Verfügbarkeit: Programmieren in C++ für Elektrotechniker und Mechatroniker

Programmieren in C++ für Elektrotechniker und Mechatroniker: Das Lern- und Übungsbuch

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Mathes, Markus 1981- (VerfasserIn), Seufert, Jochen 1973- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2022] Wiesbaden Springer Fachmedien Wiesbaden [2022]
Schlagworte:	Electrical and Electronic Engineering Mechatronics Programming Techniques Programming Language Electrical engineering Computer programming Programming languages (Electronic computers) Ingenieurwissenschaften C++ Programmierung Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXVII, 252 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783658385002 3658385006

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS TEIL I EINFUEHRUNG 1 WAS IST INFORMATIK? .................................................................................................. 3 1.1 TEILGEBIETE DER INFORMATIK ............................................................................ 4 1.2 KOEPFE UND PERSOENLICHKEITEN .......................................................................... 5 2 PROGRAMMIERPARADIGMEN ......................................................................................... 7 2.1 DEKLARATIVE PROGRAMMIERPARADIGMEN ......................................................... 7 2.2 IMPERATIVE PROGRAMMIERPARADIGMEN ........................................................... 8 2.3 MODERNE PROGRAMMIERPARADIGMEN ............................................................. 9 3 DIE PROGRAMMIERSPRACHE C++ .............................................................................. 11 3.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG .............................................................................. 11 3.2 QUELLCODE UND MASCHINENCODE ................................................................... 12 4 INFORMATIONSDARSTELLUNG ........................................................................................... 15 4.1 UMWANDLUNG VON/NACH DUAL ....................................................................... 16 4.1.1 BEISPIEL 1: DEZIMAL NACH DUAL ..................................................... 17 4.1.2 BEISPIEL 2: DUAL NACH DEZIMAL ...................................................... 17 4.2 UMWANDLUNG VON/NACH HEXADEZIMAL ......................................................... 18 4.2.1 BEISPIEL 1: DEZIMAL NACH HEXADEZIMAL ....................................... 18 4.2.2 BEISPIEL 2: HEXADEZIMAL NACH DEZIMAL ....................................... 18 5 UEBUNG: EINSTIEG ........................................................................................................... 19 TEIL II PROZEDURALE PROGRAMMIERUNG 6 HELIO WORLD! ............................................................................................................... 23 6.1 ANLEGEN EINES NEUEN PROJEKTS ..................................................................... 23 6.2 PROJEKTSTRUKTUR .............................................................................................. 25 6.3 VERWENDUNG VON NAMENSRAEUMEN ............................................................... 27 6.4 KEIN KOMMENTAR? - NICHT ERWUENSCHT! ......................................................... 28 6.5 STRUKTUR DER QUELLCODEBEISPIELE IN DIESEM BUCH ......................................... 29 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 7 EINFACHE C++ PROGRAMME ........................................................................................ 31 7.1 BERECHNUNG DES VOLUMENS EINER (FIXEN) KUGEL ........................................ 31 7.2 BERECHNUNG DES VOLUMENS EINER (BELIEBIGEN) KUGEL ................................ 32 7.3 SUMME NATUERLICHER ZAHLEN .......................................................................... 34 7.3.1 ALGORITHMUS UND KOMPLEXITAET ....................................................... 