1 Einstieg in C

27

1.1 Übersicht zu C

27

1.2 Der ANSI-C-Standard

29

1.2.1 Welcher C-Standard wird in diesem Buch verwendet?

31

1.2.2 Der Vorteil des ANSI-C-Standards

32

1.3 Der POSIX-Standard

32

1.4 Vor- und Nachteile der Programmiersprache C

33

1.5 C in diesem Buch

34

1.6 Was benötigen Sie für C?

35

1.6.1 Texteditor

35

1.6.2 Compiler

35

1.6.3 All in one - die Entwicklungsumgebung

36

1.7 Welcher Compiler und welches Betriebssystem?

37

1.8 Unterschiede zwischen Windows und Linux

38

1.9 Eine Programmierumgebung einrichten am Beispiel von Pelles C 8.00 für Windows

38

1.9.1 Pelles C installieren

39

1.9.2 Ein einfaches C-Projekt mit Pelles C anlegen

43

1.10 Eine Programmierumgebung einrichten - Nano/GCC für Linux

47

2 Eine günstige Programmierplattform - der Raspberry Pi

49

2.1 Was genau ist der Raspberry Pi?

50

2.1.1 Die Hardware des Raspberry Pi

50

2.1.2 Welche Betriebssysteme gibt es für den Raspberry Pi?

52

2.2 Installation eines Linux-Betriebssystems am Beispiel von Raspberry Pi OS

54

2.2.1 Was genau ist Raspberry Pi OS, und was genau ist Debian?

54

2.2.2 Raspberry Pi OS aus dem Internet herunterladen

55

2.2.3 Das Raspberry Pi OS installieren

57

2.2.4 Den Pi mit der Grundkonfiguration starten

60

2.2.5 Wie oft benötigen Sie Updates, und wie gehen Sie vor?

61

2.3 Die Konfiguration des Raspberry Pi im Detail

63

2.4 Das Tool raspi-config

63

2.4.1 Das Tool raspi-config im Detail

64

3 Das erste Programm

69

3.1 Was leistet der Editor?

70

3.2 Was leistet der Compiler?

70

3.3 Was sind Include-Dateien, und wozu benötigt man sie?

71

3.4 Das erste Programm - die Ausgabe eines Textes in der Konsole

71

3.5 Das Hallo-Welt-Programm im Detail

72

3.6 Wie kompiliert man ein Programm und führt es anschließend aus?

75

4 Grundlagen

77

4.1 Symbole

77

4.1.1 Bezeichner

77

4.1.2 Schlüsselwörter

78

4.1.3 Literale

78

4.1.4 Einfache Begrenzer

80

4.1.5 Kommentare

81

4.2 Zeichensätze

84

4.2.1 Basis-Zeichensatz

84

4.2.2 Ausführungszeichensatz (Steuerzeichen)

85

4.2.3 Trigraph-Zeichen

88

4.3 Strings

89

4.4 Das Einführungsbeispiel mit Strings

90

5 Basisdatentypen

91

5.1 Was ist ein Byte, und wie werden Zahlen in C gespeichert?

91

5.2 Was ist eine Variable, und was ist ein Variablentyp?

92

5.3 Was ist ein Operand?

93

5.4 Was ist ein Parameter?

93

5.5 Wie speichert ein Prozessor Variablen, Parameter und Operanden?

93

5.6 Was sind Speicheradressen, und warum sind sie wichtig für C?

93

5.7 Deklaration und Definition von Variablen

94

5.8 Array-Datentypen (Datenfelder)

96

5.9 Standard-Datentypen

96

5.9.1 Der Datentyp »int« (Integer), Standardgröße 2 Byte

97

5.9.2 Verwendung des Datentyps »int«

98

5.9.3 Der Datentyp »long«, Standardgröße 4 Byte

101

5.9.4 Der Datentyp »long long«, Standardgröße 8 Byte

102

5.9.5 Der Datentyp »short«, Größe 2 Byte

102

5.10 Ganzzahlige Typen mit vorgegebener Breite - <stdint.h>

103

5.10.1 <inttypes.h> (ab C99)

