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Vorbereitung 3.6.2025

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\color{red}
\item[5.8] Templates
\item[5.9] Container-Templates
\color{black}
\item[5.10] Exceptions
\item[5.11] Typ-Konversionen
\item[5.12] Intelligente Zeiger
......@@ -258,6 +259,8 @@
\end{lstlisting}
\end{frame}
\iffalse
\subsection{Exceptions}
\begin{frame}[fragile]
......@@ -443,4 +446,6 @@
\end{itemize}
\end{frame}
\fi
\end{document}
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% ad-20250603.pdf - Lecture Slides on Algorithms and Data Structures in C/C++
% Copyright (C) 2018-2024, 2025 Peter Gerwinski
%
% This document is free software: you can redistribute it and/or
% modify it either under the terms of the Creative Commons
% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
% GNU General Public License as published by the Free Software
% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
% any later version.
%
% This document is distributed in the hope that it will be useful,
% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
% GNU General Public License for more details.
%
% You should have received a copy of the GNU General Public License
% along with this document. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
%
% You should have received a copy of the Creative Commons
% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
% document. If not, see <https://creativecommons.org/licenses/>.
% README: C++: Exceptions, Typ-Konversionen, intelligente Zeiger
\documentclass[10pt,t]{beamer}
\usepackage{pgslides}
\usepackage{tikz}
%\usepackage{rotating}
\newcommand{\underconstruction}{%
\begin{picture}(0,0)
\color{black}
\put(6,-2.2){\makebox(0,0)[b]{\includegraphics[width=1.5cm]{Zeichen_123.pdf}}}
\put(6,-2.5){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{Änderungen\\vorbehalten}}}
\end{picture}}
\title{Algorithmen und Datenstrukturen in C/C++}
\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
\date{27.\ Mai 2025}
\begin{document}
\maketitleframe
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad}}}
\item[\textbf{2}] \textbf{Arrays und Zeiger für Fortgeschrittene}
\item[\textbf{3}] \textbf{Langzahl-Arithmetik}
\item[\textbf{4}] \textbf{Kryptographie und Fehlerbehandlung}
\item[\textbf{5}] \textbf{Einführung in C++}
\begin{itemize}
\vspace{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\color{medgreen}
% \item[5.0] Was ist C?
% \item[5.1] Was ist C++?
% \underconstruction
% \item[5.2] Elementare Neuerungen in C++ gegenüber C
% \item[5.3] Referenz-Typen
% \item[5.4] Überladbare Operatoren und Funktionen
% \item[5.5] Namensräume
\item[5.6] Objekte
\item[5.7] Strings
\color{medgreen}
\item[5.8] Templates
\item[5.9] Container-Templates
\color{red}
\item[5.10] Exceptions
\item[5.11] Typ-Konversionen
\item[5.12] Intelligente Zeiger
\end{itemize}
\item[\textbf{6}] \textbf{Datenorganisation}
\vspace{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\setcounter{section}{4}
\section{Einführung in C++}
\addtocounter{subsection}{7}
\subsection{Templates}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
Anwendung desselben Quelltextes auf verschiedene Datentypen
\begin{itemize}
\item
\lstinline{template <typename x> ...}
\item
\lstinline{template <class x> ...}
% \pause
\item
Template-Spezialisierung:\\
\lstinline{template <> foo <int> ...}
\end{itemize}
% \pause
Vorsicht: \only<1->{Manche} Fehler werden erst bei Instantiierung erkannt!
\end{frame}
\subsection{Container-Templates}
\begin{frame}
% \showsection
\showsubsection
\vspace*{-0.25cm}
\begin{tabular}{ll}
\lstinline|array| & Array mit fester Größe \\
\lstinline|bitset| & festes Array von Bits (Booleans) \\
\lstinline|vector| & dynamisches Array \\
\lstinline|vector <bool>| & dynamisches Bit-Array \\
\lstinline|forward_list| & einfach-verkettete Liste \\
\lstinline|list| & doppelt-verkettete Liste \\
\lstinline|set| & binärer Baum \\
\lstinline|multiset| & mehrfache Elemente zulässig \\
\lstinline|unordered_set| & Hash-Tabelle \\
\lstinline|unordered_multiset| & mehrfache Elemente zulässig \\
\lstinline|map| & binärer Baum mit separaten Schlüsselwerten \\
\lstinline|multimap| & mehrere Elemente pro Schlüssel \\
\lstinline|unordered_map| & Hash-Tabelle mit separaten Schlüsselwerten \\
\lstinline|unordered_multimap| & mehrere Elemente pro Schlüssel \\
\lstinline|stack| & Stack \\
\lstinline|queue| & FIFO \\
\lstinline|deque| & \emph{\textbf{d}ouble-\textbf{e}nded \textbf{que}ue} \\
\lstinline|priority_queue| & geordneter Push-Pop-Container
\end{tabular}\\[3pt]
\url{https://cplusplus.com/reference/stl/}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\subsubsection{Iteratoren}
\begin{frame}[fragile]
% \showsection
\showsubsection
\showsubsubsection
Pointer-Arithmetik:
\medskip
\begin{lstlisting}
int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
for (int *p = prime; p != prime + 5; p++)
std::cout << *p << std::endl;
\end{lstlisting}
\bigskip
Iterator als Verallgemeinerung:
\medskip
\begin{lstlisting}
std::array <int, 5> prime = { { 2, 3, 5, 7, 11 } };
for (std::array <int, 5>::iterator p = prime.begin (); p != prime.end (); p++)
std::cout << *p << std::endl;
\end{lstlisting}
\end{frame}
\subsection{Exceptions}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{lstlisting}
try
{
...
throw <value>;
...
}
catch (<type> <variable>)
{
...
}
catch ...
