C++

Ein Pointer und eine Reference sind beide Mechanismen in der Programmierung, um auf Speicheradressen zu verweisen. Sie haben jedoch einige wichtige Unterschiede:

1. Syntax:

   • Ein Pointer wird mit einem *-Symbol deklariert und verwendet (z.B. int* ptr;). Bei der Verwendung eines Pointers muss der Dereferenzierungsoperator * verwendet werden, um auf den Wert zuzugreifen, auf den er zeigt.

   • Eine Reference wird mit einem &-Symbol deklariert und verwendet (z.B. int& ref = i;). Bei der Verwendung einer Referenz wird kein spezieller Operator benötigt, um auf den Wert zuzugreifen.

2. Reassignment:

   • Ein Pointer kann nach seiner Initialisierung auf eine andere Speicheradresse zeigen (z.B. ptr = &j;).

   • Eine Referenz kann nach der Initialisierung nicht auf eine andere Variable verweisen. Sie ist eine feste Verbindung zu einem Objekt.

3. NULL-Zuweisung:

   • Ein Pointer kann auf NULL zeigen, was bedeutet, dass er auf keine gültige Speicheradresse zeigt.

   • Eine Referenz muss immer auf ein gültiges Objekt zeigen und kann nicht auf NULL gesetzt werden.

4. Ownership:

   • Pointer erfordern in der Regel manuelle Speicherverwaltung (z.B. Speicherreservierung mit new, Freigabe mit delete). Dies kann zu Fehlern wie Lecks oder Zeigerfehlern führen.

   • Referenzen sind eher dazu gedacht, eine bereits existierende Variable zu referenzieren. Sie übernehmen keine explizite Speicherverwaltung.

Die Wahl zwischen einem Pointer und einer Referenz hängt von der spezifischen Situation und den Anforderungen ab:

• Verwende einen Pointer, wenn die Variable, auf die du verweist, sich ändern kann oder wenn sie optional ist und NULL sein kann.

• Verwende eine Reference, wenn du sicherstellen möchtest, dass die Variable, auf die du verweist, immer ein gültiges Objekt ist und wenn du eine einfachere und weniger fehleranfällige Syntax bevorzugst.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass in einigen Fällen die Verwendung von Zeigern notwendig ist, z.B. wenn du mit dynamischem Speicher arbeitest oder wenn du Polymorphie in C++ verwendest.

In C++ sind Unique Pointer, Shared Pointer und Smart Pointer unterschiedliche Arten von Pointern mit spezifischen Eigenschaften:

1. Unique Pointer (std::unique_ptr):

   • Ein Unique Pointer repräsentiert einen exklusiven Besitz von Ressourcen.

   • Es erlaubt nur einem Pointer auf ein bestimmtes Objekt zu zeigen.

   • Wenn der Unique Pointer außerhalb des Gültigkeitsbereichs geht, wird die Ressource automatisch freigegeben (dealloziert).

   • Es ist nicht kopierbar, sondern kann nur durch Bewegen (std::move) übertragen werden.

   • Beispiel:cpp

1. std::unique_ptr<int> uptr = std::make_unique<int>(42);

2. Shared Pointer (std::shared_ptr):

   • Ein Shared Pointer erlaubt mehreren Pointern, auf dasselbe Objekt zu zeigen.

   • Er verwendet eine Zählreferenz, um zu verfolgen, wie viele Pointer auf das Objekt zeigen.

   • Wenn die letzte Referenz auf das Objekt verschwindet, wird die Ressource automatisch freigegeben.

   • Er kann mit anderen Shared Pointern geteilt werden.

   • Beispiel:cpp

1. std::shared_ptr<int> sptr1 = std::make_shared<int>(42); std::shared_ptr<int> sptr2 = sptr1; // Beide zeigen auf dasselbe Objekt

2. Smart Pointer (allgemeiner Begriff):

   • Smart Pointer ist ein Überbegriff für Pointer, die sich selbstständig um die Ressourcenverwaltung kümmern.

