C Programmierung lernen: Grundlagen, Speicherverwaltung und moderne C-Standards

Seminarziel

Nach dem Seminar beherrschen Sie die grundlegenden Konzepte der C-Programmierung und können eigenständig strukturierte Programme entwickeln. Sie verstehen den Umgang mit Speicher, Pointern und Funktionen und sind in der Lage, typische Fehler zu vermeiden. Zudem können Sie Programme kompilieren, testen und analysieren sowie moderne Werkzeuge zur Entwicklung einsetzen.

Inhalt

• Grundlagen der C-Programmierung und Sprachkonzepte
  • Struktur eines C-Programms und Build-Prozess
  • Überblick über C18 und relevante Neuerungen bis C23
  • Compiler, Toolchains und Entwicklungsumgebungen
• Datentypen und Speicherlayout
  • elementare Datentypen, void und sizeof()
  • Arrays, struct, enum, union und Bitfelder
  • Datentypen von Konstanten und Speicherrepräsentation
• Operatoren und Ausdrücke
  • arithmetische, logische und Bit-Operatoren
  • Operatorprioritäten und Seiteneffekte
  • Pointer (Zeiger) und die Operatoren &, *
• Kontrollstrukturen und Programmfluss
  • if, switch, while, do...while und for-Schleifen
  • Sprunganweisungen und strukturierte Programmierung
  • Fehlervermeidung und saubere Kontrollflüsse
• Funktionen und Modularisierung
  • Funktionsdefinitionen und Rückgabewerte
  • Parameterübergabe (Call by Value / Referenzkonzepte mit Pointern)
  • Aufteilung von Code in mehrere Dateien und Header
• Präprozessor und Makros
  • #include, #define und bedingte Kompilierung
  • Makros und typische Einsatzszenarien
  • Grenzen und Risiken des Präprozessors
• Speicherverwaltung und Pointer-Konzepte
  • dynamische Speicherverwaltung mit malloc, free, realloc
  • Pointer-Arithmetik und Speicherzugriffe
  • Vermeidung typischer Fehler wie Memory Leaks und Dangling Pointer
• String-Verarbeitung und Standardbibliothek
  • Arbeiten mit Zeichenketten (strcpy, strcmp, strlen etc.)
  • Sichere Alternativen und Best Practices
  • Umgang mit Standardbibliotheken
• Ein- und Ausgabe sowie Dateiverarbeitung
  • Standard-Ein-/Ausgabe und formatierte Ausgabe
  • Dateizugriffe und Fehlerbehandlung
  • Plattformabhängige Besonderheiten
• Moderne C-Entwicklung und Best Practices
  • Coding Guidelines und lesbarer Code
  • Debugging mit gdb und Analyse-Tools
  • Einführung in statische Codeanalyse und Testing
  • Überblick zu sicherem C und aktuellen Sprachfeatures