Dieses Buch ist ein klassisches Lehrwerk für Studenten der Informatik. Es vermittelt ausführlich die Grundlagen der Programmiersprachen C und C++ und die Grundlagen der Programmierung überhaupt. Von der Kunst, den richtigen Algorithmus zu finden, bis zur sinnvollen Nutzung der C++-Standard-Library. Alle Themen werden Sie sich anhand von Codebeispielen praktisch erarbeiten. Wo Theorie an Bord ist, erleben Sie ihren Nutzen im großen Zusammenhang.
Aus dem Inhalt:
- Algorithmen
- Performanz- und Leistungsanalyse
- Kombinatorik
- Sortierverfahren
- Graphentheoretische Probleme
- Variablen, Schleifen & Co.
- Speicherverwaltung
- Bäume, Heaps und Treaps
- Die Standardbibliotheken
- Objektorientierung, Kapselung, Vererbung
- Exceptions und Templates
- Strukturiertes Programmieren
- Programmaufbau und wartbare Software
- Umfangreiche Referenz
Inhaltsverzeichnis
Vorwort . . . 19
1. Einige Grundbegriffe . . . 21
1. 1 . . . Algorithmus . . . 24
1. 2 . . . Datenstruktur . . . 28
1. 3 . . . Programm . . . 30
1. 4 . . . Programmiersprachen . . . 31
1. 5 . . . Aufgaben . . . 33
2. Einführung in die Programmierung . . . 35
2. 1 . . . Softwareentwicklung . . . 35
2. 2 . . . Die Programmierumgebung . . . 40
3. Ausgewählte Sprachelemente von C . . . 45
3. 1 . . . Programmrahmen . . . 45
3. 2 . . . Zahlen . . . 46
3. 3 . . . Variablen . . . 46
3. 4 . . . Operatoren . . . 48
3. 5 . . . Kontrollfluss . . . 56
3. 6 . . . Elementare Ein- und Ausgabe . . . 67
3. 7 . . . Beispiele . . . 73
3. 8 . . . Aufgaben . . . 81
4. Arithmetik . . . 83
4. 1 . . . Folgen . . . 85
4. 2 . . . Summen und Produkte . . . 96
4. 3 . . . Aufgaben . . . 100
5. Aussagenlogik . . . 107
5. 1 . . . Aussagen . . . 108
5. 2 . . . Aussagenlogische Operatoren . . . 108
5. 3 . . . Boolesche Funktionen . . . 116
5. 4 . . . Logische Operatoren in C . . . 119
5. 5 . . . Beispiele . . . 120
5. 6 . . . Aufgaben . . . 126
6. Elementare Datentypen und ihre Darstellung . . . 129
6. 1 . . . Zahlendarstellungen . . . 130
6. 2 . . . Bits und Bytes . . . 137
6. 3 . . . Skalare Datentypen in C . . . 139
6. 4 . . . Bitoperationen . . . 146
6. 5 . . . Programmierbeispiele . . . 150
6. 6 . . . Zeichen . . . 156
6. 7 . . . Arrays . . . 159
6. 8 . . . Zeichenketten . . . 164
6. 9 . . . Programmierbeispiele . . . 173
6. 10 . . . Aufgaben . . . 178
7. Modularisierung . . . 181
7. 1 . . . Funktionen . . . 181
7. 2 . . . Arrays als Funktionsparameter . . . 186
7. 3 . . . Lokale und globale Variablen . . . 190
7. 4 . . . Rekursion . . . 192
7. 5 . . . Der Stack . . . 198
7. 6 . . . Beispiele . . . 200
7. 7 . . . Aufgaben . . . 218
8. Zeiger und Adressen . . . 223
8. 1 . . . Zeigerarithmetik . . . 230
8. 2 . . . Zeiger und Arrays . . . 232
8. 3 . . . Funktionszeiger . . . 235
8. 4 . . . Aufgaben . . . 239
9. Programmgrobstruktur . . . 241
9. 1 . . . Der Präprozessor . . . 241
9. 2 . . . Ein kleines Projekt . . . 249
10. Die Standard C Library . . . 253
10. 1 . . . Mathematische Funktionen . . . 254
10. 2 . . . Zeichenklassifizierung und -konvertierung . . . 256
10. 3 . . . Stringoperationen . . . 257
10. 4 . . . Ein- und Ausgabe . . . 260
10. 5 . . . Variable Anzahl von Argumenten . . . 263
10. 6 . . . Freispeicherverwaltung . . . 265
10. 7 . . . Aufgaben . . . 271
11. Kombinatorik . . . 273
11. 1 . . . Kombinatorische Grundaufgaben . . . 274
11. 2 . . . Permutationen mit Wiederholungen . . . 274
11. 3 . . . Permutationen ohne Wiederholungen . . . 275
11. 4 . . . Kombinatorische Algorithmen . . . 283
11. 5 . . . Beispiele . . . 293
12. Leistungsanalyse und Leistungsmessung . . . 305
12. 1 . . . Leistungsanalyse . . . 308
12. 2 . . . Leistungsmessung . . . 320
12. 3 . . . Laufzeitklassen . . . 324
13. Sortieren . . . 347
13. 1 . . . Sortierverfahren . . . 347
13. 2 . . . Leistungsanalyse der Sortierverfahren . . . 376
13. 3 . . . Leistungsmessung der Sortierverfahren . . . 383
13. 4 . . . Grenzen der Optimierung von Sortierverfahren . . . 388
14. Datenstrukturen . . . 393
14. 1 . . . Strukturdeklarationen . . . 395
14. 2 . . . Zugriff auf Strukturen . . . 400
