Technische Probleme lösen mit C/C++

Inhalt

Einleitung

1 Systematik der Problemlösung

1.1 Phasen der Programmentwicklung

1.2 Software-Lebenszyklus

1.3 Software-Entwicklungsverfahren

2 Erste Gehversuche mit C/C++

2.1 Warum gerade C/C++?

2.2 Compiler und Interpreter

2.3 Übersetzen eines C/C++-Programms

2.4 Programmstart

3 Die Entwicklungsumgebung Visual C++

3.1 Installation von VC++

3.2 Starten von VC++

3.3 Erstellen eines neuen Projektes

3.3.1 Win32-Projekte

3.3.1.1 Variante 1 – VC++ leistet Vorarbeit

3.3.1.2 Variante 2 – leeres Projekt

3.3.2 CLR-Projekte

3.4 Übersetzen eines eigenen Programms

3.5 Ausführen eines eigenen Programms

3.6 Paradigmen der Projektorganisation

4 Grundlegende Sprach- und Steuerungselemente

4.2 Datentypen und Variablen

4.2.1 Variablennamen

4.2.2 Ganzzahlige Variablen

4.2.3 Fließkommazahlen

4.2.4 Zeichen

4.2.5 Felder

4.2.5.1 Eindimensionale Felder

4.2.5.2 Mehrdimensionale Felder

4.2.5.3 Zugriff auf die Elemente eines Feldes

4.2.5.4 Startwertzuweisung für ein- und mehrdimensionale Arrays

4.2.6 Zeichenketten

4.3 Konstanten

4.4 Operatoren

4.4.1 Vorzeichenoperatoren

4.4.2 Arithmetische Operatoren

4.4.2.1 Addition +

4.4.2.2 Subtraktion ?

4.4.2.3 Multiplikation *

4.4.2.4 Division /

4.4.2.5 Modulo %

4.4.2.6 Zuweisung =

4.4.2.7 Kombinierte Zuweisungen

4.4.2.8 Inkrementierung ++

4.4.2.9 Dekrementierung --

4.4.3 Vergleichsoperatoren

4.4.3.1 Gleichheit ==

4.4.3.2 Ungleichheit !=

4.4.3.3 Kleiner <

4.4.3.4 Größer >

4.4.3.5 Kleiner gleich <=

4.4.3.6 Größer gleich >=

4.4.4 Logische Operatoren

4.4.4.1 Logisches NICHT !

4.4.4.2 Logisches UND &&

4.4.4.3 Logisches ODER ||

4.4.5 Typumwandlungsoperator

4.4.6 Speicherberechnungsoperator

4.4.7 Bedingungsoperator

4.4.8 Indizierungsoperator

4.4.9 Klammerungsoperator

4.5 Anweisungen und Blöcke

4.6 Alternationen

4.6.1 Einfache Abfragen (if – else)

4.6.2 Mehrfachabfragen (else – if)

4.6.3 Die switch-case-Anweisung

4.7 Iterationen

4.7.1 Zählergesteuerte Schleifen (for)

4.7.2 Kopfgesteuerte Schleifen (while)

4.7.3 Fußgesteuerte Schleifen (do – while)

4.7.4 Schleifenabbruch (continue)

4.7.5 Schleifenabbruch (break)

4.7.6 Schleifenumwandlungen

4.8 Funktionen

4.8.1 Formaler Aufbau einer Funktion

4.8.1.1 Der Funktionskopf

4.8.1.2 Der Funktionsrumpf

4.8.2 Datentyp und Deklaration einer Funktion – Prototyping

4.8.3 Das Prinzip der Parameterübergabe

4.8.3.1 Aufrufverfahren call by value

4.8.3.2 Aufrufverfahren call by reference

4.8.3.3 Adressoperator, Zeiger und Dereferenzierung

4.8.4 Regeln für ein erfolgreiches Prototyping

4.8.5 Die exit()-Funktion

4.8.6 Rekursive Funktionen

4.9 Ein- und Ausgabe

4.9.1 Formatierte Eingabe mit scanf()

4.9.2 Formatierte Ausgabe mit printf()

4.9.3 Arbeiten mit Dateien

4.9.3.1 Öffnen der Datei

4.9.3.2 Verarbeiten der Datensätze

4.9.3.3 Schließen der Datei

4.9.3.4 stdio.h

4.9.3.5 fflush() und stdin

5 Strukturierte Programmierung

5.1 Problemstellung

5.2 Problemanalyse

5.3 Struktogramm nach Nassi-Shneiderman

5.3.1 Sequenz