35 7.4 VOID FUNKTIONEN ......................................................................................... 36 7.5 STREAM-BASIERTE EIN-UND AUSGABE ................................................................ 38 8 UEBUNG: EINFACHE PROGRAMME ................................................................................. 41 9 ELEMENTARE DATENTYPEN ............................................................................................ 43 9.1 BOOLESCHE WERTE ........................................................................................... 45 9.2 BUCHSTABEN UND ZEICHEN ............................................................................ 46 9.3 GANZZAHLIGE DATENTYPEN ............................................................................ 49 9.4 FLIESSKOMMADATENTYPEN .............................................................................. 51 9.5 GROESSENERMITTLUNG MIT SIZEOF ................................................................. 53 9.6 DEFINITION VON KONSTANTEN .......................................................................... 55 9.7 REFERENZEN ................................................................................................... 55 9.8 (KOMPLEXE ZAHLEN) .................................................................................... 56 10 OPERATOREN .................................................................................................................... 59 10.1 ARITHMETISCHE OPERATOREN .......................................................................... 59 10.2 BITOPERATOREN ............................................................................................... 61 10.3 LOGISCHE OPERATOREN .................................................................................. 62 10.4 RELATIONALE OPERATOREN .............................................................................. 64 10.5 INKREMENT UND DEKREMENT .......................................................................... 65 10.6 ZUWEISUNGSOPERATOREN ................................................................................ 66 10.7 POINTER UND DEREFERENZIERUNGSOPERATOR .................................................. 67 10.8 BESONDERE OPERATOREN ................................................................................ 68 11 ANWEISUNGEN ............................................................................................................... 71 11.1 AUSDRUCKS UND VERBUNDANWEISUNG ........................................................... 71 11.2 VERZWEIGUNG ............................................................................................... 73 11.3 MEHRFACHVERZWEIGUNG ................................................................................ 76 11.4 ITERATIONSANWEISUNGEN ............................................. 78 11.4.1 WH I 1 E SCHLEIFE ............................................................................. 79 11.4.2 DO-WHILE SCHLEIFE ..................................................................... 80 11.4.3 FOR SCHLEIFE .................................................................................. 82 11.4.4 RANGE-FOR SCHLEIFE ................................................................... 83 11.5 SPRUNGANWEISUNGEN .................................................................................... 84 11.5.1 BREAK UND CONTINUE ......................... 85 11.5.2 GOTO UND LABELS ........................................................................... 86 11.6 REKURSION (SELBSTAUFRUF) ........................................................................... 87 INHALTSVERZEICHNIS XV 12 UEBUNG: DATENTYPEN, OPERATOREN, ANWEISUNGEN ............................................... 89 13 ZEIGER UND ZEIGERARITHMETIK ................................................................................... 