105

5.11 Die Gleitpunkttypen »float« und »double«

107

5.11.1 Gleitpunkttypen im Detail

109

5.11.2 »float« im Detail

109

5.11.3 »double« im Detail

110

5.11.4 »long double«

110

5.11.5 long long double

111

5.11.6 Einiges zu n-stelliger Genauigkeit

111

5.11.7 Numerische Gleitpunktprobleme

113

5.12 Komplexe Gleitpunkttypen - <complex.h>

115

5.13 Der Datentyp »char«, Standardgröße 1 Byte

117

5.14 Nationale contra internationale Zeichensätze

123

5.14.1 Der Breitzeichen-Typ »wchar_t«, Größe 2 Byte

125

5.14.2 Multibyte-Zeichen, Größe 2, 4 oder 8 Byte

126

5.15 Boolesche Werte - <stdbool.h>

127

5.16 Der Unterschied zwischen vorzeichenlosen und vorzeichenbehafteten Zahlen

128

5.17 Limits für Ganzzahl- und Gleitpunktdatentypen

130

5.18 Der Typ »void«

134

5.19 Numerische Konstanten

134

5.19.1 Ganzzahlkonstanten

134

5.19.2 Gleitpunktkonstanten

135

5.19.3 Zeichenkonstanten

135

5.19.4 Stringliterale (Stringkonstanten)

136

5.20 Umwandlungsvorgaben für formatierte Ein-/Ausgabe

136

6 Formatierte Ein-/Ausgabe mit »scanf()« und »printf()«

145

6.1 Formatierte Eingabe mit »scanf()«

145

6.1.1 Der Adressoperator »&«

147

6.1.2 Probleme und ihre Behandlung mit »scanf()«

149

6.1.3 Überprüfen auf das richtige Format

152

6.1.4 Zusammenfassung zu »scanf()«

154

6.2 Formatierte Ausgabe mit »printf()«

155

7 Operatoren

159

7.1 Was sind Operatoren, und wozu benötigt man sie in C?

159

7.2 Arithmetische Operatoren

160

7.2.1 Dividieren von Ganzzahlen

162

7.3 Erweiterte Darstellung arithmetischer Operatoren

164

7.4 Inkrement- und Dekrement-Operatoren

165

7.5 Bit-Operatoren

167

7.5.1 Bitweises UND

167

7.5.2 Bitweises ODER

169

7.5.3 Bitweises XOR

170

7.5.4 Bitweises Komplement

171

7.5.5 Linksverschiebung

171

7.5.6 Rechtsverschiebung

173

7.5.7 Linksrotation (erst ab C23)

173

7.5.8 Rechtsrotation (erst ab C23)

173

7.5.9 Rezept für Fortgeschrittene

173

7.6 Makros für logische Operatoren und Bit-Operatoren - <iso646.h>

175

7.7 Der »sizeof«-Operator

176

7.7.1 C versus C++

178

8 Typumwandlung

179

8.1 Automatische implizite Datentypumwandlung durch den CCompiler

179

8.1.1 Implizites »char« nach »int«

180

8.1.2 Implizites »float« nach »double«

180

8.1.3 Implizite Umwandlung in einen komplexen Gleitpunkttyp

180

8.1.4 Übliche arithmetische Datentypumwandlung

181

8.2 Wozu benötigt man das benutzerdefinierte explizite Typecasting?

184

8.3 Explizite Datentypumwandlung mit Typecasting an Beispielen

184

9 Kontrollstrukturen

187

9.1 Verzweigungen mit der »if«-Bedingung

188

9.1.1 Anweisungsblöcke

188

9.2 Die Verzweigung mit »else if«

192

9.3 Die Verzweigung mit »else«

194

9.4 Der !-Operator (logischer NOT-Operator)

198

9.5 Logisches UND (&&) - logisches ODER (||)

200

9.6 Der Bedingungsoperator »?:«

203

9.7 Fallunterscheidung: die »switch«-Verzweigung

205

9.7.1 default

208

9.8 Die »while«-Schleife

210

9.8.1 Endlosschleifen mit »while«

212

9.8.2 Fehlervermeidung bei »while«-Schleifen

213

9.9 Die »do while«-Schleife

214

9.10 Die »for«-Schleife

219

9.10.1 Einsatzmöglichkeiten der »for«-Schleife

222

9.11 Kontrollierter Ausstieg aus Schleifen mit »break«

227

9.11.1 continue

227

9.11.2 break

229

9.12 Direkte Sprünge mit »goto«

229

9.13 Einige Anmerkungen zum Notationsstil, ehe Sie weiterlesen

229

