C++ mit Visual Studio 2022 und Windows Forms-Anwendungen: C++17 für Studierende und erfahrene Programmierer – Windows-Programme mit C++ entwickeln

Vorwort
Inhalt
1 Die Entwicklungsumgebung
	1.1 Windows Forms Projekte mit C++
		1.1.1 Installation von Visual Studio für Windows Forms Projekte
		1.1.2 Installation der Visual Studio Erweiterung für Windows Forms Projekte
		1.1.3 Ein Windows Forms Projekt erstellen
		1.1.4 Probleme beim Erstellen eines Windows Forms Projekts Ө
		1.1.5 Ein Windows Forms Projekt manuell erstellen Ө
		1.1.6 Projektvorlagen exportieren
	1.2 Visuelle Programmierung: Ein erstes kleines Programm
	1.3 Das Eigenschaftenfenster
	1.4 Erste Schritte in C++
	1.5 Der Quelltexteditor
		1.5.1 Tastenkombinationen
		1.5.2 Intellisense
		1.5.3 Die Formatierung des Quelltexts
		1.5.4 Definitionen einsehen
		1.5.5 Symbole suchen
		1.5.6 Namen umbenennen
		1.5.7 Zeichenfolgen suchen und ersetzen
	1.6 Kontextmenüs und Symbolleisten
	1.7 Einige Tipps zur Arbeit mit Projekten
	1.8 Online-Dokumentation
		1.8.1 Die Microsoft-Dokumentation
		1.8.2 en.cppreference.com
	1.9 Projekte und der Projektmappen-Explorer
		1.9.1 Projekte, Projektdateien und Projektoptionen
		1.9.2 Projektmappen und der Projektmappen-Explorer
	1.10 Weiterführende Möglichkeiten Ө
		1.10.1 Navigieren
		1.10.2 Code-Ausschnitte
		1.10.3 Aufgabenliste
		1.10.4 Der Objektkatalog und die Klassenansicht Ө
		1.10.5 Die Fenster von Visual Studio anordnen Ө
		1.10.6 Einstellungen für den Editor Ө
	1.11 Hilfsmittel zur Gestaltung von Formularen
	1.12 Windows Forms Anwendungen auf anderen Rechnern ausführen
2 Steuerelemente für die Benutzeroberfläche
	2.1 Namen
	2.2 Labels, Datentypen und Compiler-Fehlermeldungen
	2.3 Funktionen, Methoden und das Steuerelement TextBox
		2.3.1 Funktionen
		2.3.2 Mehrzeilige TextBoxen
	2.4 Klassen, ListBox und ComboBox
	2.5 Buttons und Ereignisse
		2.5.1 Parameter der Ereignisbehandlungsroutinen
		2.5.2 Der Fokus und die Tabulatorreihenfolge
		2.5.3 Eventhandler verwalten
	2.6 CheckBoxen, RadioButtons und einfache if-Anweisungen
	2.7 Container-Steuerelemente: GroupBox, Panel, TabControl
	2.8 Hauptmenüs und Kontextmenüs
		2.8.1 Hauptmenüs und der Menüdesigner
		2.8.2 Kontextmenüs
	2.9 Standarddialoge
	2.10 Einfache Meldungen mit MessageBox::Show anzeigen
	2.11 Eine Vorlage für viele Projekte und Übungsaufgaben
		2.11.1 Die Erweiterung „C++ Windows Forms Project with GUI for VS 2022“
		2.11.2 CppCLR_Utils und SimpleUnittests
3 Elementare Datentypen und Anweisungen
	3.1 Syntaxregeln
	3.2 Variablen und Bezeichner
	3.3 Ganzzahldatentypen
		3.3.1 Die interne Darstellung von Ganzzahlwerten
		3.3.2 Ganzzahlliterale und ihr Datentyp
		3.3.3 Typ-Inferenz: Implizite Typzuweisungen mit auto
		3.3.4 Initialisierungslisten und Konversionen
		3.3.5 Zuweisungen und Standardkonversionen bei Ganzzahlausdrücken Ө
		3.3.6 Operatoren und die „üblichen arithmetischen Konversionen“
		3.3.7 Die Datentypen char und wchar_t
