C++ für Umsteiger anderer Programmiersprachen

Seminarziel

Das Seminarziel für Unternehmen besteht darin, den Mitarbeitern eine fundierte Einführung in C++ zu bieten und ihre Fähigkeiten und Kenntnisse in dieser Programmiersprache zu verbessern. Durch die Schulung in C++ werden die Mitarbeiter in der Lage sein, effizientere, leistungsstärkere und plattformübergreifende Softwarelösungen zu entwickeln, was letztendlich zu einer Steigerung der Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens führt. 

Die Einführung von C++ in die Entwicklungsprozesse ermöglicht es auch, bestehende Systeme zu warten und zu erweitern, was zu einer verbesserten Integration und Erweiterbarkeit von Softwareprodukten führt. Darüber hinaus kann das Seminar den Talentpool des Unternehmens erweitern, indem es Fachkräfte mit C++-Kenntnissen anzieht und rekrutiert.

Inhalt

• C++-Einführung
  • Hauptmerkmale und Vorteile von C++
  • Unterschiede zwischen C++ und anderen Programmiersprachen (z. B. C, Java)
• Entwicklungsumgebung (IDE)
  • Vorteile der Verwendung einer IDE gegenüber einem Texteditor
  • Installation und Einrichtung der IDE Ihrer Wahl (z. B. Visual Studio)
  • Erstellen und Kompilieren eines einfachen C++-Programms in der IDE
  • Debugging-Tools und ihre Verwendung zur Fehlerbehebung
  • Einführung in die Benutzeroberfläche und Funktionen der IDE
• Variablen, Datentypen und Deklarationen
  • Datentypen in C++: Ganzzahlen, Gleitkommazahlen, Zeichen, Booleans usw.
  • Deklaration und Initialisierung von Variablen
  • Gültigkeitsbereich und Sichtbarkeit von Variablen
• Operatoren und Ausdrücke
  • Arithmetische Operatoren: +, -, *, /, %
  • Zuweisungsoperatoren: =, +=, -=, *=, /=
  • Vergleichsoperatoren: ==, !=, <, >, <=, >=
  • Logische Operatoren: &&, ||, !
  • Präzedenz und Assoziativität von Operatoren
• Kontrollstrukturen: Schleifen und Bedingungen
  • if-else-Anweisungen: einfache Bedingungen
  • switch-Anweisung: Mehrfachauswahl
  • while-Schleifen: Schleifen mit Bedingung
  • for-Schleifen: Schleifen mit Zähler
• Funktionen und Parameterübergabe
  • Funktionsdeklaration und -definition
  • Rückgabewerte und Funktionstypen
  • Übergabe von Argumenten durch Wert, Referenz und Zeiger
  • Überladen von Funktionen
• Namespace und Header-Dateien
  • Verwendung von Namespaces zur Vermeidung von Namenskonflikten
  • Erstellen und Einbinden von Header-Dateien
  • Trennung von Deklaration und Definition
• Zeiger und Referenzen
  • Zeiger und Adressen in C++
  • Dereferenzierung und Zugriff auf Zeigerinhalte
  • Zeigerarithmetik
  • Verwendung von Referenzen zur Alias-Bildung
• Klassen und Objekte
  • Konzept der Kapselung und Datenkapselung
  • Klassen-Definition und -Deklaration
  • Member-Variablen und -Funktionen
  • Getter- und Setter-Methoden
• Konstruktoren und Destruktoren
  • Konstruktor: Erstellen von Objekten und Initialisierung von Mitgliedern
  • Destruktor: Ressourcenfreigabe und Aufräumarbeiten
  • Standardkonstruktor und benutzerdefinierter Konstruktor
  • Der Rule of Three (Kopierkonstruktor, Zuweisungsoperator, Destruktor)
• Vererbung und Polymorphismus
  • Erben von Klassen und abgeleitete Klassen
  • Basisklassen und abstrakte Klassen
  • Polymorphismus durch virtuelle Funktionen
  • Überschreiben von Funktionen
• Dynamische Speicherverwaltung
  • Verwendung von new und delete zur Speicherzuweisung
  • Vermeidung von Speicherlecks
  • Smart Pointer (unique_ptr, shared_ptr) zur automatischen Speicherfreigabe
• Container-Klassen
  • Vektor (std::vector): dynamische Arrays
  • Liste (std::list): doppelt verkettete Listen
  • Map (std::map) und unordered_map: assoziative Container
• Algorithmus-Bibliothek
  • Sortieren von Containern (std::sort)
  • Suchen in Containern (std::find, std::binary_search)
  • Anwenden von Operationen auf Elemente (std::for_each, std::transform)
• Iteratoren
  • Arten von Iteratoren (Input, Output, Forward, Bidirectional, Random Access)
  • Verwendung von Iteratoren zur Durchquerung von Containern
• Generische Programmierung
  • Schreiben von generischen Funktionen und Klassen mit Templates
  • Template-Spezialisierung
  • Vorteile der generischen Programmierung
• Smart Pointer
  • unique_ptr: exklusive Besitzer von Ressourcen
  • shared_ptr: gemeinsame Besitzer von Ressourcen
  • weak_ptr: Referenz ohne die Lebensdauer zu beeinflussen
• Exception Handling
  • Verwendung von try-catch-Blöcken zum Abfangen von Ausnahmen
  • Eigene Ausnahme-Klassen erstellen
  • Ressourcenfreigabe in Ausnahmefällen
• C++11/14/17/20-Features und -Verbesserungen
  • Lambda-Ausdrücke
  • Range-basierte for-Schleifen
  • Move-Semantik und rvalue-Referenzen
  • Threads und Multithreading (std::thread)
• Code-Analyse-Tools
  • Clang-Tidy: Statischer Codeanalysator
  • cppcheck: Statischer C/C++-Codeanalysator
  • Verwendung und Integration in die Entwicklungsumgebung
• Profiling und Optimierung von C++-Code
  • Verwendung von Profiling-Tools (z. B. Valgrind, GProf)
  • Identifizierung von Engpässen und Optimierungspotenzialen
  • Tipps zur Verbesserung der C++-Leistung