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C++-Entwicklung mit Linux

Thomas Wieland

Erschienen im dpunkt.verlag, Heidelberg, 2001, ISBN 3-932588-74-6 . Einige Rechte dieser Online-Ausgabe sind vorbehalten.

• Contents

• Vorwort

  • Dieses Buch ist für alle,

  • Ziele und Besonderheiten des Buchs

  • Voraussetzungen

  • Organisation des Buchs

  • Typographische Konventionen

  • Aktuelle Ergänzungen

  • Danksagungen

• Programmieren unter Linux

  • Das Unix-Betriebssystem

    • Die Unix-Familie

    • Besondere Eigenschaften von Unix

    • Die Werkzeug-Philosophie

  • Linux

    • Der Kernel

    • Distributionen

    • Kompatibilität und Portabilität

  • Kommerzielle und freie Software

    • Das GNU-Projekt

    • Die GNU General Public License

    • Der Erfolg freier Software

  • Programmentwicklung in Unix

    • Wichtige Begriffe

      • Compiler

      • Dateiarten

    • Systemdateien zur Entwicklung

      • Programme

      • Bibliotheken

      • Header-Dateien

  • Übungsfragen

• Grundlagen der objektorientierten Programmierung in C++

  • Grundideen

    • Beherrschung der Komplexität

    • Rückblick auf strukturiertes Programmieren

      • Prozeduren und Module

      • Probleme der strukturierten Programmierung

    • Objekte

    • Klassen

      • Hintergrund

      • Die wesentlichen Kennzeichen einer Klasse

    • Methoden und Prozessabstraktion

    • Datenabstraktion

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Die C++-Programmiersprache

    • Historisches

    • C++ und C

    • C++ und Linux

    • Das erste C++-Programm

      • Kommentare

      • Variablen

      • Operatoren

      • Strukturierungselemente

      • Präprozessor-Anweisungen

      • Die Hauptfunktion

    • Datentypen und Typumwandlung

      • Die elementaren Datentypen

      • Implizite Typumwandlung

      • Explizite Typumwandlung

      • Aufzählungstypen

    • Operatoren

      • Überblick

      • Prioritäten

      • Der Inkrement-Operator

      • Der Bedingungsoperator

    • Ausdrücke

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Umgang mit dem GNU-C++-Compiler

    • Installation

    • Aufruf und Optionen

    • Name für die ausführbare Datei

    • Debug-Informationen

    • Fehler und Warnungen

    • Kompilierung zur Objektdatei

    • Pfade zu Header-Dateien

    • Bibliotheken

    • Optimierung

    • Info-Seiten

    • Editieren mit NEdit

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Klassen und Objekte

    • Klassendeklaration und -definition

      • Deklaration

      • Definition und Bereichsoperator

    • Objekte von Klassen

    • Zugriffsbeschränkungen

      • Hintergrund

    • Freunde

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Funktionen und Methoden

    • Funktionen in C++

      • Rückgabewert

      • Funktionsname

      • Argumentliste

      • Funktionskörper

      • Return-Anweisung

    • Der Prototyp

    • Überladen von Funktionen

      • Hintergrund

    • Überladen von main()

    • Vorgabewerte für Parameter

    • Referenzen und Parameterübergabe

      • Regeln für Referenzen

      • Parameterübergabe als Referenz

      • Konstanten und Referenzen

      • Konstante Methoden

    • Zugriffsroutinen

    • Inline-Funktionen

      • Deklaration als inline

      • Klassenmethoden als inline

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Konstruktoren und Destruktoren

    • Überblick über Konstruktoren

      • Besondere Eigenschaften

      • Arten von Konstruktoren

    • Standardkonstruktor

      • Hintergrund

    • Allgemeine Konstruktoren

      • Hintergrund

    • Initialisierung mit Listen

      • Hintergrund

    • Kopierkonstruktor

      • Hintergrund

      • Objekte als Rückgabewerte

    • Typumwandlungskonstruktor

      • Hintergrund

    • Destruktoren

      • Syntax des Destruktors

      • Gültigkeitsbereiche von Objekten

    • Beispiel: Benutzerinformationen

      • Die Benutzerverwaltung unter Linux

      • Die Klassendeklaration

      • Benutzerinformationen aus der ID

      • Einsatz der Klasse

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Vererbung und Polymorphismus