93 13.1 ZEIGER AUF VARIABLEN ..................................................................................... 93 13.2 ZEIGER AUF FUNKTIONEN ................................................................................. 94 13.3 ZEIGER AUF NICHTS ......................................................................................... 95 13.4 RECHNEN MIT ZEIGERN ................................................................................... 96 14 FELDER UND ZEICHENKETTEN ......................................................................................... 99 14.1 SPEZIALFALL: C-STRING ..................................................................................... 101 14.2 ARBEITEN MIT C-STRINGS ........................................................ 102 14.3 DIE STRING BIBLIOTHEK ............................................................................... 105 15 FUNKTIONEN .................................................................................................................... 107 15.1 FUNKTIONSPROTOTYP ....................................................................................... 108 15.2 CALL-BY-VALUE UND ........................................................................................ 109 15.3 C O N S T REFERENZEN UND ZEIGER ................................................................... 111 15.4 KOMMANDOZEILENPARAMETER ........................................................................ 112 16 UEBUNG: ARRAYS, STRINGS, FUNKTIONEN ..................................................................... 115 17 ZUSAMMENGESETZTE DATENTYPEN .............................................................................. 117 17.1 STRUKTUR ........................................................................................................ 117 17.2 VERKETTETE LISTE ........................................................................................... 119 17.2.1 KNOTEN EINFUEGEN ............................................................................ 120 17.2.2 KNOTEN LOESCHEN .............................................................................. 121 17.2.3 LISTENINHALT AUSGEBEN .................................................................... 122 17.2.4 TESTEN DER LISTE ............................................................................ 123 18 UEBUNG: ALGORITHMEN .................................................................................................. 127 TEIL III OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG 19 GRUNDKONZEPTE ........................................................................................................... 131 19.1 ABSTRAKTION DURCH KLASSEN UND OBJEKTE .................................................. 131 19.1.1 KAPSELUNG ....................................................................................... 133 19.2 WIEDERVERWENDUNG DURCH VERERBUNG ......................................................... 133 19.3 POLYMORPHIE ................................................................................................. 135 19.4 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 136 20 FALLBEISPIEL: GEOSHAPE ........................................................................................... 137 20.1 DEFINITION UND IMPLEMENTIERUNG EINER KLASSE .......................................... 138 20.1.1 DEFINITION DER KLASSENSTRUKTUR ..................................................... 139 20.1.2 IMPLEMENTIERUNG VON GEOSHAPE ................... 141 XVI INHALTSVERZEICHNIS 20.2 GEOSHAPE ALS OBERKLASSE GEOMETRISCHER FIGUREN ................................. 142 20.2.1 DIE KLASSE REET ANGLE ......................... 142 20.2.2 DIE KLASSE TRIANGLE .......................... 145 20.3 STATISCHE ATTRIBUTE ...................................................................................... 147 20.4 VERWENDUNG DER KLASSENHIERARCHIE ........................................................... 