9.14 Einige Anmerkungen zu einem guten Programmierstil

230

10 Funktionen

233

10.1 Was sind Funktionen?

233

10.2 Wozu dienen Funktionen?

234

10.3 Definition von Funktionen

234

10.4 Funktionsaufruf

235

10.5 Funktionsdeklaration

237

10.6 Lokale Variablen

239

10.7 Globale Variablen

241

10.8 Statische Variablen

243

10.9 Schlüsselwörter für Variablen - Speicherklassen

244

10.9.1 auto

244

10.9.2 extern

245

10.9.3 register

245

10.9.4 static

245

10.10 Typ-Qualifizierer

245

10.10.1 volatile

246

10.10.2 const

246

10.11 Geltungsbereich von Variablen

246

10.12 Speicherklassen-Spezifizierer für Funktionen

248

10.12.1 extern

248

10.12.2 static

248

10.12.3 volatile

248

10.13 Datenaustausch zwischen Funktionen

249

10.14 Wertübergabe an Funktionen (Call-by-Value)

250

10.15 Der Rückgabewert von Funktionen

254

10.16 Die Hauptfunktion »main()«

256

10.17 Was bedeutet der Rückgabewert beim Beenden eines Programms?

258

10.17.1 Programmende auswerten

259

10.18 Funktionen der Laufzeitbibliothek

262

10.19 Getrenntes Kompilieren von Quelldateien

263

10.20 Rekursive Funktionen (Rekursion)

265

10.20.1 Exkurs: Stack

265

10.20.2 Rekursionen und der Stack

266

10.20.3 Fakultät

272

10.20.4 Fibonacci-Zahlen

272

10.20.5 Größter gemeinsamer Teiler (ggT)

273

10.21 »inline«-Funktionen

278

11 Präprozessor-Direktiven

281

11.1 Mit »#include« Dateien einbinden

282

11.2 Wichtige vordefinierte Headerdateien für C

283

11.3 Makros und Konstanten - »#define«

285

11.3.1 Symbolische Konstanten mit »#define«

285

11.3.2 Makros mit »#define«

290

11.4 Bedingte Kompilierung mit »#ifdef«

294

11.5 Vordefinierte Präprozessor-Direktiven (ANSI C)

300

11.6 Einen Makroparameter durch einen String ersetzen

302

11.7 »#undef« - Makronamen wieder aufheben

304

11.8 Fehlermeldungen ausgeben mit »#error«

304

11.9 »#pragma« (gilt nur für Windows)

306

12 Arrays

307

12.1 Arrays deklarieren

308

12.2 Initialisierung und Zugriff auf Arrays

309

12.2.1 Gültigkeitsbereich von Arrays

315

12.3 Arrays vergleichen

316

12.4 Anzahl der Elemente eines Arrays ermitteln

318

12.5 Übergabe von Arrays an Funktionen

319

12.6 Arrays aus Funktionen zurückgeben

322

12.7 Programmbeispiel zu Arrays

323

12.8 Array-Werte über die Tastatur einlesen

327

12.9 Mehrdimensionale Arrays

328

12.9.1 Mehrdimensionale Arrays initialisieren

328

12.9.2 Übergabe von zwei- bzw. mehrdimensionalen Arrays an Funktionen

341

12.10 Arrays in eine Tabellenkalkulation einlesen (CSV-Dateien)

343

12.11 Strings/Zeichenketten (»char«-Array)

345

12.11.1 Vom String zur Binärzahl

349

12.12 Einlesen von Strings

352

12.13 Die Standard-Bibliothek <string.h>

355

12.13.1 »strcat()« - Strings aneinanderhängen

355

12.13.2 »strchr()« - ein Zeichen im String suchen

356

12.13.3 »strcmp()« - Strings vergleichen

357

12.13.4 »strcpy()« - einen String kopieren

358

12.13.5 »strcspn()« - einen Teilstring ermitteln

359

12.13.6 »strlen()« - Länge eines Strings ermitteln

360

12.13.7 »strncat()« - String mit n Zeichen aneinanderhängen

361

12.13.8 »strncmp()« - n Zeichen von zwei Strings miteinander vergleichen

361

12.13.9 »strncpy()« - String mit n Zeichen kopieren

362

12.13.10 »strpbrk()« - nach dem Auftreten bestimmter Zeichen suchen

363

12.13.11 »strrchr()« - das letzte Auftreten eines bestimmten Zeichens im String suchen

