Frank Glück | IT-Consultant
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C++ Programmieren Grundlagen

Einleitung

Dieses Seminar vermittelt die fundamentalen Konzepte der Programmiersprache C++. Teilnehmer erlernen die prozedurale Syntax, den Umgang mit der Speicherverwaltung (Zeiger und Referenzen) sowie den Einstieg in die objektorientierte Programmierung (OOP). Ziel ist es, ein solides Verständnis für die Entwicklung robuster und performanter C++ Anwendungen zu schaffen.

Zielgruppe / Voraussetzung

  • Zielgruppe: Angehende Softwareentwickler, Systemprogrammierer, Ingenieure und Umsteiger aus anderen Programmiersprachen.
  • Voraussetzung: Allgemeines technisches Verständnis. Erste Programmiererfahrungen (z. B. in Skriptsprachen) sind hilfreich, aber nicht zwingend erforderlich.

Detaillierte Inhalte

Einführung und Entwicklungsumgebung

  • Historie und Eigenschaften von C++ (Kompilierung vs. Interpretation)
  • Der Build-Prozess: Präprozessor, Compiler, Linker
  • Einrichtung der Entwicklungsumgebung (z. B. Visual Studio, CLion, GCC/Clang)
  • Aufbau eines C++ Programms: Die main()-Funktion und Namespaces (std)
  • Standard-Ein-/Ausgabe mit Streams (std::cout, std::cin, std::endl)

Variablen, Datentypen und Operatoren

  • Primitive Datentypen (int, char, float, double, bool)
  • Typ-Modifizierer und Konstanten (const, constexpr)
  • Automatische Typableitung mit auto
  • Operatoren: Arithmetisch, relational, logisch und bitweise
  • Typumwandlung (Type Casting): static_cast im Vergleich zum C-Style Cast

Kontrollstrukturen und Ablaufsteuerung

  • Bedingte Anweisungen: if, else if, else
  • Mehrfachverzweigungen: Das switch-Statement
  • Schleifenkonstrukte: while, do-while, for
  • Bereichsbasierte Schleifen (Range-based for-loop)
  • Schleifensteuerung (break, continue)

Funktionen und Modularisierung

  • Definition, Deklaration und Funktionsprototypen
  • Parameterübergabe: Call-by-Value vs. Call-by-Reference
  • Rückgabewerte und der Datentyp void
  • Funktionsüberladung (Function Overloading)
  • Inline-Funktionen zur Performance-Optimierung
  • Standardwerte (Default-Parameter) für Funktionen

Speicherverwaltung, Zeiger und Referenzen

  • Konzept des Arbeitsspeichers: Stack vs. Heap
  • Zeiger (Pointers): Deklaration, Adressoperator (&) und Dereferenzierung (*)
  • Referenzen (&): Unterschiede und Vorteile gegenüber Zeigern
  • Dynamische Speicherverwaltung: new und delete
  • Fehlervermeidung: Memory Leaks und Einführung in Smart Pointers (std::unique_ptr)

Komplexe Datenstrukturen und Strings

  • Statische Arrays (C-Style) vs. std::array
  • Dynamische Arrays: Einführung in std::vector
  • Zeichenketten: C-Strings (char[]) vs. die std::string-Klasse
  • Gruppierung von Daten mit Strukturen (struct)
  • Aufzählungstypen: enum und die typsichere Variante enum class

Objektorientierte Programmierung (OOP) – Einstieg

  • Klassen und Objekte definieren
  • Datenkapselung und Sichtbarkeits-Modifizierer (public, private, protected)
  • Konstruktoren (Standard, Parametrisiert) und Destruktoren
  • Initialisierungslisten (Member Initializer Lists)
  • Trennung von Deklaration (Header-Dateien .h/.hpp) und Implementierung (.cpp)

Fehlerbehandlung (Exception Handling)

  • Konzepte der Ausnahmebehandlung
  • try, catch und throw Blöcke implementieren
  • Standard-Exceptions der C++ Bibliothek (<stdexcept>) nutzen