   • Dazu gehören auch die Unique Pointer und Shared Pointer.

   • Smart Pointer hilft, Speicherlecks und Fehler bei der Speicherverwaltung zu vermeiden.

Es ist wichtig, den richtigen Pointer für den jeweiligen Anwendungsfall zu wählen. Unique Pointer bietet die beste Leistung und Sicherheit für exklusiven Besitz, während Shared Pointer die beste Wahl ist, wenn gemeinsamer Besitz benötigt wird.

Der Copy Constructor ermöglicht es, ein bereits existierendes Objekt einer Klasse zu kopieren. Dabei werden alle Variablenwerte des Originalobjekts in die Kopie übertragen. Es ist wichtig zu wissen, dass der Compiler automatisch einen Standard-Copy-Konstruktor erstellt, wenn keiner explizit programmiert wird. Dieser Standard-Copy-Konstruktor führt eine oberflächliche Kopie durch, was in vielen Fällen ausreicht. Allerdings, wenn tiefere Kopien oder spezielle Initialisierungen notwendig sind, sollte ein eigener Copy Constructor implementiert werden.

#include "iostream"

#include "memory"

using namespace std;

class Base{

    public:

        Base(int x){ //muss nicht vorhanden sein

            i = x;

        }

        Base(Base& obj){ //muss nicht vorhanden sein der Compiler erzeugt automatisch einen

            i = obj.i;

        }

        int i = 0;

        void PrintOut(){

            cout << "i: " << i << endl;

        }

};

int main() {

    Base obj1(123);

    obj1.PrintOut();

    Base obj2(obj1);

    obj2.PrintOut();

    unique_ptr<Base> ptr1 = make_unique<Base>(1);

    ptr1->PrintOut();

    unique_ptr<Base> ptr2 = make_unique<Base>(*ptr1);

    ptr2->PrintOut();

}

In C++, ist eine "Exception" eine besondere Art von Fehler oder Ausnahme, die während der Programmausführung auftritt. Exceptions werden verwendet, um ungewöhnliche oder fehlerhafte Situationen zu behandeln, die zur Laufzeit auftreten können.

In diesem Beispiel wird versucht, eine Division durch Null durchzuführen, was zu einem Fehler führt. Anstatt einen Absturz des Programms zu verursachen, wird eine runtime_error Exception ausgelöst. Diese Exception wird dann mit einem catch-Block abgefangen und eine Fehlermeldung wird ausgegeben.

In der Praxis können Exceptions für viele verschiedene Fehler- und Ausnahmesituationen verwendet werden, um sicherzustellen, dass das Programm sauber und kontrolliert abläuft, selbst wenn unerwartete Probleme auftreten.

In C++ bezieht sich Operator Overloading auf die Möglichkeit, das Verhalten von Operatoren zu definieren und neu zu definieren, wenn sie mit bestimmten benutzerdefinierten Datentypen oder Objekten verwendet werden. Dadurch können Sie das Verhalten von Operatoren für Ihre eigenen Klassen anpassen.

Zum Beispiel können Sie definieren, wie der + Operator funktioniert, wenn er mit Objekten Ihrer benutzerdefinierten Klasse verwendet wird. Dies ermöglicht es Ihnen, zwei Objekte Ihrer Klasse auf eine Art und Weise zu addieren, die für Ihre Anwendung sinnvoll ist.

Hier ist ein einfaches Beispiel für das Überladen des Operators + in einer benutzerdefinierten Klasse:

In diesem Beispiel wird die Funktion operator+ überladen, um zwei MeineKlasse-Objekte zu addieren. Sie nimmt ein anderes MeineKlasse-Objekt (andere) als Parameter, führt die Addition aus und gibt ein neues MeineKlasse-Objekt mit dem Ergebnis zurück.

Das ermöglicht es Ihnen, Code wie folgt zu schreiben: