Ein erstes C++ -Programm

Diese Lektion stellt ein erstes Beispiel eines C++ -Programms vor.

Sonderzeichen

C++ -Programme enthalten manchmal einige Sonderzeichen, deren Namen im folgenden angegeben werden:

»{« „geschweifte Klammer auf“

»}« „geschweifte Klammer zu“

»#« „Nummernzeichen“

"<" „kleiner als“ (oder „spitze Klammer auf“)

">" „größer als“ (oder „spitze Klammer zu“)

»:« „Doppelpunkt“

»;« „Semikolon“

»"« „Anführungszeichen“

»\« „inverser Schrägstrich“

Varianten der Schreibweise

Es kann sein, daß das folgende Beispielprogramm etwas anders aussieht als ähnliche Programme aus anderen Quellen. Dies liegt daran, daß es verschiedene mögliche Schreibweise für C++ ‑Programme gibt, wie später ausführlicher behandelt werden wird.

Der erste Quelltext

Ein in C++ geschriebenes Programm wird auch manchmal Quelltext genannt, um es von anderen Versionen des Programms zu unterscheiden, welche daraus erzeugt werden. Aber auch ein Teil eines solchen Programms wird Quelltext genannt.

Quelltext wird auch als Code (Aussprache /koʊd/) bezeichnet.

⚠ Die Zeile »main.cpp« vor der folgenden Wiedergabe des Quelltextes gehört nicht zum Quelltext, sondern gibt den Namen an, unter dem dieser gegebenenfalls als Datei zu speichern ist. Der Quelltext beginnt mit dem ersten Nummernzeichen »#« und endet mit der geschweiften Klammer zu »}«.

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

Erwartetes Verhalten des Programms

Wenn eine C++ -Implementation das tut, was ein Programm von ihr verlangt, sagt man auch, daß die Implementation das Programm ausführe oder daß das Programm laufe oder ablaufe. Die Veranlassung des Ablaufs eines Programms wird Starten des Programms genannt.

Das oben aufgelistete Programm gibt nach seinem Start den Text »Hallo, Welt« auf eine Schreibfläche, die „Konsole“ oder (hier) »::std::cout« genannt wird, aus.

::std::cout

Hallo, Welt

Übungsfragen

? Übungsfrage

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

Wie viele Zeilen hat der obenstehende Quelltext?

? Einsetzen in eine Lücke *

Das Einsetzen eines Textes in eine Lücke kommt beim Programmieren an verschiedenen Stellen vor. Hier soll es schon einmal vorgestellt werden, obwohl es erst etwas später benötigt wird.

Das Zeichen »…« wird Ellipse genannt. Die Schreibweise »a…b:c« soll (nur in dieser Übungsfrage) bedeuten, daß der Text hinter dem Doppelpunkt »:« in die mit der Ellipse »…« gekennzeichneten Lücken in dem Text vor dem Doppelpunkt eingesetzt werden soll.

Welcher Text ergibt sich dann für »a…b:c«?
Welcher Text ergibt sich dann für »a…b…d:c«?

Übungsaufgabe

/ Programm starten

In einem Unterrichtsraum wird der Dozent an dieser Stelle zeigen, wie das erste C++ -Programm dieser Lektion gestartet werden kann. Dies soll dann von jedem Kursteilnehmer nachgemacht werden.

Web-IDEs: Compiler Explorer (godbolt.org) (gcc, clang, MSVC, icc); Wandbox (gcc); ideone; Coliru (Linux shell); liveworkspace.org (gcc und clang); rise4fun.com/vcpp (vc++); ideone.com; C++ Insights (clang); cpp.sh (interactive I/O); rextester (collaborative)
Entwicklungssysteme für Windows (64): https://nuwen.net/mingw.html (wohl von Stephan T. Lavavej); http://www.equation.com/servlet/equation.cmd?fa=fortran
Aussprache: Stephan T. Lavavej ˈstɛ fən ti lɑː wɑː ˈweɪd

Unter Linux ist ein C++ -Entwicklungssystem oft schon installiert oder kann mit einem Paketverwalter installiert werden.

Unter MacOS kann ein ein C++ -Entwicklungssystem wohl im Rahmen von XCode installiert werden.

/ Programmausgabe ändern

Die Ausgabe des Programms soll von »Hallo, Welt« in »Musik« verändert werden. Dazu ist die Datei »main.cpp« in der letzten Zeile zu verändern. Zur Kontrolle soll das Programm dann gestartet werden.