364

12.13.12 »strspn()« - das erste Auftreten eines Zeichens, das nicht vorkommt

364

12.13.13 »strstr()« - einen String nach dem Auftreten eines Teilstrings durchsuchen

365

12.13.14 »strtok()« - einen String anhand bestimmter Zeichen zerlegen

366

13 Zeiger (Pointer)

369

13.1 Der Unterschied zwischen einer normalen Variablen und einem Zeiger

369

13.2 Zeiger deklarieren

370

13.3 Zeiger initialisieren

371

13.3.1 Speichergröße von Zeigern

383

13.4 Zeigerarithmetik

384

13.5 Zeiger, die auf andere Zeiger verweisen

385

13.5.1 Subtraktion zweier Zeiger

387

13.6 Typensicherung bei der Dereferenzierung

388

13.7 Zeiger als Funktionsparameter (Call-by-Reference)

389

13.7.1 Zeiger als Rückgabewert

392

13.8 Array und Zeiger

396

13.9 Zeiger auf Strings

403

13.9.1 Zeiger auf konstante Objekte (Read-only-Zeiger)

404

13.10 Zeiger auf Zeiger und Stringtabellen

405

13.10.1 Stringtabellen

407

13.11 Zeiger auf Funktionen

415

13.12 void-Zeiger

420

13.13 Äquivalenz zwischen Zeigern und Arrays

424

13.14 Der »restrict«-Zeiger

426

14 Kommandozeilenargumente

429

14.1 Argumente an die Hauptfunktion übergeben

430

14.2 Argumente aus der Kommandozeile auswerten

435

15 Dynamische Speicherverwaltung

441

15.1 Das Speicherkonzept

442

15.1.1 Codespeicher

442

15.1.2 Daten-Speicher

443

15.1.3 Stack-Speicher

443

15.1.4 Heap-Speicher

443

15.2 Speicherallokation mit »malloc()«

444

15.3 Das NULL-Mysterium

447

15.3.1 NULL für Fortgeschrittene

448

15.3.2 Was jetzt - NULL, 0 oder \0 ...?

449

15.3.3 Zusammengefasst

450

15.4 Speicherreservierung und ihre Probleme

451

15.5 »free()« - Speicher wieder freigeben

452

15.5.1 Einige ergänzende Punkte zur Freispeicherverwaltung

456

15.5.2 Prozessinterne Freispeicherverwaltung

457

15.6 Dynamische Arrays

460

15.7 Speicher dynamisch reservieren mit »realloc()« und »calloc()«

464

15.8 Speicher vom Stack anfordern mit »alloca()« (nicht ANSI C)

468

15.9 Ergänzende Anmerkungen zu »free()«

468

15.10 Zweidimensionale dynamische Arrays

469

15.11 Was muss man tun, wenn die Speicherallokation fehlschlägt?

472

15.11.1 Speicheranforderung reduzieren

473

15.11.2 Speicheranforderungen aufteilen

474

15.11.3 Einen Puffer konstanter Größe verwenden

476

15.11.4 Vor der Allokation auf eine Festplatte zwischenspeichern

476

15.11.5 Nur so viel Speicher anfordern wie nötig

476

16 Strukturen

479

16.1 Benutzerdefinierte Typendefinitionen mit »typedef«

479

16.2 Was ist ein strukturierter Datentyp, und wozu benötigt man ihn in C?

479

16.3 Strukturen mit »typedef struct« deklarieren

480

16.4 Initialisierung und Zugriff auf Strukturen

482

16.4.1 Bestimmte Elemente initialisieren

487

16.5 Strukturen als Wertübergabe an eine Funktion benutzen

491

16.6 Strukturen als Rückgabewert einer Funktion benutzen

493

16.7 Strukturen miteinander vergleichen

495

16.8 Arrays von Strukturen erstellen

497

16.9 Strukturen in Strukturen (Nested Structures)

504

16.10 Weitere spezielle Datentypen

514

16.10.1 Unions

515

16.10.2 Der Aufzählungstyp »enum«

521

16.10.3 Weitere Typdefinitionen mit »typedef«

523

16.11 Attribute von Strukturen verändern

524

16.12 Bitfelder