		3.3.8 Der Datentyp bool
		3.3.9 Ganzzahlwerte bei Formularanwendungen ein- und ausgeben
	3.4 Kontrollstrukturen und Funktionen
		3.4.1 Die if- und die Verbundanweisung
		3.4.2 Die for- und die while-Schleife
		3.4.3 Funktionen und der Datentyp void
		3.4.4 Eine kleine Anleitung zum Erarbeiten der Lösungen
		3.4.5 Wert- und Referenzparameter
		3.4.6 Die Verwendung von Bibliotheken und Namensbereichen
		3.4.7 Zufallszahlen
		3.4.8 Default-Argumente
		3.4.9 if und switch mit Variablendefinitionen
		3.4.10 Programmierstil für Funktionen
		3.4.11 Rekursive Funktionen
		3.4.12 Die switch-Anweisung Ө
		3.4.13 Die do-Anweisung Ө
		3.4.14 Bedingte Kompilation mit if constexpr Ө
		3.4.15 Die Sprunganweisungen goto, break und continue Ө
		3.4.16 Assembler-Anweisungen Ө
	3.5 Gleitkommadatentypen
		3.5.1 Die interne Darstellung von Gleitkommawerten
		3.5.2 Der Datentyp von Gleitkommaliteralen
		3.5.3 Standardkonversionen
		3.5.4 Mathematische Funktionen
		3.5.5 Gleitkommawerte bei Formularanwendungen ein- und ausgeben
	3.6 Der Debugger, Tests und Ablaufprotokolle
		3.6.1 Der Debugger
		3.6.2 Meldungen in Ausgabefenster/Konsolenfenster
		3.6.3 Der Debugger – Weitere Möglichkeiten Ө
		3.6.4 CPU Auslastung beobachten mit dem Leistungs-Profiler Ө
		3.6.5 Speicherauslastung beobachten mit dem Leistungs-Profiler Ө
		3.6.6 Systematisches Testen
		3.6.7 Unittests: Funktionen, die Funktionen testen
		3.6.8 Ablaufprotokolle
		3.6.9 Symbolische Ablaufprotokolle
	3.7 Konstanten
		3.7.1 Laufzeitkonstanten mit const
		3.7.2 Compilezeit-Konstanten mit constexpr
		3.7.3 constexpr Funktionen
		3.7.4 static_assert und Unittests zur Compilezeit
	3.8 Kommentare
		3.8.1 Kommentare zur internen Dokumentation
		3.8.2 Intellisense-- und Doxygen Kommentare
	3.9 Exception-Handling Grundlagen: try, catch und throw
	3.10 Namensbereiche – Grundlagen
		3.10.1 .Net-Elemente in Header-Dateien ansprechen Ө
	3.11 Präprozessoranweisungen
		3.11.1 Die #include-Anweisung
		3.11.2 Makros Ө
		3.11.3 Bedingte Kompilation
		3.11.4 Pragmas Ө
	3.12 Attribute
4 Die Stringklassen: string, wstring usw.
	4.1 Die Definition von Variablen eines Klassentyps
	4.2 Strings mit .NET Steuerelementen anzeigen und einlesen
	4.3 Einige Elementfunktionen der Klasse string
	4.4 Raw-String-Literale (Rohzeichenfolgen)
	4.5 Stringkonversionen
		4.5.1 C++11-Konversionsfunktionen: to_string, stoi usw.
		4.5.2 C++17-Konversionsfunktionen: to_chars und from_chars
		4.5.3 Konversionen mit Stringstreams Ө
	4.6 string_view –Strings zum Anschauen
	4.7 Reguläre Ausdrücke Ө
5 Arrays und Container
	5.1 Synonyme für Datentypen
		5.1.1 Einfache typedef-Deklarationen
		5.1.2 Synonyme für Datentypen mit using
	5.2 Eindimensionale Arrays
		5.2.1 Arrays im Stil von C
		5.2.2 Arrays des Typs std::array
		5.2.3 Dynamische Arrays des Typs std::vector
		5.2.4 Die Initialisierung von Arrays bei ihrer Definition
		5.2.5 Vorteile von std::array und std::vector gegenüber C-Arrays