Hinweise zur Wortherkunft ⃗

iostream “input/output stream ”

ostream “output stream ”

int von “integer ”

cout von “character output ”

std von “standard ”

Vorläufige Erklärung *

Die genauen Details der Bedeutung aller Teile des Programms werden im Laufe des Lehrgangs ausführlich erklärt werden. In dieser Lektion folgt zunächst eine vorläufige und etwas vereinfachende Erklärung.

Das Hauptprogramm »`main`«

Das Programm enthält die Festlegung eines Programms »main« (des Hauptprogramms), welches mit »int main() {« beginnt und mit des Quelltextes letzter geschweifter Klammer zu »}« endet. Beim Start des Programms wird das gemacht, was in diesem Hauptprogramm festgelegt wurde.

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

Informationsquellen

Bei Verwendung bestimmter Sprachelemente in einem Programm, ist es nötig, am Anfang des Programms bestimmte Informationsquellen anzugeben. So ist die erste Zeile »#include <iostream>« beispielsweise nötig, wenn »::std::cout« verwendet werden soll.

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

Wenn die Implementation auf die Zeile »#include <iostream>« stößt, so führt dies dazu, daß sie sich eine Informationsquelle namens »iostream« durchliest, in der die Bedeutung von »::std::cout« erklärt wird. Danach kennt die Implementation dann »::std::cout« und kann diesen Text verstehen, wenn er in der letzten Programmzeile erscheint.

Verzeichnisse

Verschiedene Namen der Programmiersprache sind in verschiedenen Verzeichnissen gespeichert.

Bei »"Hallo, Welt"s« handelt es sich um eine Textangabe mit einem »s« am Ende. Dieser Name »s« gehört zum Verzeichnis »::std::literals«. Die Verzeichnisangabe »using namespace ::std::literals;« sagt der Implementation, in welchem Verzeichnis sie nach Namen suchen soll. Dadurch findet sie dann den Namen »s«, wenn dieser am Ende von »"Hallo, Welt"s« verwendet wird und kann dessen Bedeutung nachschlagen.

Wir könnten hier zwar auch auf das »s« und die Verzeichnisangabe verzichten, aber später wird es Fälle geben, in denen die Schreibweise mit dem »s« vorteilhaft ist. Der Einheitlichkeit halber verwenden wir diese Schreibweise in diesem Kurs von Anfang an durchgängig.

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

transcript

Hallo, Welt

Während der Umstellung des Kurses auf die Schreibweise mit einem »s« könnte aber in einigen Lektionen auch noch die Schreibweise ohne »s« zu finden sein.

Anweisungen

Der Inhalt der geschweiften Klammern ist noch eine Erklärung wert, denn er legt fest, was das Programm eigentlich tun soll.

Eine Anweisung ist ein Text, der einem Computer sagt, was er tun soll.

Die Funktion »main« enthält die Anweisung »::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s;«, welche die Ausgabe des Texts »Hallo, Welt« auf die Schreibfläche »::std::cout« (den Bildschirm) bewirkt. Dies ist es somit, was dieses Programm tun wird.

»::std::cout« bezeichnet das Ziel der Ausgabe, die Schreibfläche, auf welche der Text ausgegeben wird. Das pfeilartige Symbol »<<« symbolisiert das Kopieren des Rechtstehenden auf etwas vor dem »<<« Stehendes, hier also das Kopieren des Textes »Hallo, Welt« auf die Schreibfläche »::std::cout«. »"\n"s« steht für ein Zeilenende und schließt somit die Ausgabe ab.

main.cpp

#include <iostream>
#include <ostream>
#include <string>
using namespace ::std::literals;
int main() { ::std::cout << "Hallo, Welt"s << "\n"s; }

transcript

Hallo, Welt

Ein erstes C++ -Programm

Sonderzeichen

Varianten der Schreibweise

Der erste Quelltext

Erwartetes Verhalten des Programms

Übungsfragen

? Übungsfrage

? Einsetzen in eine Lücke *

Übungsaufgabe

/ Programm starten

/ Programmausgabe ändern

Hinweise zur Wortherkunft ⃗

Vorläufige Erklärung *

Das Hauptprogramm »main«

Informationsquellen

Verzeichnisse

Anweisungen

Das Hauptprogramm »`main`«