\end{lstlisting}
\vspace*{-4.6cm}\hspace*{5cm}
\begin{minipage}{7cm}
\begin{itemize}
\item
Nach den \lstinline{catch()}-Statements wird,
soweit nicht anders programmiert, das Programm fortgesetzt.
\medskip
\item
\lstinline{throw;} (ohne Wert):\\
an übergeordneten Exception-Handler weiterreichen
\medskip
\item
C-Äquivalent:\\
\lstinline{setjmp()}, \lstinline{longjmp()}
\medskip
\item
speziell für \lstinline{<type>}:\\
Nachfahren von \lstinline{class exception}
\medskip
\item
veraltet:\\
\newterm{dynamic exception specifications}
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\subsection{Typ-Konversionen}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
In C:
\begin{lstlisting}[gobble=8]
char *hello = "Hello, world!";
uint64_t address = (uint64_t) hello;
printf ("%" PRIu64 "\n", address);
\end{lstlisting}
\smallskip
\item
alternative Syntax in C++:
\begin{lstlisting}[gobble=8]
char *hello = "Hello, world!";
uint64_t address = uint64_t (hello);
cout << address << endl;
\end{lstlisting}
\smallskip
\item
zusätzlich in C++:\\
implizite und explizite Typumwandlung zwischen Zeigern auf Klassen\\
\lstinline{dynamic_cast<>()}\\
\lstinline{static_cast<>()}\\
\lstinline{reinterpret_cast<>()}\\
\lstinline{const_cast<>()}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\url{https://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/}
\begin{itemize}
\item
Zuweisung: Zeiger auf abgeleitete Klasse an Zeiger auf Basisklasse\\
\textarrow\ implizite Typumwandlung möglich
\smallskip
\item
Zuweisung: Zeiger auf Basisklasse an Zeiger auf abgeleitete Klasse\\
\textarrow\ nur explizite Typumwandlung möglich:\\
\hspace*{0.76cm}\lstinline{dynamic_cast<>()}, \lstinline{static_cast<>()}
\smallskip
\item
implizite Typumwandlungen in der Klasse definieren:
\begin{itemize}
\item
Initialisierung durch Konstruktor
\item
Zuweisungs-Operator
\item
Typumwandlungsoperator
\end{itemize}
\smallskip
\item
implizite Typumwandlungen ausschalten:\\
Schlüsselwort \lstinline{explicit}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\url{https://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/}
\begin{itemize}
\item
\lstinline{dynamic_cast<>()}\\
Zuweisung: Zeiger auf Basisklasse an Zeiger auf abgeleitete Klasse\\
explizite Typumwandlung mit Prüfung, ggf.\ Exception
\smallskip
\item
\lstinline{static_cast<>()}\\
Zuweisung: Zeiger auf Basisklasse an Zeiger auf abgeleitete Klasse\\
explizite Typumwandlung ohne Prüfung
\smallskip
\item
\lstinline{reinterpret_cast<>()}\\
Typumwandlung ohne Prüfung zwischen Zeigern untereinander\\
und zwischen Zeigern und Integer-Typen
\smallskip
\item
\lstinline{const_cast<>()}\\
"`\lstinline{const}"' ein- bzw.\ ausschalten
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Intelligente Zeiger}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\textbf{Warum?}
\begin{itemize}
\item
bereits freigegebene Zeiger werden u.\,U.\ weiterhin verwendet
\item
Speicherlecks
\item
uninitialisierte Zeiger
\end{itemize}
\medskip
\begin{itemize}
\item
\lstinline{shared_ptr}
\item
\lstinline{weak_ptr}
\item
\lstinline{unique_ptr}
\item
\lstinline{move()}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\textbf{Wie?}
\begin{itemize}
\item
R-Wert-Referenztypen: \lstinline{&&}
\item
\lstinline{move()}-Funktion
\end{itemize}
\bigskip
Literatur:
\begin{itemize}
\item
\url{http://thbecker.net/articles/rvalue_references/section_01.html}
\item
\url{http://www.artima.com/cppsource/rvalue.html}
\end{itemize}
\end{frame}
\end{document}
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......@@ -25,6 +25,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [13.05.2025: Einführung in C++](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/raw/2025ss/20250513/ad-20250513.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/tree/2025ss/20250513/)
* [20.05.2025: C++: Objekte, Strings](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/raw/2025ss/20250520/ad-20250520.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/tree/2025ss/20250520/)
* [27.05.2025: C++: Templates, Container-Templates](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/raw/2025ss/20250527/ad-20250527.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/tree/2025ss/20250527/)
* [03.06.2025: C++: Exceptions, Typ-Konversionen, intelligente Zeiger](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/raw/2025ss/20250603/ad-20250603.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/tree/2025ss/20250603/)
* [alle in 1 Datei](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ad/raw/2025ss/ad-slides-2025ss.pdf)
Tafelbilder:
......
ad-slides-2025ss.pdf
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ad-slides-2025ss.tex
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......@@ -24,6 +24,8 @@
\includepdf[pages=-]{20250513/ad-20250513.pdf}
\pdfbookmark[1]{20.05.2025: C++: Objekte, Strings}{20250520}
\includepdf[pages=-]{20250520/ad-20250520.pdf}
\pdfbookmark[1]{27.05.2025: C++: Templates, Container-Templates, Exceptions, Typ-Konversionen, intelligente Zeiger}{20250527}
\pdfbookmark[1]{27.05.2025: C++: Templates, Container-Templates}{20250527}
\includepdf[pages=-]{20250527/ad-20250527.pdf}
\pdfbookmark[1]{03.06.2025: C++: Exceptions, Typ-Konversionen, intelligente Zeiger}{20250603}
\includepdf[pages=-]{20250603/ad-20250603.pdf}
\end{document}
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