		5.2.6 Ein einfaches Sortierverfahren (Auswahlsort)
	5.3 Arrays als Container
	5.4 Mehrdimensionale Arrays Ө
	5.5 Dynamische Programmierung Ө
6 Einfache selbstdefinierte Datentypen
	6.1 Mit struct definierte Klassen
	6.2 Aufzählungstypen
		6.2.1 Schwach typisierte Aufzählungstypen (C/C++03)
		6.2.2 enum Konstanten und Konversionen Ө
		6.2.3 Stark typisierte Aufzählungstypen (C++11)
7 Zeiger, dynamisch erzeugte Variablen und smart pointer
	7.1 Die Definition von Zeigervariablen
	7.2 Der Adressoperator, Zuweisungen und generische Zeiger
	7.3 Explizite Konversionen Ө
	7.4 Ablaufprotokolle für Zeigervariable
	7.5 Dynamisch erzeugte Variablen
		7.5.1 new und delete
		7.5.2 Der Unterschied zu „gewöhnlichen“ Variablen
		7.5.3 Der Smart Pointer Typ unique_ptr
		7.5.4 Dynamische erzeugte eindimensionale Arrays
	7.6 Stringliterale, nullterminierte Strings und char*-Zeiger
	7.7 Arrays, Zeiger und Zeigerarithmetik
	7.8 Memory Leaks finden
	7.9 Verkettete Listen
	7.10 Binärbäume Ө
8 Überladene Funktionen und Operatoren
	8.1 Inline-Funktionen Ө
	8.2 Überladene Funktionen
		8.2.1 Funktionen, die nicht überladen werden können
		8.2.2 Regeln für die Auswahl einer passenden Funktion
	8.3 Überladene Operatoren mit globalen Operatorfunktionen
		8.3.1 Globale Operatorfunktionen
		8.3.2 Die Ein- und Ausgabe von selbst definierten Datentypen
		8.3.3 new und delete überladen
	8.4 Referenztypen, Wert- und Referenzparameter
		8.4.1 Wertparameter
		8.4.2 Referenztypen
		8.4.3 Referenzparameter
		8.4.4 Referenzen als Rückgabetypen
		8.4.5 Konstante Referenzparameter
	8.5 Reihenfolge der Auswertung von Ausdrücken seit C++17
9 Objektorientierte Programmierung
	9.1 Klassen
		9.1.1 Datenelemente und Elementfunktionen
		9.1.2 Der Gültigkeitsbereich von Klassenelementen
		9.1.3 Datenkapselung: Die Zugriffsrechte private und public
		9.1.4 Der Aufruf von Elementfunktionen und der this-Zeiger
		9.1.5 Konstruktoren und Destruktoren
		9.1.6 shared_ptr: Smart Pointer für Klassenelemente und RAII
		9.1.7 OO Analyse und Design: Der Entwurf von Klassen
		9.1.8 Klassendiagramme
		9.1.9 Initialisierungslisten für Variablen, Argumente und Rückgabewerte
		9.1.10 Initialisierungslisten als Parameter
		9.1.11 Implizite Typzuweisungen mit auto
	9.2 Klassen als Datentypen
		9.2.1 Der Standardkonstruktor
		9.2.2 Elementinitialisierer
		9.2.3 friend-Funktionen und –Klassen
		9.2.4 Überladene Operatoren mit Elementfunktionen
		9.2.5 Der Kopierkonstruktor
		9.2.6 Der Zuweisungsoperator = für Klassen
		9.2.7 Die Angaben =delete und =default
		9.2.8 Konvertierende und explizite Konstruktoren Ө
		9.2.9 Konversionsfunktionen mit und ohne explicit Ө
		9.2.10 Statische Klassenelemente
		9.2.11 inline Variablen, insbesondere static inline Datenelemente
		9.2.12 Konstante Objekte und Elementfunktionen
		9.2.13 std::function: Ein Datentyp für Funktionen und aufrufbare Objekte
		9.2.14 Delegierende Konstruktoren Ө