    • Basisklassen und abgeleitete Klassen

    • Vererbung in C++

      • Überschreiben von Methoden

      • Typumwandlung von abgeleiteten Klassen

      • Vererbungshierarchien

      • Vorteile der Vererbung

    • Erzeugung von Unterklassenobjekten

      • Hintergrund

    • Zugriffsbeschränkungen

      • Hintergrund

    • Mehrfachvererbung

    • Polymorphismus

      • Grundprinzip

      • Virtuelle Methoden

    • Rein virtuelle Funktionen und abstrakte Klassen

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

• Programmieren mit C++

  • Basiselemente

    • Bedingungen

      • Typische Fehler bei if-Anweisungen

      • Abkürzende Schreibweisen

      • Beispiel: Telefontarife und Uhrzeitbestimmung

    • Mehrfache Auswahl

      • Beispiel: Auslesen von Kommandozeilenparametern

      • Hintergrund

    • Schleifen

      • Schleife mit Anfangsüberprüfung

      • Schleifen mit Überprüfung am Ende

      • for-Schleifen

      • Ein Beispiel für while-Schleifen: Nachrichtenübermittlung
        zwischen zwei Prozessen

      • Schleifenkontrolle

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Dateien und Ströme

    • Standardein- und -ausgabe

    • Ein- und Ausgabe mit Dateien

      • Öffnen der Datei

      • Schließen einer Datei

      • Ein- und Ausgabe

      • Fehlerbehandlung

    • Positionierung des Dateizeigers

      • Hintergrund

    • Ausgabeformatierung

      • Auffüllen auf vorgegebene Breite

      • Genauigkeit von Gleitkommazahlen

      • Weitere Ausgabeflags

    • Beispiel: Umrechung DM - Euro

      • String-Streams

      • Hintergrund

      • Eindeutigkeit der Ausgabe über die Prozess-ID

      • Aufruf anderer Programme

      • Fazit

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Felder, Zeiger und dynamische Speicherverwaltung

    • Felder (Arrays)

    • Zeichenketten

    • Zeiger

      • Was ist ein Zeiger?

      • Syntax bei Zeigern

      • Zeiger und Arrays

      • Nullzeiger

      • Hintergrund

    • Dynamische Speicherverwaltung

      • Dynamisches Reservieren von Speicher mit new

      • Freigeben von dynamisch angelegten Objekten mit delete

      • Neuralgische Punkte bei der dynamischen Speicherverwaltung

      • Dynamisch erzeugte Felder

    • Konstruktoren und Destruktoren

      • Kopierkonstruktoren

      • Destruktor

    • Beispiel: CGI-Programmierung

      • Der Apache-Webserver

      • Formulare

      • Informationsübertragung an den Server

      • Die Server-Anwendung

      • Bestimmung der Anfragemethode

      • Pufferung der Eingabe

      • Zerlegung der übergebenen Zeichenkette

      • Erzeugung einer Antwort-Seite

      • Die verkettete Liste

      • Fazit

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Die C-Bibliothek

    • Umfang der C-Bibliothek

      • Die Header-Dateien

      • Die verschiedenen Anwendungsbereiche

    • Das man-Kommando

    • Mathematische Standardfunktionen (cmath)

    • Numerische Limits (climits und cfloat)

    • Auswertung von Fehlern bei Bibliotheksfunktionen (cerrno)

    • Behandlung von Signalen (csignal)

      • Signale interpretieren

      • Signale versenden

      • Signale abfangen

    • Allgemeine Utilities (cstdlib)

      • Umwandlung von char-Strings in Zahlen

      • Zufallszahlenerzeugung

      • Quick-Sort

      • Programmbeendigung

      • Zugriff auf Umgebungsvariablen

    • Ein- und Ausgabefunktionen (cstdio)

    • Zugriff auf und Manipulation von char-Strings (cstring)