14. 3 . . . Datenstrukturen und Funktionen . . . 405
14. 4 . . . Ein vollständiges Beispiel (Teil 1) . . . 409
14. 5 . . . Dynamische Datenstrukturen . . . 415
14. 6 . . . Ein vollständiges Beispiel (Teil 2) . . . 421
14. 7 . . . Die Freispeicherverwaltung . . . 432
14. 8 . . . Aufgaben . . . 435
15. Ausgewählte Datenstrukturen . . . 437
15. 1 . . . Listen . . . 439
15. 2 . . . Bäume . . . 448
15. 3 . . . Treaps . . . 470
15. 4 . . . Hash-Tabellen . . . 482
16. Abstrakte Datentypen . . . 493
16. 1 . . . Der Stack als abstrakter Datentyp . . . 495
16. 2 . . . Die Queue als abstrakter Datentyp . . . 500
17. Elemente der Graphentheorie . . . 507
17. 1 . . . Graphentheoretische Grundbegriffe . . . 510
17. 2 . . . Die Adjazenzmatrix . . . 511
17. 3 . . . Beispielgraph (Autobahnnetz) . . . 512
17. 4 . . . Traversierung von Graphen . . . 514
17. 5 . . . Wege in Graphen . . . 516
17. 6 . . . Der Algorithmus von Warshall . . . 518
17. 7 . . . Kantentabellen . . . 522
17. 8 . . . Zusammenhang und Zusammenhangskomponenten . . . 523
17. 9 . . . Gewichtete Graphen . . . 530
17. 10 . . . Kürzeste Wege . . . 532
17. 11 . . . Der Algorithmus von Floyd . . . 533
17. 12 . . . Der Algorithmus von Dijkstra . . . 539
17. 13 . . . Erzeugung von Kantentabellen . . . 546
17. 14 . . . Der Algorithmus von Ford . . . 548
17. 15 . . . Minimale Spannbäume . . . 551
17. 16 . . . Der Algorithmus von Kruskal . . . 552
17. 17 . . . Hamiltonsche Wege . . . 557
17. 18 . . . Das Travelling-Salesman-Problem . . . 562
18. Zusammenfassung und Ergänzung . . . 575
19. Einführung in C++ . . . 677
19. 1 . . . Schlüsselwörter . . . 677
19. 2 . . . Kommentare . . . 678
19. 3 . . . Datentypen, Datenstrukturen und Variablen . . . 679
19. 4 . . . Funktionen . . . 690
19. 5 . . . Operatoren . . . 701
19. 6 . . . Auflösung von Namenskonflikten . . . 711
20. Objektorientierte Programmierung . . . 717
20. 1 . . . Ziele der Objektorientierung . . . 717
20. 2 . . . Objektorientiertes Design . . . 719
20. 3 . . . Klassen in C++ . . . 725
20. 4 . . . Aufbau von Klassen . . . 725
20. 5 . . . Instanziierung von Klassen . . . 740
20. 6 . . . Operatoren auf Klassen . . . 745
20. 7 . . . Ein- und Ausgabe in C++ . . . 748
20. 8 . . . Der this-Pointer . . . 755
20. 9 . . . Beispiele . . . 756
20. 10 . . . Aufgaben . . . 771
21. Das Zusammenspiel von Objekten . . . 775
21. 1 . . . Modellierung von Beziehungen . . . 775
21. 2 . . . Komposition eigener Objekte . . . 776
21. 3 . . . Eine Klasse text . . . 786
21. 4 . . . Übungen/Beispiel . . . 797
21. 5 . . . Aufgabe . . . 803
22. Vererbung . . . 805
22. 1 . . . Darstellung der Vererbung . . . 805
22. 2 . . . Vererbung in C++ . . . 808
22. 3 . . . Beispiele . . . 831
23. Zusammenfassung und Überblick . . . 879
23. 1 . . . Klassen und Instanzen . . . 879
23. 2 . . . Member . . . 881
23. 3 . . . Vererbung . . . 900
23. 4 . . . Zugriffsschutz und Vererbung . . . 916
23. 5 . . . Der Lebenszyklus von Objekten . . . 922
23. 6 . . . Typüberprüfung und Typumwandlung . . . 946
23. 7 . . . Typumwandlung in C++ . . . 948
24. Die C++-Standardbibliothek und Ergänzung . . . 953
24. 1 . . . Generische Klassen (Templates) . . . 954
24. 2 . . . Ausnahmebehandlung (Exceptions) . . . 962
24. 3 . . . Die C++-Standardbibliothek . . . 973
24. 4 . . . Iteratoren . . . 973
24. 5 . . . Strings (string) . . . 976
24. 6 . . . Dynamische Arrays (vector) . . . 990
24. 7 . . . Listen (list) . . . 998
24. 8 . . . Stacks (stack) . . . 1014
24. 9 . . . Warteschlangen (queue) . . . 1017
24. 10 . . . Prioritätswarteschlangen (priority_queue) . . . 1019
24. 11 . . . Geordnete Paare (pair) . . . 1024
24. 12 . . . Mengen (set und multiset) . . . 1025
24. 13 . . . Relationen (map und multimap) . . . 1030
24. 14 . . . Algorithmen der Standardbibliothek . . . 1032
Aufgaben und Lösungen . . . 1041
Kapitel 1 . . . 1042
Kapitel 3 . . . 1055
Kapitel 4 . . . 1069
Kapitel 5 . . . 1090
Kapitel 6 . . . 1103
Kapitel 7 . . . 1120
Kapitel 8 . . . 1144
Kapitel 10 . . . 1155
Kapitel 14 . . . 1162
Kapitel 20 . . . 1186
Kapitel 21 . . . 1203
Index . . . 1209