		9.2.15 Klassen und Header-Dateien
	9.3 Vererbung und Komposition
		9.3.1 Die Elemente von abgeleiteten Klassen
		9.3.2 Zugriffsrechte auf die Elemente von Basisklassen
		9.3.3 Verdeckte Elemente
		9.3.4 Konstruktoren, Destruktoren und implizit erzeugte Funktionen
		9.3.5 Vererbung bei Formularen in Windows Forms Anwendungen
		9.3.6 OO Design: public Vererbung und „ist ein“-Beziehungen
		9.3.7 OO Design: Komposition und „hat ein“-Beziehungen
		9.3.8 Konversionen zwischen public abgeleiteten Klassen
		9.3.9 Mehrfachvererbung und virtuelle Basisklassen
	9.4 Virtuelle Funktionen, späte Bindung und Polymorphie
		9.4.1 Der statische und der dynamische Datentyp
		9.4.2 Virtuelle Funktionen in C++03
		9.4.3 Virtuelle Funktionen mit override in C++11
		9.4.4 Die Implementierung von virtuellen Funktionen: vptr und vtbl
		9.4.5 Virtuelle Konstruktoren und Destruktoren
		9.4.6 Virtuelle Funktionen in Konstruktoren und Destruktoren
		9.4.7 OO-Design: Einsatzbereich und Test von virtuellen Funktionen
		9.4.8 OO-Design und Erweiterbarkeit
		9.4.9 Rein virtuelle Funktionen und abstrakte Basisklassen
		9.4.10 OO-Design: Virtuelle Funktionen und abstrakte Basisklassen
		9.4.11 Interfaces und Mehrfachvererbung
		9.4.12 Objektorientierte Programmierung: Zusammenfassung
	9.5 R-Wert Referenzen und Move-Semantik
		9.5.1 R-Werte und R-Wert Referenzen
		9.5.2 move-Semantik
		9.5.3 R-Werte mit std::move erzwingen
		9.5.4 Move-Semantik in der C++11 Standardbibliothek
		9.5.5 Move-Semantik für eigene Klassen
		9.5.6 Perfect forwarding Ө
10 Namensbereiche
	10.1 Die Definition von Namensbereichen
	10.2 Die Verwendung von Namen aus Namensbereichen
	10.3 Header-Dateien und Namensbereiche
	10.4 Aliasnamen für Namensbereiche Ө
	10.5 inline namespaces Ө
11 Exception-Handling
	11.1 Die try-Anweisung
	11.2 Exception-Handler und Exceptions der Standardbibliothek
	11.3 Einige vordefinierte C++/CLI und .NET Exceptions
	11.4 throw-Ausdrücke und selbst definierte Exceptions
	11.5 Exceptions weitergeben
	11.6 Fehler und Exceptions
	11.7 Die Freigabe von Ressourcen bei Exceptions: RAII
	11.8 Exceptions in Konstruktoren und Destruktoren
	11.9 noexcept
	11.10 Exception-Sicherheit
12 Containerklassen der C++-Standardbibliothek
	12.1 Sequenzielle Container der Standardbibliothek
		12.1.1 Die Container-Klasse vector
		12.1.2 Iteratoren
		12.1.3 Geprüfte Iteratoren (Checked Iterators)
		12.1.4 Die bereichsbasierte for-Schleife
		12.1.5 Iteratoren und die Algorithmen der Standardbibliothek
		12.1.6 Die Speicherverwaltung bei Vektoren Ө
		12.1.7 Mehrdimensionale Vektoren Ө
		12.1.8 Gemeinsamkeiten und Unterschiede der sequenziellen Container
		12.1.9 Die Container-Adapter stack, queue und priority_queue Ө
		12.1.10 Container mit Zeigern
	12.2 Assoziative Container
		12.2.1 Die Container set und multiset
		12.2.2 Die Container map und multimap
		12.2.3 Iteratoren der assoziativen Container
		12.2.4 Ungeordnete Assoziative Container (Hash-Container)