148 20.5 POLYMORPHIE ................................................................................................. 150 21 UEBUNG: OOP ................................................................................................................ 155 22 AUSNAHMEN .................................................................................................................. 157 22.1 AUSLOESEN UND FANGEN .................................................................................. 157 22.2 DEFINITION EIGENER AUSNAHMEN ................................................................... 158 22.3 STANDARDAUSNAHMEN DER C++ KLASSENBIBLIOTHEK ...................................... 159 23 UEBERLADEN VON OPERATOREN ..................................................................................... 161 23.1 DIE KLASSE CARTESIANVECTOR ......................... 161 23.2 UEBERLADEN DER ADDITION UND MULTIPLIKATION ............................................... 163 23.3 UEBERLADEN DER SUMMEN UND PRODUKTZUWEISUNG .................................... 164 23.4 RECHNENMITVEKTOROBJEKTEN ...................................................................... 165 24 GENERISCHE KLASSEN ..................................................................................................... 169 24.1 EINE TEMPLATE-KLASSE FUER STAPEL ............................................................... 169 24.2 VERWENDUNG DES GENERISCHEN STAPELS ....................................................... 173 25 DATEI-I/O ....................................................................................................................... 175 25.1 TEXTDATEIEN SCHREIBEN ................................................................................... 176 25.2 TEXTDATEIEN LESEN ......................................................................................... 177 25.3 GROESSE EINER DATEI ERMITTELN ........................................................................ 178 25.4 KOPIEREN EINER DATEI ................................................................................... 179 26 UEBUNG: DATEI-I/O ......................................................................................................... 183 27 CONTAINER BIBLIOTHEK ................................................................................................ 187 27.1 DIE KLASSE VECTOR ................................... 187 27.2 DIE KLASSE MAP ...................................... 189 28 UEBUNG: CONTAINER ..................................................................................................... 193 TEIL IV MICROCONTROLLER-PROGRAMMIERUNG MIT C++ 29 DIE ARDUINO MICROCONTROLLER-PLATTFORM ............................................................. 197 29.1 BREADBOARD .................................................................................................... 198 29.2 DIE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG DES ARDUINO .................................................. 198 29.3 DIE FUNKTION PINMODE(PIN, MODE) ...................... 200 30 DAS ERSTE ARDUINO PROGRAMM ............................................................................... 201 INHALTSVERZEICHNIS XVII 31 I/O UEBER PINS STEUERN .............................................................................................. 203 31.1 DIGITALREAD (PIN) ................................ 203 31.2 DIGITALWRITE (PIN, VALUE) ........................ 203 31.3 ANALOGREAD (PIN) ................................. 204 31.4 PULSWEITENMODULATION ................................................................................. 204 31.5 ANALOGWRITE (PIN, VALUE) ........................ 204 32 BEISPIELANWENDUNGEN .............................................................................................. 207 32.1 DIMMEN EINER LED ..................................................................................... 