Programming Fundamentals

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📚 „Programming Fundamentals – (Ausgabe 2025–2026)“ ist ein umfassendes Lehrbuch für Studierende der Bachelor- und Masterstudiengänge Informatik, Informatik und Software Engineering sowie für Programmieranfänger und Selbstlerner. Diese Ausgabe behandelt Programmiergrundlagen, Algorithmen, Kontrollstrukturen, Funktionen, Arrays, Zeiger, Dateiverwaltung und eine Einführung in die objektorientierte Programmierung. Es enthält außerdem Multiple-Choice-Fragen, Quizze und praktische Beispiele zur Stärkung des konzeptionellen Verständnisses und der Problemlösungskompetenz.

Das Buch ist so strukturiert, dass es eine solide Grundlage schafft. Es beginnt mit den Programmiergrundlagen und führt schrittweise zu fortgeschrittenen Themen wie modularer Programmierung, dynamischer Speicherverwaltung und objektorientierten Konzepten. Es konzentriert sich sowohl auf theoretisches Wissen als auch auf praktische Anwendungen und eignet sich daher ideal für das Studium, die Prüfungsvorbereitung und reale Projekte.

📂 Kapitel & Themen

🔹 Kapitel 1: Einführung in die Programmierung

Definition und Bedeutung der Programmierung
Entwicklung der Programmiersprachen
Arten von Programmierparadigmen (prozedural, objektorientiert, funktional)
Kompilierte vs. interpretierte Sprachen
Überblick über Programmiersprachen (C, C++, Java, Python)
Programmierlebenszyklus und Entwicklungsschritte
Rolle der Programmierung bei der Problemlösung
Grundstruktur eines Programms
Programmierwerkzeuge und IDEs
Fehler in der Programmierung (Syntax, Semantik, Logik)

🔹 Kapitel 2: Algorithmen und Flussdiagramme

Definition und Merkmale von Algorithmen
Algorithmen-Designtechniken (Teile und herrsche, Greedy, Dynamische Programmierung)
Schritte zum Schreiben eines Algorithmus
Flussdiagramme und Symbole
Übersetzen von Algorithmen in Flussdiagramme
Beispiele für Algorithmen und Flussdiagramme
Pseudocode vs. Flussdiagramme
Sortier- und Suchprobleme
Best Practices für das Schreiben von Algorithmen
Effizienz von Algorithmen (Zeit- und Raumkomplexität)

🔹 Kapitel 3: Grundlagen der Programmierung

Syntax und Struktur
Variablen und Datentypen
Konstanten und Literale
Operatoren
Typumwandlung
Eingabe und Ausgabe
Kommentare und Dokumentation
Gültigkeitsbereich von Variablen
Debugging und Fehleridentifizierung

🔹 Kapitel 4: Kontrollstrukturen

Entscheidungsfindung (if, if-else, switch)
Schleifen (while, do-while, for)
Verschachtelte Schleifen und Schleifensteuerung
Bedingte Operatoren
Konzepte der strukturierten Programmierung
Best Practices für Kontrollanweisungen

🔹 Kapitel 5: Funktionen und modulare Programmierung

Grundlagen von Funktionen
Deklaration, Definition und Aufruf
Parameterübergabe
Gültigkeitsbereich und Lebensdauer Variablen
Rekursion
Bibliotheksfunktionen
Vorteile der modularen Programmierung
Funktionsüberladung

🔹 Kapitel 6: Arrays und Strings

Arrays (1D, 2D, mehrdimensional)
Traversierung und Manipulation
Suchen, Sortieren, Zusammenführen
Strings und Zeichen-Arrays
Funktionen zur String-Manipulation

🔹 Kapitel 7: Zeiger und Speicherverwaltung

Einführung in Zeiger
Zeigerarithmetik
Zeiger mit Arrays und Funktionen
Dynamische Speicherzuweisung
Speicherlecks und Best Practices

🔹 Kapitel 8: Strukturen und Dateiverwaltung

Strukturen und verschachtelte Strukturen
Arrays von Strukturen
Unions vs. Strukturen
Grundlagen der Dateiverwaltung
Lesen und Schreiben von Dateien
Fehlerbehandlung bei Datei-E/A

🔹 Kapitel 9: Einführung in die objektorientierte Programmierung

Prozedurale vs. OOP
Klassen und Objekte
Konstruktoren und Destruktoren
Vererbung und Polymorphismus
Zugriffsmodifikatoren
Funktionsüberschreibung
STL-Grundlagen
Anwendungen der OOP

🔹 Kapitel 10: Best Practices in der Programmierung und Problemlösung

Codelesbarkeit und -stil
Modularer Codeentwurf
Debugging und Tools
Versionskontrolle (Git-Grundlagen)
Testen und Validierung
Dokumentation und Kommentare
Komplexitätsoptimierung
Problemlösung in der Praxis

🌟 Warum dieses Buch?

✅ Umfassende Abdeckung der Programmiergrundlagen
✅ Multiple-Choice-Fragen, Quizze und Übungsfragen enthalten
✅ Schrittweiser Ansatz von den Grundlagen bis zu fortgeschrittenen Konzepten
✅ Ideal für Studierende der Bachelor- und Masterstudiengänge Informatik, Software Engineering, Anfänger und Selbstlerner

✍ Diese App wurde von folgenden Autoren inspiriert:
Herbert Schildt, Robert Lafore, Bjarne Stroustrup, Dr. M. Afzal Malik, M. Ali.

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