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Tipps und Konventionen

    • Namenskonventionen

    • Projektorganisation

    • Programmierstil

    • Sicheres Programmieren

    • C++-Programmierstil

    • Zusammenfassung

• Fortgeschrittenes C++

  • Namensräume

    • Definition

      • Der Namensraum std

    • Zugriff auf Bezeichner in Namensräumen

      • Explizite Angabe des Namensraums

      • Das Schlüsselwort using

      • Hintergrund

    • Zusammenfassung mehrerer Namensräume

    • Verschachtelte Namensräume

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Templates

    • Funktionstemplates

      • Definition

      • Ausprägung

      • Explizite Ausprägung

      • Spezialisierung von Funktionstemplates

    • Organisation des Quelltextes

    • Klassentemplates

      • Design mit Templates

      • Implementierung

      • Beispiel: Vektor

      • Einsatz mit Standardtypen

      • Einsatz mit eigenen Typen

      • Verschachtelte Templates

      • Vorgabewerte für Templateparameter

      • Hintergrund

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Die STL: die Containerklassen der C++-Standardbibliothek

    • Namenskonventionen

    • Strings

    • Container

      • Vektoren

      • Listen und Stacks

    • Iteratoren

    • Algorithmen

      • Suchen und Ersetzen

      • Sortieren

      • Prädikate

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Operatoren zur Typumwandlung

    • Der static_cast-Operator

    • Der dynamic_cast-Operator

    • Der const_cast-Operator

    • Der reinterpret_cast-Operator

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Überladen von Operatoren

    • Operatorfunktionen und -methoden

      • Operatorfunktionen

      • Operatormethoden

    • Arten von Operatoren

    • Der Indexoperator

      • Lesezugriff

      • Schreibzugriff

      • Hintergrund

    • Der Inkrementoperator

    • Der Zuweisungsoperator

      • Zuweisung bei Objekten mit dynamisch reserviertem Speicher

      • Selbstzuweisung

      • Weitere Tipps

    • Vergleiche und mathematische Operatoren

      • Komplexe Zahlen

      • Kombinierte Verknüpfung und Zuweisung

      • Vergleiche

    • Operatoren als Freunde

    • Ein- und Ausgabeoperator

    • Typumwandlungsoperator

    • Allgemeine Prinzipien

      • Operatoren in Templateklassen

      • Orientierung an Standardoperatoren

      • Ausgewogene Operatoren

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

  • Ausnahmebehandlung (Exceptions)

    • Behandlung von Fehlersituationen

    • Exception Handling

    • Allgemeine Syntax

      • Ausnahmeobjekte

    • Auffangen der Ausnahmen

      • Weiterwerfen

      • Angabe von Ausnahmen in Schnittstellen

      • Exception-Objekte als Hierarchie

      • Hintergrund

    • Beispiel: Vektor

    • Exceptions und die Standardbibliothek

    • Tipps und Hinweise

    • Zusammenfassung

    • Übungsaufgaben

• Editoren für die Programmierung

  • vi

    • Weitere Informationen

    • Starten und Beenden

    • Die Bearbeitungsmodi

    • Bewegen des Cursors

    • Text schreiben und löschen

      • Änderungen rückgängig machen

      • Text löschen

    • Suchen und Ersetzen

    • Speichern und Laden

    • Kopieren und Verschieben

      • Text im Puffer speichern

      • Text einsetzen

    • Weitere Befehle

    • Zusammenfassung

  • Der XEmacs-Editor

    • Grundlegende Befehle

      • Aufbau des Fensters

      • Bewegung des Cursors

      • Löschen von Text

      • Puffer

      • Fenster und Rahmen

      • Dateien anlegen, öffnen und speichern

      • Rückgängig

      • Hilfe

    • Suchen und Ersetzen

      • Inkrementelle Suche

      • Suche nach regulären Ausdrücken

      • Suchen und Ersetzen

    • Ausschneiden, Kopieren und Einfügen

      • Mit der Tastatur

      • Mit der Maus nach Emacs-Art

      • Mit der Maus nach XEmacs-Art

    • Modi

      • Darstellung der Puffer-Modi

      • Auswirkungen des Hauptmodus

      • Die Konfigurationsdatei

    • Fazit

  • Weitere Editoren

    • gEdit

    • KWrite

      • Markieren

      • Dateien öffnen

      • Fazit

    • XCoral

      • Grundlegende Befehle

      • Quelltext-Einfärbung

      • Einfügen von Programmrümpfen

      • Der Klassenbrowser

      • Fazit

    • Und was sonst?