5.3.2 Alternation

5.3.3 Verschachtelung

5.3.4 Verzweigung

5.3.5 Schleifen

5.3.5.1 Zählergesteuerte Schleife

5.3.5.2 Kopfgesteuerte Schleife

5.3.5.3 Fußgesteuerte Schleifen

5.3.5.4 Endlosschleifen

5.3.5.5 Kriterien zur Schleifenauswahl

5.3.6 Programm- oder Funktionsaufruf

5.3.7 Aussprung

5.3.8 Rechnergestützte Erstellung von Struktogrammen

5.3.8.1 StruktEd

5.3.8.2 hus-Struktogrammer

5.4 Flussdiagramm nach DIN 66001

5.5 Programmerstellung

5.6 Programmtest

5.7 Programmlauf

5.8 Dokumentation nach DIN 66230

5.8.1 Funktion und Aufbau des Programms

5.8.2 Programmkenndaten

5.8.3 Betrieb des Programms

5.8.4 Ergänzungen

5.9 Aspekte des Qualitätsmanagements EN-ISO 9000

5.10 Algorithmus – was ist das?

5.11 EVA-Prinzip

5.12 Programmierung von Formelwerken

6 Lösung einfacher Probleme

6.1 Umrechnung von Temperatursystemen

6.2 Flächenberechnung geradlinig begrenzter Flächen (Polygone)

6.2.1 Erste Problemvariation: Berechnung der Schwerpunktkoordinaten S(xS ; yS) von polygonförmig begrenzten Flächen

6.2.2 Zweite Problemvariation: Suche nach einem „günstigen“ Treffpunkt

6.3 Berechnung einer Brückenkonstruktion

6.4 Schaltjahrüberprüfung

6.5 Ein Problem aus der Energiewirtschaft

6.6 Logarithmische Achsenteilung

7 Objektorientierte Programmierung (OOP)

7.1 Modellbildung mittels Abstraktion

7.2 Klassen und Objekte

7.3 Attribute und Methoden einer Klasse

7.4 Bruchrechnung mit OOP

7.5 Vererbung

7.6 Strings

7.7 Typumwandlungen

7.8 Strukturierte Programmierung vs. OOP

8 Lösung fortgeschrittener Probleme

8.1 Grafische Darstellung funktionaler Abhängigkeiten

8.1.1 Welt- und Screenkoordinaten

8.1.2 Koordinatentransformationen

8.1.3 Darstellung der Sinusfunktion

8.1.4 Darstellung quadratischer Parabeln

8.1.5 Spannungsteilerkennlinien

8.2 Lösung technisch-wissenschaftlicher Probleme

8.2.1 Widerstandsreihen E6 bis E96

8.2.2 Farbcodierung von Widerständen nach DIN 41429

8.2.3 Fourier-Synthese periodischer empirischer Funktionen

8.2.4 Fourier-Analyse empirischer Funktionen

8.3 Nullstellenbestimmung von Funktionen

8.3.1 Inkrementverfahren und Intervallhalbierung

8.3.2 Die regula falsi

8.3.3 Das Newton-Verfahren

8.4 Numerische Integration

8.4.1 Riemannsche Unter- und Obersummen

8.4.2 Trapezregel

8.4.3 Simpsonsche Regel

8.4.4 Effektivwertberechnungen

8.5 Einbindung eigener Klassen

8.5.1 Das „Platinenproblem“ als objektorientierte Konsolenanwendung

8.5.2 Das „Platinenproblem“ in der Erweiterung mit grafischer Benutzeroberfläche

9 Lösung komplexer Probleme

9.1 Kurvendiskussion und Funktionsplotter am Beispiel ganzrationaler Funktionen bis 3. Ordnung

9.2 Ausgleichsrechnung – Bestimmung der „besten“ Geraden in einer Messreihe

9.3 Digitaltechnik

10 Tabellen und Übersichten

10.1 Datentypen und ihre Wertebereiche

10.2 Vergleich der Symbole nach DIN 66 001 und der Nassi-Shneiderman-Darstellung

10.3 Schlüsselwörter ANSI C

10.4 Erweiterte Schlüsselwörter C++

10.5 ASCII-Tabelle

10.6 Standardfunktionen und ihre Zuordnung zu den Header-Dateien (Include)

Literatur

Index