C++

Hinweis: Diese Inhalte wurden mit Unterstützung von Künstlicher Intelligenz erstellt und redaktionell überprüft (Transparenzhinweis gemäß Art. 50 EU AI Act).

C++ erweitert C um Klassen, Vorlagen (Templates) und eine umfangreiche Standardbibliothek. Die Sprache wird überall dort eingesetzt, wo hohe Geschwindigkeit zählt: in Spielen, Browsern, Datenbanken, Grafikprogrammen und eingebetteten Systemen.

Vorbemerkungen

• Compiler: Unter Ubuntu übersetzt meist g++ aus der GNU Compiler Collection (Version 15 in Ubuntu 26.04) den Quelltext. Alternativ gibt es clang++ (Version 21).
• Sprachstandard: C++ erscheint etwa alle drei Jahre in einer neuen Fassung (C++17, C++20, C++23 …). Diese Anleitung nutzt C++23, weil es die bequeme Ausgabefunktion std::println mitbringt. Der Standard wird beim Übersetzen mit -std=c++23 gewählt.
• CMake: Größere C++-Projekte beschreibt man nicht mit handgeschriebenen Compiler-Aufrufen, sondern mit CMake. CMake erzeugt daraus die eigentlichen Bauanweisungen und wird von den meisten Entwicklungsumgebungen direkt verstanden.
• Grundlagen aus C: Das Paket build-essential ist dasselbe wie in der Anleitung C. Wer die schon durchgearbeitet hat, kann Schritt 2 überspringen.

Installation

1. Paketlisten aktualisieren

Damit apt die aktuellen Versionen aus den Ubuntu-Paketquellen kennt.

sudo apt update

2. Compiler und Build-Werkzeuge installieren

Installiert g++, gcc, make und die Header-Dateien der Standardbibliotheken.

sudo apt install build-essential

Prüfen: Die Versionsnummer wird angezeigt, z. B. g++ (Ubuntu 15.2.0-…) 15.2.0.

g++ --version

3. CMake installieren

Installiert das Build-System CMake.

sudo apt install cmake

Prüfen:

cmake --version

4. Debugger installieren

Mit gdb lässt sich ein Programm schrittweise ausführen, um Fehler zu finden.

sudo apt install gdb

Prüfen:

gdb --version

5. Optional: Clang und Hilfswerkzeuge installieren

clang bringt den Compiler clang++ mit, clang-format rückt Quelltext einheitlich ein und clangd liefert Editoren wie Visual Studio Code oder Neovim Autovervollständigung und Fehlerhinweise.

sudo apt install clang clang-format clangd

Prüfen:

clang++ --version

Erstes Programm

6. Arbeitsordner anlegen

Ein eigener Ordner für die Übungsdateien.

mkdir -p ~/cpp-uebung

7. In den Ordner wechseln

Alle folgenden Befehle beziehen sich auf diesen Ordner.

cd ~/cpp-uebung

8. Quelltext anlegen

Legt die Datei main.cpp an. Das Programm speichert einige Namen in einem std::vector, gibt sie nacheinander aus und zählt sie.

nano main.cpp

Füge diesen Inhalt ein (im Terminal mit Strg+Umschalt+V), speichere mit Strg+O und Enter und beende nano mit Strg+X:

#include <print>
#include <string>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<std::string> sprachen{"C", "C++", "Java", "Python"};

    for (const auto& sprache : sprachen) {
        std::println("Ich lerne {}", sprache);
    }
    std::println("Anzahl: {}", sprachen.size());
}

9. Programm übersetzen

Übersetzt main.cpp nach dem Standard C++23 mit eingeschalteten Warnungen in die Datei hallo.

g++ -std=c++23 -Wall -Wextra -g -o hallo main.cpp

Prüfen: Es erscheint keine Fehlermeldung. Meldet der Compiler print: No such file or directory, fehlt der Schalter -std=c++23.

10. Programm starten

./hallo

Prüfen: Die Ausgabe lautet:

Ich lerne C
Ich lerne C++
Ich lerne Java
Ich lerne Python
Anzahl: 4

Projekt mit CMake bauen

11. CMake-Beschreibung anlegen

Die Datei CMakeLists.txt sagt CMake, wie das Projekt heißt, welcher Sprachstandard gilt und aus welchen Quelldateien das Programm entsteht.

nano CMakeLists.txt

Füge diesen Inhalt ein (im Terminal mit Strg+Umschalt+V), speichere mit Strg+O und Enter und beende nano mit Strg+X:

cmake_minimum_required(VERSION 3.28)
project(hallo LANGUAGES CXX)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 23)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

add_executable(hallo main.cpp)

12. Build-Ordner einrichten

CMake prüft den Compiler und legt im Unterordner build alle Bauanweisungen ab. So bleiben die erzeugten Dateien vom Quelltext getrennt.

cmake -S . -B build

Prüfen: Die letzte Zeile lautet -- Build files have been written to: …/cpp-uebung/build.

13. Projekt bauen

Übersetzt das Projekt. Nach Änderungen am Quelltext genügt es, diesen Befehl erneut auszuführen.

cmake --build build

Prüfen: Die Meldung [100%] Built target hallo erscheint.

14. Programm starten

Das fertige Programm liegt im Build-Ordner.

./build/hallo

Prüfen: Die Ausgabe ist dieselbe wie in Schritt 10.

Wie geht es weiter?

• Entwicklungsumgebung: Visual Studio Code mit den Erweiterungen „C/C++“ und „CMake Tools“ öffnet CMake-Projekte direkt. Auch CLion von JetBrains arbeitet mit CMake.
• Bibliotheken: Viele verbreitete C++-Bibliotheken gibt es als Pakete mit der Endung -dev, z. B. libboost-all-dev für Boost oder libfmt-dev. CMake findet sie über find_package(...).
• Speicherfehler finden: Die Schalter -fsanitize=address,undefined machen falsche Speicherzugriffe und undefiniertes Verhalten beim Ausführen sichtbar.

Deinstallieren

1. Übungsordner entfernen

Löscht Quelltext und Build-Ordner.

rm -rf ~/cpp-uebung

2. Zusatzwerkzeuge entfernen

Entfernt CMake, den Debugger und die Clang-Werkzeuge.

sudo apt purge cmake gdb clang clang-format clangd

3. Optional: Compiler entfernen

Nur ausführen, wenn nichts anderes den Compiler braucht, z. B. die Anleitung C oder Treiber, die über DKMS übersetzt werden.

sudo apt purge build-essential

4. Nicht mehr benötigte Abhängigkeiten entfernen

Räumt Pakete auf, die nur für die entfernten Programme installiert wurden.

sudo apt autoremove

Prüfen: Die Meldung lautet cmake: Befehl nicht gefunden bzw. command not found.

cmake --version

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