Programmieren mit C – Grundlagen

Der Sprachkern

• Grundlagen: C ist eine Sprache, um nackten Speicher zu manipulieren. Maschineninstruktionen werden direkt ausgeführt. Das bringt einen erheblichen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber interpretierten Sprachen — aber auch den Nachteil, dass man zu jeder Zeit genau wissen muss, was man tut. In diesem Kapitel werden Grundlagen erklärt, die für das Verständnis der Speicherverwaltung eines Programmes zu tun haben.
• Kontrollkonstrukte: Das wenigste, worin sich C von anderen Sprachen unterscheidet, sind Kontrollstrukturen wie if, switch, while, sowie Funktionen.
• Pointer sind das Beliebteste an C, da sie eine Unmenge an Flexibilität einbringen. Sie sind auch das Unbeliebteste an C, da sie eine Unmenge an Fehlermöglichkeiten einbringen. Neben Pointern werden auch Möglichkeiten gezeigt, die unvermeidlichen Fehler zu finden.
• Implizite Typumwandlungen. Ein Hauptkritikpunkt an C ist die sorglose Konvertierung zwischen signed und unsigned Integertypen, zwischen Integertypen verschiedener Breite, und zwischen Floating Point Zahlen und Integers. Die Konvertierungen folgen nichtsdestotrotz einem Regelwerk, das man verstanden haben sollte, um korrekte Programme schreiben zu können.
• Der C-Präprozessor: So leid es uns tut, er ist Teil der Sprache, und muss zumindest in Grundzügen gezeigt werden.
• Modularisierung ist heutzutage aus der Programmierung nicht mehr wegzudenken. Ein Grund für den Erfolg von C war damals die Möglichkeit, Teile von Programmen separat zu bauen und sie erst später zu verbinden. Hier gibt es einiges zu erzählen, und leider spielt der Präprozessor eine nicht zu kleine Rolle.
• Verschiedenes:
  • Debugginghilfen wie das assert() Macro
  • Sichtbarkeit, oder die verschiedenen Bedeutungen des Wortes static
  • Die Toolchain: Compiler und Linker, Optimierungsmöglichkeiten, …
  • Analyse von Memoryfehlerszenarien

Die Standard-Library

• Dynamischer Speicher: malloc() und free(), und verwandte Funktionen, um explizit Speicher zu verwalten.
• Standard I/:. Formatierte und komfortable Ein- und Ausgabe ist nicht gerade eine der Stärken von C. C hat mächtige Werkzeuge der Ein- und Ausgabe, jedoch sind diese weit weg von Komfort und Fehlerimmunität — schon alleine deswegen verdienen sie mehr als nur eine Erwähnung.
• Stringbearbeitung: Strings sind in C aus heutiger Sicht etwas eigenwillig definiert. Die Standard-Library bringt eine Fülle von Funktionen mit, die Stringbearbeitung erleichtern. Hier lauern wieder Gefahren (alle Arten von Memoryfehlern).