• Werkzeuge für die Softwareentwicklung

  • Steuerung der Übersetzung mit Make-Dateien

    • Aufbau von Makefiles

      • Besondere Zeichen

      • Abhängigkeiten

      • Regeln

      • Mehrere Ziele

    • Arbeiten mit make

      • Kommandozeilenoptionen

      • Fehler

    • Makros

    • Eingebaute Regeln

    • make für Fortgeschrittene

      • Beschränkung der Aktivität

      • Mehrere Jobs gleichzeitig

      • Automatische Erzeugung von Abhängigkeiten

    • Zusammenfassung

  • Fehlersuche mit dem Debugger

    • Theoretische Fehlerquellen

      • Designfehler

      • Datenveränderungen

      • Bedingte Kompilierung

      • Rechen- und Rundungsfehler

      • Abstürze und Core-Dateien

      • Typische Fehlerquellen

    • Statusausgaben im Code

    • Ein fehlerhaftes Programm

      • Die Schnittstelle der Matrix-Klasse

      • Die main()-Funktion

    • Fehlersuche mit gdb

      • Vorbereiten des Programms

      • Start des gdb

      • Start eines Programms

      • Haltepunkte

      • Ausgabe von Programmcode

      • Einzelschritte und Fortsetzung

      • Verfolgung der Aufrufkette

      • Untersuchung von Variablen

      • Beenden der Debug-Sitzung

      • Weitere Fähigkeiten

    • Der grafische Debugger DDD

      • Elementare Bedienung

      • Die grafische Datenanzeige

      • Fazit

    • Fehlervermeidung durch die Überprüfung von Vorbedingungen

    • Zusammenfassung

  • Versionskontrolle mit RCS

    • Versionskontrolle mit Linux

    • Vorgehensweise

      • Wichtige Begriffe

      • Konfiguration bei RCS-Projekten

    • Registrieren

    • Einchecken

    • Auschecken

    • Überblick über Änderungen

      • Die Revisionsgeschichte

      • Änderungen im Detail

    • Einheitliches Etikett

    • Makros im Quelltext

      • Verwendung in Kommentaren

      • Revisionsinformationen in ausführbaren Dateien (Kommando ident)

    • Zusammenfassung

• Integrierte Entwicklungsumgebungen

  • XEmacs als IDE

    • Der Editor

    • Start des Compilers

    • Start des Programms und des Debuggers

    • Versionsverwaltung mit XEmacs

    • Dateivergleich mit Ediff

    • Zusammenfassung

  • Source Code Engineering mit SNiFF+

    • Überblick über die SNiFF-Umgebung

    • Projekte in SNiFF+

      • Der Projekteditor

      • Arten von Projekten

      • Bestandteile eines Projekts

      • Einstellungen für ein Projekt

    • Intelligente Browser

      • Der Symbolbrowser

      • Der Klassenbrowser

      • Der Hierarchiebrowser

      • Abhängigkeiten von Header-Dateien

    • Editieren, Kompilieren und Debuggen

      • Editor

      • Andere Editoren

      • Der Make-Support

      • Kompilieren und Generieren

      • Der Debugger

    • Entwickeln im Team

      • Überblick

      • Start eines neuen Projekts

      • Das Repository Working Environment

      • Das Shared Source Working Environment

      • Das Shared Object Working Environment

      • Das Private Working Environment

    • Zusammenfassung

  • Weitere Entwicklungsumgebungen

    • Source Navigator

    • CodeWarrior

    • KDevelop

    • Zusammenfassung

• Bibliography

• Index

(C) T. Wieland, 2001. Alle Rechte vorbehalten.