528

16.13 Das »offsetof«-Makro

535

17 Ein-/Ausgabe-Funktionen

537

17.1 Was ist eine Datei aus Sicht der Programmiersprache C?

537

17.2 Formatierte und unformatierte Ein-/Ausgabe

538

17.3 Höhere Ein-/Ausgabe-Funktionen mit <stdio.h>

538

17.3.1 Eine Datei mit »fopen« öffnen

540

17.3.2 Zeichenweise lesen und schreiben - »getchar()« und »putchar()«

546

17.3.3 Zeichenweise lesen und schreiben - »putc()«/»fputc()« und »getc()«/»fgetc()«

551

17.3.4 Eine geöffnete Datei mit »fclose()« wieder schließen (Wichtig!)

557

17.3.5 Formatierte Ein-/Ausgaben mit »fprintf()« und »fscanf()«

561

17.4 Streams (Ein-/Ausgabe-Datenströme)

566

17.4.1 Was unterscheidet einen Stream von einer Datei?

566

17.4.2 Standard-Streams in C

567

17.4.3 Fehlerbehandlung von Streams - »feof()«, »ferror()« und »clearerr()«

570

17.4.4 Gelesene Zeichen in die Eingabe zurückschieben - »ungetc()«

572

17.4.5 Den Tastaturpuffer leeren - »fflush()«

574

17.4.6 Einen Stream positionieren - »fseek()«, »rewind()« und »ftell()«

575

17.4.7 Einen Stream positionieren - »fsetpos()«, »fgetpos()«

579

17.4.8 Zeilenweise Ein-/Ausgabe in Streams

581

17.5 Spezielle Ein-/Ausgabe-Funktionen für Streams

595

17.5.1 Blockweise lesen und schreiben - »fread()« und »fwrite()«

596

17.5.2 Eine Datei erneut öffnen - »freopen()«

606

17.5.3 Eine Datei löschen oder umbenennen - »remove()« und »rename()«

608

17.5.4 Pufferung einstellen - »setbuf()« und »setvbuf()«

611

17.5.5 Temporäre Dateien erzeugen - »tmpfile()« und »tmpnam()«

618

17.5.6 Fehler bei der Ein-/Ausgabe abfangen und behandeln

623

17.5.7 Formatiert in einen String schreiben und formatiert aus einem String lesen - »sscanf()« und »sprintf()«

627

17.5.8 Ein fortgeschrittenes Thema

633

17.6 Low-Level-Datei-I/O-Funktionen (nicht ANSI C)

641

17.6.1 Dateien öffnen mit »open()«

642

17.6.2 Dateien schließen mit »close()«

649

17.6.3 Datei erzeugen - »creat()«

650

17.6.4 Schreiben und lesen - »write()« und »read()«

651

17.6.5 Den File-Deskriptor mit »lseek()« positionieren

662

17.6.6 Einen File-Deskriptor von einem Stream mit »fileno()« ableiten

663

17.6.7 Stream von File-Deskriptor mit »fdopen()« ableiten

664

17.6.8 Gerätedateien unter Linux - Zugriff auf Maus und Framebuffer

666

18 Attribute von Dateien und das Arbeiten mit Verzeichnissen (nicht ANSI C)

673

18.1 Die Attribute einer Datei mit »stat()« ermitteln

673

18.1.1 »stat()« - »st_mode«

674

18.1.2 »stat()« - »st_size«

680

18.1.3 »stat()« - »st_atime«, »st_mtime« und »st_ctime«

682

18.1.4 »stat()« - »st_gid« und »st_uid«

686

18.1.5 »stat()« - »st_nlink«, »st_ino«

687

18.1.6 »stat()« - »st_dev«, »st_rdev«

688

18.2 Prüfen des Zugriffsrechts mit »access()«

691

18.3 Verzeichnisfunktionen

693

18.3.1 Verzeichnis erstellen, löschen und wechseln mit »mkdir()«, »rmdir« und »chdir«

693

18.3.2 In das Arbeitsverzeichnis wechseln mit »getcwd()«

699

18.3.3 Verzeichnisse öffnen, lesen und schließen - »opendir()«, »readdir()« und »closedir()«

701

19 Arbeiten mit variabel langen Argumentlisten - <stdarg.h>

705

19.1 Was ist eine Ellipse, und wie werden mit ihr Parameter übergeben?

705

19.2 Wie kann man mit <stdarg.h> die Parameterliste abfragen?

706

19.3 Makros in <stdarg.h> - »va_list«, »va_arg«, »va_start« und »va_end«

706

19.4 Die Argumentliste am Anfang oder Ende kennzeichnen

707

19.5 »vprintf()«, »vsprintf()«, »vfsprintf()« und »vsnsprintf()«

712

19.6 Variadic Makros - __VA_ARGS__

716

20 Zeitroutinen

721

20.1 Die Headerdatei <time.h>

721

20.1.1 Konstanten in der Headerdatei <time.h>

723

20.1.2 Datums- und Zeitfunktionen in <time.h>

723

20.2 Laufzeitmessung (Profiling)

734

20.3 Besonderheiten beim Raspberry Pi

735

21 Weitere Headerdateien und ihre Funktionen (ANSI C)

737

21.1 Testmöglichkeiten und Fehlersuche - <assert.h>

738

21.2 Zeichenklassifizierung und Umwandlung - <ctype.h>

739

21.3 Mathematische Funktionen - <math.h>, <tgmath.h> und <complex.h>

744

21.3.1 Funktionen für reelle und komplexe Gleitpunkttypen

746

21.3.2 Funktionen nur für reelle Gleitpunkttypen

747

21.3.3 Funktionen nur für komplexe Gleitpunkttypen

749

21.3.4 Typengenerische Makros - <tgmath.h>

751

21.3.5 Gleitpunktwerte klassifizieren

752

21.3.6 Makro zum Vergleichen von reellen Zahlen

753

21.3.7 Zugriff auf die Gleitpunktumgebung - <fenv.h>

754

21.4 Einige nützliche Funktionen in <stdlib.h>

758

21.4.1 Programmbeendigung - »exit()«, »_exit()«, »atexit()« und »abort()«

758

21.4.2 Strings in numerische Werte konvertieren

762

21.4.3 Bessere Alternative - Strings in numerische Werte konvertieren

764

21.4.4 Zufallszahlen

769

21.4.5 Absolutwerte, der Quotient und der Rest von Divisionen

771

21.4.6 Suchen und Sortieren - »qsort()« und »bsearch()«

773

21.4.7 »system()«

776

21.5 Länderspezifische Eigenheiten - <locale.h>

778

21.6 Nichtlokale Sprünge - <setjmp.h>

782

21.7 Einige nützliche Funktionen in <signal.h>

786

21.8 Die »mem...«-Funktionen zur Speichermanipulation - <string.h>

791

21.8.1 »memchr()« - Suche nach einzelnen Zeichen

792

21.8.2 »memcmp()« - bestimmte Anzahl von Bytes vergleichen

792

21.8.3 »memcpy()« - bestimmte Anzahl von Bytes kopieren

793

21.8.4 »memmove()« - bestimmte Anzahl von Bytes kopieren

794

21.8.5 »memset()« - Speicherbereich mit bestimmten Zeichen auffüllen

795

22 Dynamische Datenstrukturen

797

22.1 Lineare Listen (einfach verkettete Listen)

797

22.1.1 Erstes Element der Liste löschen

806

22.1.2 Ein beliebiges Element in der Liste löschen

807

22.1.3 Elemente der Liste ausgeben

810

22.1.4 Eine vollständige Liste auf einmal löschen

816

22.1.5 Element in die Liste einfügen

818

22.2 Doppelt verkettete Listen

832

22.3 Stacks nach dem LIFO-(Last-in-first-out-)Prinzip

849

22.4 Queues nach dem FIFO-Prinzip

870

22.5 Dynamisches Array mit flexiblen Elementen

879

23 Algorithmen

881

23.1 Was sind Algorithmen?

881

23.2 Einige einfache Beispiele für Algorithmen

883

23.2.1 Sortieralgorithmen

883

23.2.2 Suchalgorithmen

911

23.2.3 Pattern Matching

941

23.2.4 Pattern Matching durch reguläre Ausdrücke

952

23.2.5 Backtracking

959

23.2.6 Der Weg durch den Irrgarten

959

23.3 Kryptografische Algorithmen

969

23.3.1 Kryptografisches Hashing

970

23.3.2 Lineare Verschlüsselungsalgorithmen

982

23.3.3 Public-Key-Verfahren

1010

24 MySQL und C

1027

24.1 Aufbau eines Datenbanksystems

