VERSCHIEDENE AUFGABEN . 701 23.1 ALGORITHMEN MIT STRINGS . 702 23.1.1 STRING SPLITTEN . 702 23.1.2 STRING IN ZAHL UMWANDELN . 703 23.1.3 ZAHL IN STRING UMWANDELN . 706 23.1.4 STRINGS SPRACHLICH RICHTIG SORTIEREN . 706 23.1.5 UMWANDLUNG IN KLEIN- BZW. GROSSSCHREIBUNG . 708 23.1.6 STRINGS SPRACHLICH RICHTIG VERGLEICHEN . 709 23.1.7 VON DER GROSS-/KLEINSCHREIBUNG UNABHAENGIGER ZEICHENVERGLEICH . 710 23.1.8 VON DER GROSS-/KLEINSCHREIBUNG UNABHAENGIGE SUCHE . 710 INHALT 17 23.2 TEXTVERARBEITUNG . 712 23.2.1 DATEI DURCHSUCHEN . 712 23.2.2 ERSETZUNGEN IN EINER DATEI . 713 23.2.3 LINES OF CODE (LOC) ERMITTELN . 715 23.2.4 ZEILEN, WOERTER UND ZEICHEN EINER DATEI ZAEHLEN . 717 23.2.5 CSV-DATEI LESEN . 717 23.2.6 KREUZREFERENZLISTE . 718 23.3 OPERATIONEN AUF FOLGEN . 720 23.3.1 VEREINFACHUNGEN . 720 23.3.2 FOLGE MIT GLEICHEN WERTEN INITIALISIEREN . 722 23.3.3 FOLGE MIT WERTEN EINES GENERATORS INITIALISIEREN . 723 23.3.4 FOLGE MIT FORTLAUFENDEN WERTEN INITIALISIEREN . 723 23.3.5 SUMME UND PRODUKT . 724 23.3.6 MITTELWERT UND STANDARDABWEICHUNG . 725 23.3.7 SKALARPRODUKT . 726 23.3.8 FOLGE DER TEILSUMMEN ODER -PRODUKTE . 727 23.3.9 FOLGE DER DIFFERENZEN . 728 23.3.10 KLEINSTES UND GROESSTES ELEMENT FINDEN . 730 23.3.11 ELEMENTE ROTIEREN . 731 23.3.12 ELEMENTE VERWUERFELN . 732 23.3.13 DUBLETTEN ENTFERNEN . 733 23.3.14 REIHENFOLGE UMDREHEN . 735 23.3.15 STICHPROBE . 736 23.3.16 ANZAHL DER ELEMENTE, DIE EINER BEDINGUNG GENUEGEN . 737 23.3.17 GILT EIN PRAEDIKAT FUER ALLE, KEIN ODER WENIGSTENS EIN ELEMENT EINER FOLGE? . 738 23.3.18 PERMUTATIONEN . 739 23.3.19 LEXIKOGRAFISCHER VERGLEICH . 742 23.4 SORTIEREN UND VERWANDTES . 744 23.4.1 PARTITIONIEREN . 744 23.4.2 SORTIEREN . 747 23.4.3 STABILES SORTIEREN . 747 23.4.4 PARTIELLES SORTIEREN . 749 23.4.5 DAS N.-GROESSTE ODER N.-KLEINSTE ELEMENT FINDEN . 750 23.4.6 VERSCHMELZEN (MERGE) . 752 23.5 SUCHEN UND FINDEN . 754 23.5.1 ELEMENT FINDEN . 754 23.5.2 ELEMENT EINER MENGE IN DER FOLGE FINDEN . 755 18 INHALT 23.5.3 TEILFOLGE FINDEN . 756 23.5.4 TEILFOLGE MIT SPEZIELLEM ALGORITHMUS FINDEN . 758 23.5.5 BESTIMMTE BENACHBARTE ELEMENTE FINDEN . 759 23.5.6 BESTIMMTE AUFEINANDERFOLGENDE WERTE FINDEN . 760 23.5.7 BINAERE SUCHE . 761 23.6 MENGENOPERATIONEN AUF SORTIERTEN STRUKTUREN . 764 23.6.1 TEILMENGENRELATION . 764 23.6.2 VEREINIGUNG . 765 23.6.3 SCHNITTMENGE . 766 23.6.4 DIFFERENZ . 767 23.6.5 SYMMETRISCHE DIFFERENZ . 768 23.7 HEAP-ALGORITHMEN . 768 23.7.1 POP_HEAP . 770 23.7.2 PUSH_HEAP . 771 23.7.3 MAKE_HEAP . 771 23.7.4 SORT_HEAP . 772 23.7.5 IS_HEAP . 772 23.8 VERGLEICH VON CONTAINERN AUCH UNGLEICHEN TYPS . 773 23.8.1 UNTERSCHIEDLICHE ELEMENTE FINDEN . 773 23.8.2 PRUEFUNG AUF GLEICHE INHALTE . 775 23.9 RECHNEN MIT KOMPLEXEN ZAHLEN: DER C++- STANDARDTYP COMPLEX . 776 23.10 VERMISCHTES . 778 23.10.1 ERKENNUNG EINES DATUMS . 778 23.10.2 ERKENNUNG EINER IPV4-ADRESSE . 780 23.10.3 ERZEUGEN VON ZUFALLSZAHLEN . 781 23.10.4 FOR_EACH - AUF JEDEM ELEMENT EINE FUNKTION AUSFUEHREN . 786 23.10.5 VERSCHIEDENE MOEGLICHKEITEN, CONTAINER-BEREICHE ZU KOPIEREN . 787 23.10.6 VERTAUSCHEN VON ELEMENTEN, BEREICHEN UND CONTAINERN . 790 23.10.7 ELEMENTE TRANSFORMIEREN . 791 23.10.8 ERSETZEN UND VARIANTEN . 