	12.3 Zusammenfassungen von Datentypen
		12.3.1 Wertepaare mit std::pair
		12.3.2 Tupel mit std::tuple
		12.3.3 Strukturierte Bindungen Ө
		12.3.4 std::optional – Eine Klasse für einen oder keinen Wert
		12.3.5 std::variant – Eine Klasse für Werte bestimmter Typen
		12.3.6 std::any: Ein Datentyp für Werte beliebiger Typen Ө
13 Dateibearbeitung mit den Stream-Klassen
	13.1 Stream-Variablen, ihre Verbindung mit Dateien und ihr Zustand
	13.2 Fehler und der Zustand von Stream-Variablen
	13.3 Lesen und Schreiben von Binärdaten mit read und write
	13.4 Lesen und Schreiben mit den Operatoren << und >>
	13.5 Filesystem
	13.6 Ein selbstgestrickter Windows-Explorer
		13.6.1 Die Anzeige von Listen mit ListView
		13.6.2 ListView nach Spalten sortieren
		13.6.3 Die Anzeige von Baumstrukturen mit TreeView
		13.6.4 SplitContainer: Ein selbstgestrickter Windows Explorer
14 Funktoren, Funktionsobjekte und Lambda-Ausdrücke
	14.1 Der Aufrufoperator ()
	14.2 Prädikate und Vergleichsfunktionen
	14.3 Binder Ө
	14.4 Lambda-Ausdrücke
	14.5 Lambda-Ausdrücke – Weitere Konzepte Ө
		14.5.1 Lambda-Ausdrücke werden zu Funktionsobjekten
		14.5.2 Nachstehende Rückgabetypen
		14.5.3 Generische Lambda-Ausdrücke
		14.5.4 Lambda-Ausdrücke höherer Ordnung Ө
15 Templates
	15.1 Generische Funktionen: Funktions-Templates
		15.1.1 Die Deklaration von Funktions-Templates mit Typ-Parametern
		15.1.2 Spezialisierungen von Funktions-Templates
		15.1.3 Fehlersuche bei Template-Instanziierungen
		15.1.4 Funktions-Templates mit Nicht-Typ-Parametern
		15.1.5 Explizit instanziierte Funktions-Templates Ө
		15.1.6 Explizit spezialisierte und überladene Templates
		15.1.7 Rekursive Funktions-Templates Ө
	15.2 Generische Klassen: Klassen-Templates
		15.2.1 Die Deklaration von Klassen-Templates mit Typ-Parametern
		15.2.2 Spezialisierungen von Klassen-Templates
		15.2.3 Klassen-Templates mit Nicht-Typ-Parametern
		15.2.4 Explizit instanziierte Klassen-Templates Ө
		15.2.5 Partielle und vollständige Spezialisierungen Ө
		15.2.6 Vererbung mit Klassen-Templates Ө
		15.2.7 Die Ableitung von Typ-Argumenten bei Klassen-Templates
		15.2.8 Alias Templates Ө
	15.3 Variablen-Templates Ө
	15.4 Typ-Argument abhängige Templates mit Type Traits
		15.4.1 Eine Konstruktion von type traits
		15.4.2 Die type traits Kategorien
		15.4.3 Type traits und static_assert
		15.4.4 Templates mit if constexpr und type traits optimieren
		15.4.5 Typ-Inferenz mit decltype
	15.5 Variadische Templates
		15.5.1 Variadische Funktions-Templates
		15.5.2 Fold Ausdrücke
		15.5.3 Variadische Klassen-Templates am Beispiel von std::tuple
16 STL-Algorithmen und Lambda-Ausdrücke
	16.1 Iteratoren
		16.1.1 Die verschiedenen Arten von Iteratoren
		16.1.2 Umkehriteratoren
		16.1.3 Einfügefunktionen und Einfügeiteratoren
		16.1.4 Stream-Iteratoren
		16.1.5 Container-Konstruktoren mit Iteratoren
		16.1.6 Globale Iterator-Funktionen Ө
	16.2 Nichtmodifizierende Algorithmen