207 32.2 LAUFLICHT ........................................................................................................ 208 32.3 SENSOR FUER ELEKTROMAGNETISCHE FELDER ........................................................ 210 32.4 TONAUSGABE MIT DEM ARDUINO .................................................................... 212 32.5 LICHTSENSOR .................................................................................................... 214 32.6 ANSTEUERUNG EINES SERVO UND EINES DC-MOTORS ....................................... 215 32.7 ENTFERNUNGSMESSUNG ................................................................................... 219 32.8 STEUERUNG UEBER EIN TOUCHSCREEN DISPLAY ................................................... 221 33 INTERRUPTS .................................................................................................................... 227 33.1 TIMER-INTERRUPTS ........................................................................................... 230 34 SERIELLE KOMMUNIKATION .......................................................................................... 235 34.1 DATEN AUSGEBEN ........................................................................................... 235 34.2 DATEN EINGEBEN .............................................................................................. 237 35 INTERNET OF THINGS ..................................................................................................... 239 35.1 YYTHINGS ........................................................................................................ 239 35.2 DATENVISUALISIERUNG ..................................................................................... 242 36 UEBUNG: MICROCONTROLLER .......................................................................................... 245 SCHLUSSWORT ......................................................................................................................... 247 LITERATUREMPFEHLUNGEN ................................................................................................... 249 LITERATUR. 251
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS TEIL I EINFUEHRUNG 1 WAS IST INFORMATIK? . 3 1.1 TEILGEBIETE DER INFORMATIK . 4 1.2 KOEPFE UND PERSOENLICHKEITEN . 5 2 PROGRAMMIERPARADIGMEN . 7 2.1 DEKLARATIVE PROGRAMMIERPARADIGMEN . 7 2.2 IMPERATIVE PROGRAMMIERPARADIGMEN . 8 2.3 MODERNE PROGRAMMIERPARADIGMEN . 9 3 DIE PROGRAMMIERSPRACHE C++ . 11 3.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG . 11 3.2 QUELLCODE UND MASCHINENCODE . 12 4 INFORMATIONSDARSTELLUNG . 15 4.1 UMWANDLUNG VON/NACH DUAL . 16 4.1.1 BEISPIEL 1: DEZIMAL NACH DUAL . 17 4.1.2 BEISPIEL 2: DUAL NACH DEZIMAL . 17 4.2 UMWANDLUNG VON/NACH HEXADEZIMAL . 18 4.2.1 BEISPIEL 1: DEZIMAL NACH HEXADEZIMAL . 18 4.2.2 BEISPIEL 2: HEXADEZIMAL NACH DEZIMAL . 18 5 UEBUNG: EINSTIEG . 19 TEIL II PROZEDURALE PROGRAMMIERUNG 6 HELIO WORLD! . 23 6.1 ANLEGEN EINES NEUEN PROJEKTS . 23 6.2 PROJEKTSTRUKTUR . 25 6.3 VERWENDUNG VON NAMENSRAEUMEN . 27 6.4 KEIN KOMMENTAR? - NICHT ERWUENSCHT! . 28 6.5 STRUKTUR DER QUELLCODEBEISPIELE IN DIESEM BUCH . 29 XIII XIV INHALTSVERZEICHNIS 7 EINFACHE C++ PROGRAMME . 31 7.1 BERECHNUNG DES VOLUMENS EINER (FIXEN) KUGEL . 31 7.2 BERECHNUNG DES VOLUMENS EINER (BELIEBIGEN) KUGEL . 32 7.3 SUMME NATUERLICHER ZAHLEN . 34 7.3.1 ALGORITHMUS UND KOMPLEXITAET . 35 7.4 VOID FUNKTIONEN . 36 7.5 STREAM-BASIERTE EIN-UND AUSGABE . 38 8 UEBUNG: EINFACHE PROGRAMME . 41 9 ELEMENTARE DATENTYPEN . 43 9.1 BOOLESCHE WERTE . 45 9.2 BUCHSTABEN UND ZEICHEN . 46 9.3 GANZZAHLIGE DATENTYPEN . 49 9.4 FLIESSKOMMADATENTYPEN . 51 9.5 GROESSENERMITTLUNG MIT SIZEOF . 53 9.6 DEFINITION VON KONSTANTEN . 55 9.7 REFERENZEN . 55 9.8 (KOMPLEXE ZAHLEN) . 56 10 OPERATOREN . 59 10.1 ARITHMETISCHE OPERATOREN . 59 10.2 BITOPERATOREN . 61 10.3 LOGISCHE OPERATOREN . 62 10.4 RELATIONALE OPERATOREN . 64 10.5 INKREMENT UND DEKREMENT . 