1027

24.1.1 Warum wurden Datenbanksysteme (DBS) entwickelt?

1027

24.1.2 Das Datenbank-Management-System (DBMS)

1028

24.1.3 Relationale Datenbanken

1031

24.1.4 Mit C eigene Clients für SQL entwickeln mithilfe der ODBC-API

1032

24.2 MySQL installieren

1033

24.2.1 Linux

1033

24.2.2 Windows

1034

24.2.3 Den Client »mysql« starten

1035

24.3 Crashkurs SQL

1037

24.3.1 Was ist SQL?

1037

24.3.2 Die Datentypen von (My)SQL

1037

24.3.3 Eine Datenbank erzeugen

1040

24.3.4 Eine Datenbank löschen

1041

24.3.5 Die Datenbank wechseln

1042

24.3.6 Eine Tabelle erstellen

1042

24.3.7 Eine Tabelle anzeigen

1043

24.3.8 Tabellendefinition überprüfen

1043

24.3.9 Tabellen löschen

1043

24.3.10 Ein Backup erstellen

1044

24.3.11 Die Struktur einer Tabelle ändern

1044

24.3.12 Einzelne Datensätze hinzufügen

1045

24.3.13 Bestimmte Datensätze auswählen

1045

24.3.14 Ein fortgeschrittenes Szenario

1046

24.3.15 Datensätze löschen

1048

24.3.16 Datensatz ändern

1048

24.3.17 Zusätzliche Zugriffsrechte in MySQL

1049

24.3.18 Übersicht über einige SQL-Kommandos

1050

24.4 Die MySQL-C-API

1052

24.4.1 Grundlagen zur Programmierung eines MySQL-Clients

1052

24.4.2 Client-Programm mit dem GCC unter Linux und dem Cygwin-GCC-Compiler unter Windows

1053

24.4.3 MySQL Client-Programme mit dem VC++ Compiler und dem Borland Freeware Compiler

1054

24.4.4 Pelles C

1055

24.4.5 Troubleshooting

1056

24.4.6 Das erste Client-Programm - Verbindung mit dem MySQL-Server herstellen

1056

24.4.7 MySQL-Kommandozeilen-Optionen

1061

24.4.8 Anfrage an den Server

1064

24.5 MySQL und C mit CGI

1083

24.5.1 HTML-Eingabeformular

1083

24.5.2 Die CGI-Anwendung »add_db.cgi«

1085

24.5.3 Die CGI-Anwendung »search_db.cgi«

1092

24.6 Funktionsübersicht

1101

24.7 Datentypenübersicht der C-API

1105

24.8 Weiterführende Literatur zu Datenbanken

1105

25 Netzwerkprogrammierung und Cross-Plattform-Entwicklung

1107

25.1 Begriffe zur Netzwerktechnik

1107

25.1.1 Ethernet-Frames

1108

25.1.2 IP-Adressen

1109

25.1.3 Portnummern

1111

25.1.4 Host- und Domainnamen

1112

25.1.5 Nameserver

1112

25.1.6 Das IP-Protokoll

1113

25.1.7 TCP und UDP

1113

25.2 Was sind Sockets und wie legt man sie in C an?

1114

25.3 Headerdateien für die Netzwerkprogrammierung

1115

25.3.1 Linux

1115

25.3.2 Windows

1115

25.4 Das Client-Server-Prinzip

1118

25.5 Erstellen einer Client-Anwendung

1120

25.5.1 »socket()« - Erzeugen eines Kommunikationsendpunktes

1120

25.5.2 »connect()« - ein Client stellt eine Verbindung zum Server her

1122

25.5.3 Senden und Empfangen von Daten

1127

25.5.4 »close()« und »closesocket()«

1130

25.6 Erstellen einer Server-Anwendung

1130

25.6.1 »bind()« - Festlegen einer Adresse aus dem Namensraum

1130

25.6.2 »listen()« - Warteschlange für eingehende Verbindungen einrichten

1132

25.6.3 »accept()« und die Server-Hauptschleife

1133

25.7 Ein einfacher TCP-Echo-Server

1135

25.7.1 Der Client

1136

25.7.2 Der Server

1139

25.8 Cross-Plattform-Development

1143

25.8.1 Abstraction Layer

1143

25.8.2 Headerdatei für Linux

1144

25.8.3 Linux-Quellcodedatei

1145

25.8.4 Headerdatei für Windows

1148

25.8.5 Windows-Quellcodedatei

