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C++

C++ ist eine kompilierte Sprache, die Cs Leistung und Hardwarenähe um Klassen, Templates und RAII erweitert – von Game-Engines bis zu Systemsoftware.

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C++ ist eine universelle Programmiersprache, die Bjarne Stroustrup bei den Bell Labs unter dem Namen „C with Classes“ begann. Sie ist weitgehend kompatibel zu C und ergänzt Klassen, Templates, Ausnahmen und Operatorüberladung; heute pflegt ein ISO-Komitee (WG21) den Standard. Seit C++11 erscheint etwa alle drei Jahre ein neuer Standard, und mit C++17 und C++20 hat sich ein sichererer, ausdrucksstärkerer Stil durchgesetzt, der als „modernes C++“ bezeichnet wird.

Ihre Stärken spielt die Sprache überall dort aus, wo Laufzeitverhalten und Speicherlayout genau kontrolliert werden müssen: in Game-Engines, Webbrowsern, Datenbanken, Compilern, Handelssystemen und eingebetteten Geräten, bei denen Latenz und Ressourcenverbrauch zählen. Dank des Zero-Overhead-Prinzips – man zahlt nicht für Funktionen, die man nicht nutzt – lassen sich abstrakte Konstrukte verwenden, ohne auf Effizienz nahe an handgeschriebenem Maschinencode zu verzichten.

Für den Einstieg installieren Sie einen Compiler für Ihr System (MSVC über Visual Studio unter Windows, Clang aus den Xcode Command Line Tools unter macOS, g++ unter Linux) und übersetzen ein paar kurze Programme selbst. Ein Einsteigerkurs wie learncpp.com hilft bei der Syntax, cppreference.com beim Nachschlagen in der Standardbibliothek. Wer von Anfang an std::vector, std::string und Smart Pointer verwendet, vermeidet die meisten Fehler bei der manuellen Speicherverwaltung.

Besonderheiten

Abstraktion ohne Mehrkosten

Klassen, Templates und Inline-Funktionen werden zu Maschinencode übersetzt, der handgeschriebenem Code nahekommt; ungenutzte Funktionen kosten nichts.

RAII und deterministische Freigabe

Destruktoren laufen automatisch, sobald ein Objekt seinen Gültigkeitsbereich verlässt. So werden Speicher, Dateien und Sperren ohne Garbage Collector verlässlich freigegeben.

Templates und Standardbibliothek

Templates ermöglichen typunabhängigen Code, und die Standardbibliothek liefert bewährte Container, Algorithmen, Zeichenketten und Thread-Bausteine.

Mehrere Paradigmen, aktive Weiterentwicklung

Prozedurale, objektorientierte, generische und funktionale Stile lassen sich kombinieren, und der Standard wächst weiter, etwa mit Concepts und Ranges in C++20.

Einsatzgebiete

Game-Engines und Echtzeitgrafik
Große Systemsoftware wie Browser und Datenbanken
Embedded- und betriebssystemnahe Programmierung
Hochleistungsrechnen und Handelssysteme

Installation

1
Compiler installieren
Unter Windows installieren Sie Visual Studio und wählen die Workload „Desktopentwicklung mit C++“, die den MSVC-Compiler mitbringt. Unter macOS führen Sie im Terminal xcode-select --install aus, um die Xcode Command Line Tools (Clang) zu erhalten. Unter Debian oder Ubuntu installieren Sie g++ und CMake mit dem folgenden Befehl.
```
sudo apt install build-essential cmake
```
2
Installation prüfen
Öffnen Sie ein neues Terminal und prüfen Sie, ob der Compiler seine Version ausgibt. Unter macOS verweist g++ auf Apple Clang. Unter Windows öffnen Sie die „Developer Command Prompt for VS“ und rufen cl auf, um die MSVC-Version zu sehen.
```
g++ --version
```
3
Erstes Programm bauen
Übersetzen Sie hello.cpp mit dem C++20-Standard und aktivierten Warnungen und starten Sie das Programm. Mit MSVC unter Windows kompilieren Sie mit cl /EHsc /std:c++20 hello.cpp und starten hello.exe.
```
g++ -std=c++20 -Wall -Wextra -o hello hello.cpp && ./hello
```

Dein erstes Programm

Hello, world! ausgeben

#include <iostream> bindet die Ein-/Ausgabebibliothek des Standards ein. Die Funktion main ist der Startpunkt des Programms; der Operator << schickt die Zeichenkette an std::cout, das sie auf dem Bildschirm ausgibt. return 0 meldet dem Betriebssystem, dass das Programm erfolgreich beendet wurde. Mit -std=c++20 übersetzt g++ nach dem C++20-Standard, anschließend wird die erzeugte Datei hello ausgeführt.

hello.cpp

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, world!\n";
    return 0;
}

g++ -std=c++20 -o hello hello.cpp && ./hello

Wichtige Werkzeuge

CMake: Plattformübergreifendes Werkzeug zur Build-Konfiguration. Aus einer einzigen CMakeLists.txt entstehen Build-Dateien für Visual Studio, Ninja oder Make – der De-facto-Standard für C++-Projekte.
Clang: LLVM-basierter C++-Compiler mit gut lesbaren Fehlermeldungen. Die begleitenden Werkzeuge clang-format und clang-tidy übernehmen Formatierung und statische Analyse.
GDB: Der Debugger des GNU-Projekts. Setzen Sie Haltepunkte, untersuchen Sie Variablen und gehen Sie den Code Zeile für Zeile durch, um Fehlerursachen zu finden.
vcpkg: Quelloffener C++-Paketmanager von Microsoft. Er lädt externe Bibliotheken herunter, baut sie und bindet sie mit wenig Aufwand in CMake-Projekte ein.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Sechs Kapitel führen dich von der Installation bis zu den Kernkonzepten von C++.

Offizielle Dokumentation und Ressourcen

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