792 23.10.9 ELEMENTE HERAUSFILTEM . 794 23.10.10 GRENZWERTE VON ZAHLTYPEN . 795 23.10.11 MINIMUM UND MAXIMUM . 796 23.10.12 WERT BEGRENZEN . 798 23.10.13 GGT, KGV UND MITTE . 799 23.11 PARALLELISIERBARE ALGORITHMEN . 800 INHALT 19 24 DATEI- UND VERZEICHNISOPERATIONEN . 803 24.1 UEBERSICHT . 804 24.2 PFADOPERATIONEN . 805 24.3 DATEI ODER VERZEICHNIS LOESCHEN . 806 24.4 DATEI ODER VERZEICHNIS KOPIEREN . 808 24.5 VERZEICHNIS ANLEGEN . 809 24.6 DATEI ODER VERZEICHNIS UMBENENNEN . 810 24.7 VERZEICHNIS ANZEIGEN . 811 24.8 VERZEICHNISBAUM ANZEIGEN . 812 TEIL V: DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK . 813 25 AUFBAU UND UEBERSICHT . 815 25.1 AUSLASSUNGEN . 817 25.2 BEISPIELE DES BUCHS UND DIE C++-STANDARDBIBLIOTHEK . 819 26 HILFSFUNKTIONEN UND -KLASSEN . 821 26.1 UNTERSTUETZUNG DER REFERENZSEMANTIK FUER R-WERTE . 821 26.2 PAARE . 823 26.3 TUPEL . 825 26.4 BITSET . 827 26.5 INDEXFOLGEN . 830 26.6 VARIANT STATT UNION . 831 26.7 FUNKTIONSOBJEKTE . 832 26.7.1 ARITHMETISCHE, VERGLEICHENDE UND LOGISCHE OPERATIONEN . 832 26.7.2 BINDEN VON ARGUMENTWERTEN . 833 26.7.3 FUNKTIONEN IN OBJEKTE UMWANDELN . 835 26.8 TEMPLATES FUER RATIONALE ZAHLEN . 837 26.9 HUELLKLASSE FUER REFERENZEN . 838 26.10 OPTIONALE OBJEKTE . 839 27 CONTAINER . 841 27.1 GEMEINSAME EIGENSCHAFTEN . 843 27.1.1 REVERSIBLE CONTAINER . 845 27.1.2 INITIALISIERUNGSLISTE (INITIALIZER_LIST) . 846 27.1.3 KONSTRUKTION AN ORT UND STELLE . 847 27.2 SEQUENZEN . 848 27.2.1 VECTOR . 849 20 INHALT 27.2.2 VECTOR BOOL . 850 27.2.3 ARRAY . 851 27.2.4 LIST . 854 27.2.5 DEQUE . 856 27.3 CONTAINER-ADAPTER . 858 27.3.1 STACK . 858 27.3.2 QUEUE . 859 27.3.3 PRIORITY_QUEUE . 860 27.4 ASSOZIATIVE CONTAINER . 862 27.4.1 SORTIERTE ASSOZIATIVE CONTAINER . 864 27.4.2 HASH-CONTAINER . 872 27.5 SICHT AUF CONTAINER (SPAN) . 879 28 ITERATOREN . 881 28.1 ITERATOR-KATEGORIEN . 882 28.1.1 ANWENDUNG VON TRAITS . 884 28.2 ABSTAND UND BEWEGEN . 887 28.3 ZUGRIFF AUF ANFANG UND ENDE . 888 28.3.1 REVERSE-ITERATOREN . 889 28.4 INSERT-ITERATOREN . 890 28.5 STREAM-ITERATOREN . 892 29 ALGORITHMEN . 895 29.1 ALGORITHMEN MIT PRAEDIKAT . 896 29.2 UEBERSICHT . 897 30 NATIONALE BESONDERHEITEN . 901 30.1 SPRACHUMGEBUNG FESTLEGEN UND AENDERN . 902 30.1.1 DIE LOCALE-FUNKTIONEN . 903 30.2 ZEICHENSAETZE UND -CODIERUNG . 904 30.3 ZEICHENKLASSIFIZIERUNG UND -UMWANDLUNG . 909 30.4 KATEGORIEN . 910 30.4.1 COLLATE . 910 30.4.2 CTYPE . 911 30.4.3 NUMERIC . 912 30.4.4 MONETARY . 914 30.4.5 TIME . 917 30.4.6 MESSAGES . 919 INHALT 21 30.5 KONSTRUKTION EIGENER FACETTEN . 921 31 STRING . 923 31.1 STRING_VIEW FUER STRING-LITERALE . 933 32 SPEICHERMANAQEMENT . 935 32.1 UNIQUE_PTR . 935 32.2 SHARED_PTR . 938 32.3 WEAK_PTR . 940 32.4 NEW MIT SPEICHERORTANGABE . 941 33 AUSGEWAEHLTE C-HEADER . 943 33.1 CASSERT . 943 33.2 CCTYPE . 944 33.3 CMATH . 945 33.4 CSTDDEF . 946 33.5 CSTDLIB . 946 33.6 CSTRING . 947 33.7 CTIME . 949 A ANHANG . 951 A.1 ASCII-TABELLE. 951 A.2 C++-SCHLUESSELWOERTER . 953 A.3 COMPILERBEFEHLE . 954 A.4 RANGFOLGE DER OPERATOREN . 955 A.5 C++-ATTRIBUTE FUER DEN COMPILER . 957 A.6 LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN . 957 A.7 AENDERUNGEN IN DER 6. 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