1149

25.8.6 All together - die »main()«-Funktionen

1153

25.8.7 Ein UDP-Beispiel

1156

25.8.8 Mehrere Clients gleichzeitig behandeln

1159

25.9 Weitere Anmerkungen zur Netzwerkprogrammierung und Literaturempfehlungen

1166

25.9.1 Das Datenformat

1166

25.9.2 Der Puffer

1167

25.9.3 Portabilität

1168

25.9.4 Von IPv4 nach IPv6

1168

25.9.5 RFC-Dokumente (Request for Comments)

1170

25.9.6 Sicherheit

1170

25.9.7 Literaturempfehlungen

1171

26 Paralleles Rechnen

1173

26.1 Was ist Multitasking und wie wird es realisiert?

1173

26.2 Braucht man spezielle Prozessoren für Multitasking?

1174

26.2.1 Single-Prozessor-Systeme

1175

26.2.2 Hyperthreading

1176

26.3 Braucht man spezielle Multitasking-Betriebssysteme?

1177

26.4 Programmiertechniken der Parallelisierung

1177

26.4.1 Automatische Parallelisierung

1177

26.4.2 Halbautomatische Parallelisierung

1178

26.4.3 Echte Parallelisierung

1178

26.5 Vom Prozess zum Thread

1179

26.6 Mit POSIX-Threads programmieren

1182

26.6.1 Ein serielles Beispiel

1182

26.6.2 Das Grundgerüst für ein Programm mit mehreren Threads

1184

26.6.3 Zusammenfassung

1190

27 Sicheres Programmieren

1193

27.1 Buffer Overflow (Speicherüberlauf)

1194

27.1.1 Was verursacht Buffer Overflows?

1194

27.2 Warum sind Buffer Overflows kritisch für die Sicherheit?

1195

27.2.1 Speicherverwaltung von Programmen

1196

27.2.2 Der Stack Frame

1197

27.2.3 Manipulation der Rücksprungadresse

1198

27.3 Wie man Buffer Overflows vermeidet

1202

27.3.1 Unsicheres Einlesen von Eingabe-Streams

1202

27.3.2 Unsichere Funktionen zur Stringbearbeitung

1203

27.3.3 Unsichere Funktionen zur Bildschirmausgabe

1203

27.3.4 Weitere unsichere Funktionen im Überblick

1204

27.4 Gegenmaßnahmen zum Buffer Overflow, wenn das Programm fertig ist

1205

27.4.1 Programme und Tools zum Buffer Overflow

1208

27.4.2 Ausblick

1209

27.5 Stack Overflow (Stapelüberlauf)

1210

27.6 Was verursacht Stack Overflows?

1210

27.7 Warum ist ein Stapelüberlauf kritisch für die Sicherheit?

1210

27.8 Wie man Stack Overflows verhindert

1211

27.9 Memory Leaks (Speicherlecks)

1212

27.10 Bibliotheken und Tools zu Memory Leaks

1216

27.10.1 ccmalloc

1216

27.10.2 dbmalloc

1216

27.10.3 mpatrol

1216

27.11 Tipps zu Sicherheitsproblemen

1217

28 Wie geht's jetzt weiter?

1219

28.1 GUI-Programmierung - grafische Oberflächen

1220

28.1.1 Low-Level-Grafikprogrammierung

1220

28.1.2 High-Level-Grafikprogrammierung

1221

28.1.3 RAD-Tools

1222

28.1.4 Multimedia-Grafikprogrammierung

1223

28.2 Grafikprogrammierung unter Windows

1223

28.2.1 In die Windows-Konsole zeichnen

1224

28.2.2 Die Methode BitBlt

1227

28.2.3 Grafikprogrammierung unter Linux (Beispiel Raspberry Pi)

1231

28.2.4 Die Framebuffer-Gerätedatei

1231

28.2.5 In den Framebuffer zeichnen

1232

28.2.6 Den Bildschirminhalt schnell auffrischen

1233

28.2.7 Ein paar Grafikprimitive

1236

28.2.8 Weiterführende Literatur zum Thema Grafikprogrammierung

1239

Anhang

1241

A Operatoren

1241

A.1 Rangfolge der Operatoren

1241

A.2 ASCII-Code-Tabelle

1243

A.3 Reservierte Schlüsselwörter in C

1244

A.4 Standard-Headerdateien der ANSI-C-Bibliothek

1245