		16.2.1 Lineares Suchen
		16.2.2 Zählen
		16.2.3 Der Vergleich von Bereichen
		16.2.4 Suche nach Teilfolgen
		16.2.5 Minimum und Maximum
		16.2.6 Mit all_of, any_of, none_of alle Elemente in einem Bereich prüfen
	16.3 Kopieren und Verschieben von Bereichen
	16.4 Elemente transformieren und ersetzen
	16.5 Elementen in einem Bereich Werte zuweisen Ө
	16.6 Elemente entfernen– das erase-remove Idiom
	16.7 Die Reihenfolge von Elementen vertauschen
		16.7.1 Elemente vertauschen
		16.7.2 Permutationen Ө
		16.7.3 Die Reihenfolge umkehren und Elemente rotieren Ө
		16.7.4 Elemente durcheinander mischen Ө
	16.8 Algorithmen zum Sortieren und für sortierte Bereiche
		16.8.1 Partitionen Ө
		16.8.2 Bereiche sortieren
		16.8.3 Binäres Suchen in sortierten Bereichen
		16.8.4 Mischen von sortierten Bereichen
	16.9 Numerische Algorithmen und Datentypen
		16.9.1 Numerische Algorithmen
		16.9.2 Valarrays Ө
		16.9.3 Zufallszahlen mit  Ө
		16.9.4 Komplexe Zahlen Ө
		16.9.5 Numerische Bibliotheken neben dem C++-Standard Ө
17 Zeiten und Kalenderdaten mit chrono
	17.1 Brüche als Datentypen: Das Klassen-Template ratio
	17.2 Ein Datentyp für Zeiteinheiten: duration
	17.3 Datentypen für Zeitpunkte: time_point
	17.4 Uhren: system_clock und steady_clock
18 Multithreading
	18.1 Funktionen als Threads starten
		18.1.1 Funktionen mit thread als Threads starten
		18.1.2 Lambda-Ausdrücke als Threads starten
		18.1.3 Zuweisungen und move für Threads
		18.1.4 Exceptions in Threads
		18.1.5 Informationen über Threads
		18.1.6 Sleep-Funktionen
		18.1.7 Threads im Debugger
	18.2 Kritische Abschnitte
		18.2.1 Atomare Datentypen
		18.2.2 Kritische Bereiche mit mutex und lock_guard bzw. scoped_lock sperren
		18.2.3 Read/Write-Mutexe mit shared_mutex und shared_lock
		18.2.4 Deadlocks
		18.2.5 call_once zur Initialisierung von Daten
		18.2.6 Thread-lokale Daten
19 Smart Pointer: shared_ptr, unique_ptr und weak_ptr
	19.1 Gemeinsamkeiten von unique_ptr und shared_ptr
	19.2 unique_ptr
	19.3 shared_ptr
	19.4 Deleter und Smart Pointer für Arrays
	19.5 weak_ptr Ө
20 C++/CLI, .NET-Bibliotheken und C++ Interoperabilität
	20.1 Native C++-Code in C# verwenden – .NET Framework DLLs
	20.2 Native C++-Code in C# verwenden – .NET DLLs
	20.3 C++/CLI Grundlagen
		20.3.1 Verweisklassen
		20.3.2 System::String und std::string konvertieren
		20.3.3 Garbage Collection und der GC-Heap
		20.3.4 Destruktoren und Finalisierer
	20.4 Assemblies
		20.4.1 Anwendungen und die main-Funktion
		20.4.2 DLLs
		20.4.3 Disassembler und Obfuscation
	20.5 .NET Klassen mit C++/CLI in Windows Forms verwenden
		20.5.1 Steuerelemente manuell erzeugen
		20.5.2 Ein Steuerelement manuell einem Formular hinzufügen
	20.6 Weitere Formulare und eigene Dialoge
	20.7 EMails versenden
	20.8 Grafiken zeichnen
	20.9 Microsoft Office Anwendungen steuern
		20.9.1 Microsoft Office Word
		20.9.2 Excel
	20.10 WinAPI-Funktionen aus windows.h verwenden
Literaturverzeichnis
Index