65 10.6 ZUWEISUNGSOPERATOREN . 66 10.7 POINTER UND DEREFERENZIERUNGSOPERATOR . 67 10.8 BESONDERE OPERATOREN . 68 11 ANWEISUNGEN . 71 11.1 AUSDRUCKS UND VERBUNDANWEISUNG . 71 11.2 VERZWEIGUNG . 73 11.3 MEHRFACHVERZWEIGUNG . 76 11.4 ITERATIONSANWEISUNGEN . 78 11.4.1 WH I 1 E SCHLEIFE . 79 11.4.2 DO-WHILE SCHLEIFE . 80 11.4.3 FOR SCHLEIFE . 82 11.4.4 RANGE-FOR SCHLEIFE . 83 11.5 SPRUNGANWEISUNGEN . 84 11.5.1 BREAK UND CONTINUE . 85 11.5.2 GOTO UND LABELS . 86 11.6 REKURSION (SELBSTAUFRUF) . 87 INHALTSVERZEICHNIS XV 12 UEBUNG: DATENTYPEN, OPERATOREN, ANWEISUNGEN . 89 13 ZEIGER UND ZEIGERARITHMETIK . 93 13.1 ZEIGER AUF VARIABLEN . 93 13.2 ZEIGER AUF FUNKTIONEN . 94 13.3 ZEIGER AUF NICHTS . 95 13.4 RECHNEN MIT ZEIGERN . 96 14 FELDER UND ZEICHENKETTEN . 99 14.1 SPEZIALFALL: C-STRING . 101 14.2 ARBEITEN MIT C-STRINGS . 102 14.3 DIE STRING BIBLIOTHEK . 105 15 FUNKTIONEN . 107 15.1 FUNKTIONSPROTOTYP . 108 15.2 CALL-BY-VALUE UND . 109 15.3 C O N S T REFERENZEN UND ZEIGER . 111 15.4 KOMMANDOZEILENPARAMETER . 112 16 UEBUNG: ARRAYS, STRINGS, FUNKTIONEN . 115 17 ZUSAMMENGESETZTE DATENTYPEN . 117 17.1 STRUKTUR . 117 17.2 VERKETTETE LISTE . 119 17.2.1 KNOTEN EINFUEGEN . 120 17.2.2 KNOTEN LOESCHEN . 121 17.2.3 LISTENINHALT AUSGEBEN . 122 17.2.4 TESTEN DER LISTE . 123 18 UEBUNG: ALGORITHMEN . 127 TEIL III OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG 19 GRUNDKONZEPTE . 131 19.1 ABSTRAKTION DURCH KLASSEN UND OBJEKTE . 131 19.1.1 KAPSELUNG . 133 19.2 WIEDERVERWENDUNG DURCH VERERBUNG . 133 19.3 POLYMORPHIE . 135 19.4 ZUSAMMENFASSUNG . 136 20 FALLBEISPIEL: GEOSHAPE . 137 20.1 DEFINITION UND IMPLEMENTIERUNG EINER KLASSE . 138 20.1.1 DEFINITION DER KLASSENSTRUKTUR . 139 20.1.2 IMPLEMENTIERUNG VON GEOSHAPE . 141 XVI INHALTSVERZEICHNIS 20.2 GEOSHAPE ALS OBERKLASSE GEOMETRISCHER FIGUREN . 142 20.2.1 DIE KLASSE REET ANGLE . 142 20.2.2 DIE KLASSE TRIANGLE . 145 20.3 STATISCHE ATTRIBUTE . 147 20.4 VERWENDUNG DER KLASSENHIERARCHIE . 148 20.5 POLYMORPHIE . 150 21 UEBUNG: OOP . 155 22 AUSNAHMEN . 157 22.1 AUSLOESEN UND FANGEN . 157 22.2 DEFINITION EIGENER AUSNAHMEN . 158 22.3 STANDARDAUSNAHMEN DER C++ KLASSENBIBLIOTHEK . 159 23 UEBERLADEN VON OPERATOREN . 161 23.1 DIE KLASSE CARTESIANVECTOR . 161 23.2 UEBERLADEN DER ADDITION UND MULTIPLIKATION . 163 23.3 UEBERLADEN DER SUMMEN UND PRODUKTZUWEISUNG . 164 23.4 RECHNENMITVEKTOROBJEKTEN . 165 24 GENERISCHE KLASSEN . 169 24.1 EINE TEMPLATE-KLASSE FUER STAPEL . 169 24.2 VERWENDUNG DES GENERISCHEN STAPELS . 173 25 DATEI-I/O . 175 25.1 TEXTDATEIEN SCHREIBEN . 176 25.2 TEXTDATEIEN LESEN . 177 25.3 GROESSE EINER DATEI ERMITTELN . 178 25.4 KOPIEREN EINER DATEI . 179 26 UEBUNG: DATEI-I/O . 183 27 CONTAINER BIBLIOTHEK . 187 27.1 DIE KLASSE VECTOR . 187 27.2 DIE KLASSE MAP . 189 28 UEBUNG: CONTAINER . 193 TEIL IV MICROCONTROLLER-PROGRAMMIERUNG MIT C++ 29 DIE ARDUINO MICROCONTROLLER-PLATTFORM . 197 29.1 BREADBOARD . 198 29.2 DIE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG DES ARDUINO . 198 29.3 DIE FUNKTION PINMODE(PIN, MODE) . 200 30 DAS ERSTE ARDUINO PROGRAMM . 201 INHALTSVERZEICHNIS XVII 31 I/O UEBER PINS STEUERN . 203 31.1 DIGITALREAD (PIN) . 203 31.2 DIGITALWRITE (PIN, VALUE) . 203 31.3 ANALOGREAD (PIN) . 204 31.4 PULSWEITENMODULATION . 204 31.5 ANALOGWRITE (PIN, VALUE) . 204 32 BEISPIELANWENDUNGEN . 207 32.1 DIMMEN EINER LED . 207 32.2 LAUFLICHT . 208 32.3 SENSOR FUER ELEKTROMAGNETISCHE FELDER . 210 32.4 TONAUSGABE MIT DEM ARDUINO . 212 32.5 LICHTSENSOR . 214 32.6 ANSTEUERUNG EINES SERVO UND EINES DC-MOTORS . 215 32.7 ENTFERNUNGSMESSUNG . 219 32.8 STEUERUNG UEBER EIN TOUCHSCREEN DISPLAY . 221 33 INTERRUPTS . 227 33.1 TIMER-INTERRUPTS . 230 34 SERIELLE KOMMUNIKATION . 235 34.1 DATEN AUSGEBEN . 235 34.2 DATEN EINGEBEN . 237 35 INTERNET OF THINGS . 239 35.1 YYTHINGS" . 239 35.2 DATENVISUALISIERUNG . 242 36 UEBUNG: MICROCONTROLLER . 245 SCHLUSSWORT . 247 LITERATUREMPFEHLUNGEN . 249 LITERATUR. 251
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