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328 C Programmieren in C++ vorliegen oder sich Schlüsselwörter, z. B. für Boolesche Datentypen, marginal unterscheiden. Ausgehend von dieser Übereinstimmung liegt der Fokus der nachfolgenden Abschnitte primär auf Konzepten, die gegenüber Java eine deutliche Erweiterung darstellen. Insbesondere das Prinzip von Zeiger und Referenzen (s. Abschnitt C.3) zur direkten Verwendung von Speicheradressen verlangt einer eingehenden Betrachtung. C.1.1 Aufbau von C++-Programmen Im Hinblick auf die Programmierung in C++ schauen wir uns zunächst die Gemeinsamkeiten und Unterschiede an einem einfachen Programm an, dies sowohl in Java (Quellcode C.1) als auch in C++ (Quellcode C.2). Zuerst ist erkennbar, dass bei dem C++-Programm die class-Anweisung fehlt. Obwohl C++ auch eine objektorientierte Sprache ist, besteht nicht die Notwendigkeit einer durchgängigen Einbindung in Klassen. Die include-Anweisung in Zeile 1 ist vergleichbar zur import-Anweisung in Java (vgl. Abschnitt 9.1). Auch sie dient dazu z. B. externe Klassenbibliotheken einzubinden. Das #-Zeichen kennzeichnet dabei eine sogenannte Präprozessor-Anweisung. Obwohl das Konzept des Präprozessors erst im Abschnitt C.5 näher erklärt wird, sei zum besseren Verständnis angeführt, dass über die include-Anweisung sogenannte Header-Dateien eingebunden werden, welche beispielsweise Definitionen für Funktionen externer Klassenbibliotheken definieren. Im vorliegenden Beispiel wird die zur C++-Standardbibliothek (Standard- Template-Library 2 , kurz STL) gehörende Bibliothek iostream eingebunden, welche die Ausgabe eines Textes, z. B. auf der Konsole durch die Stream-Anweisung cout, zur Verfügung stellt. Zum Konzept von Streams sei auch auf den zugehörigen Abschnitt 9.4 für Java verwiesen. Das Präfix „std::“ ignorieren wir zunächst, dies wird im Abschnitt C.4 im Zusammenhang mit dem Aufbau von Klassen genauer erklärt. Wir merken uns zunächst nur, dass es zur Kennzeichnung eines Namensraums dient. Die eigentlichen Ausgaben werden getrennt durch einen sogenannten Pipe-Operator „«“ angeführt. Zudem bewirkt der Manipulator endl einen Zeilenumbruch. Vergleichbar zu Java werden Befehlszeilen auch durch das Semikolon abgeschlossen. Identisch ist zudem die Kommentierung des Quellcodes durch Schrägstriche („//“). Eine vergleichbare Gemeinsamkeit besteht bei der main-Funktion, welche in beiden Programmen das sogenannte Hauptprogramm repräsentiert. Unterschiede bestehen nur bei der Signatur. Während in Java ein Array als Parameter vorliegt, sind in C++ unterschiedliche Signaturen möglich. Im vorliegenden Beispiel wird die verbreitete Variante mit zwei Parametern verwendet. Dies ist eventuell etwas irritierend, da über diese Signatur eine variable Anzahl von Argumenten beim Aufruf des Programms erlaubt ist. Die Variable argc vom Typ Integer gibt die Anzahl an Argumenten an, die im Array argv vorliegen. Zudem kann über argv[0] der Name der ausführbaren Datei ermittelt werden. Zum weitergehenden Verständnis von Arrays sei auf den Abschnitt C.2.3 verwiesen. Eine weitere Unterscheidung besteht beim Typ der Rückgabe. In Java ist kein Rückgabewert notwendig, in C++ ist dieser vom Typ Integer – daher auch die Anweisung return 0. Genutzt wird der Rückgabewert vielfach zur Anzeige, ob ein Programm seine gewünschte Funktionalität erfüllt hat. Sofern es zu einem Fehler gekommen ist, kann z. B. -1 zurückgegeben werden. In einer entsprechenden Funktion muss dann natürlich die Anweisung „return -1“ stehen. Um Java- als auch C++-Programme auszuführen, ist es zuerst notwendig diese zu übersetzen. Im Falle von Java-Programmen (vgl. Abschnitt 4.2) wird die Quellcodedatei - im vorliegen Beispiel vorkurs.java - mithilfe des Java-Compilers zuerst in einen sogenannten Bytecode (hier vorkurs.class) übersetzt, welcher über den Java-Interpreter ausgeführt werden kann. Zu beachten ist hierbei, dass es sich im eigentlichen Sinne nicht um eine „Ausführung“ des Programms handelt, sondern um eine „Interpretation“ auf der Java VM (Virtuelle Java Maschine). In diesem Sachverhalt liegt ein entscheidender Unterschied zu C++, da hierbei die Ausführung der resultierenden Programme ohne eine virtuelle Maschine erfolgt. Daher werden die resultierenden Programme auch als „Executables“ bezeichnet und tragen (unter Windows) die Endung 2 Standard-Template-Library, Silicon Graphics Inc., http://www.sgi.com/tech/stl
C.1 Vergleich zwischen Java und C++ 329 C++ Java Dateinamen beliebig, Konvention * .cpp, * .h .java Durch Übersetzungsprozess generierter Programmcode • Maschinencode • plattformabhängig • * .exe • Java-Byte-Code • plattformunabhängig • * .class Bedingte Anweisungen, Schleifen, Verbundanweisungen identisch identisch Funktionen „globale“ Funktionen möglich Methoden müssen in einer Klasse stehen Felder • Felder sind keine Objekte • Felder sind Objekte • keine Überprüfung auf „Array-Grenzen“ • Überprüfung auf „Array-Grenzen“ • int a[4]; • int a[] = new int[4]; (Variablen-) Deklaration keine Default-Werte Default-Werte Konstanten const double pi=3.14; final double pi=3.14; Datentypen • prinzipiell identisch • prinzipiell identisch • plattformabhängig • plattformunabhängig • Boolescher Datentyp: bool • Boolescher Datentyp: boolean • zusätzlich: unsigned • zusätzlich: struct Type-Casting (explizite Konvertierung) (Typ) Ausdruck (Typ) Ausdruck Typ (Ausdruck) nicht erlaubt Speicherverwaltung durch Programmierende automatisch durch den Garbage Collector Eingabe- und Ausgabeanweisungen • cin » x; • cout « x; Operatoren identisch • x=ioHelp.read(); • System.out.println(x); identisch Abbildung C.1: Übersicht zum Vergleich ausgewählter Konzepte zwischen C++ und Java
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