C++: Datentypen mit Kontrollstrukturen – Weiterbildung

Der Kurs vertieft zentrale C++-Konzepte rund um Datentypen, Klassenstrukturen und Kontrollflüsse und führt Schritt für Schritt von den Grundlagen der objektorientierten Programmierung zu fortgeschrittenen Themen wie Templates, Multithreading und Smart Pointern. Ausgehend von den Eigenschaften der Sprache und ihren Unterschieden zu C wird ein solides Fundament für die praktische Anwendungsentwicklung mit C++ aufgebaut.

Der Kurs ist in zwei große inhaltliche Blöcke gegliedert, die aufeinander aufbauen: zunächst die objektorientierte Programmierung mit Klassenstrukturen, danach die Datenverarbeitung und Speicherverwaltung mit fortgeschrittenen Sprachmitteln. Im ersten Block geht es um objektorientierte Programmierung und Klassenstrukturen. Ausgangspunkt ist eine Einführung in die Eigenschaften von C++, die Unterschiede zur Sprache C sowie das Einrichten einer passenden Entwicklungsumgebung.

• Charakteristische Eigenschaften von C++ und Einordnung gegenüber C
• Einrichtung und Konfiguration einer C++-IDE für die Kursarbeit
• Aufbau von Klassen und Konstruktoren als Grundbausteine der Objektorientierung
• Konzept und Einsatz abstrakter Klassen in Klassenhierarchien
• Type-Casting für Klassen und innerhalb von Vererbungsstrukturen
• Modellierung polymorpher Klassen und ihr Verhalten zur Laufzeit
• Vererbung als Mittel zur Strukturierung praxisorientierter C++-Anwendungen

Im zweiten Block stehen Datenverarbeitung und Speicherverwaltung im Fokus, mit denen C++-Programme performant und ressourcenschonend gestaltet werden.

• Grundlagen von Multithreading-Anwendungen in C++
• Vertiefende Konzepte zur Synchronisation und Steuerung mehrerer Threads
• Einsatz von Templates zur Erstellung generischer Funktionen und Klassen
• Variadische Templates für Funktionen mit variabler Parameteranzahl
• Steuerung der Speicherreservierung in C++-Programmen
• Einsatz von Smart Pointern zur automatisierten und sicheren Speicherverwaltung

Ergänzend zu den beiden Hauptblöcken durchziehen praxisnahe Übungsaufgaben den gesamten Kurs, in denen die theoretischen Konzepte direkt am Code erprobt und gefestigt werden.

• Implementierung eigener Klassenhierarchien mit Konstruktoren und Destruktoren
• Schrittweiser Aufbau abstrakter Basisklassen für unterschiedliche Anwendungsfälle
• Umsetzung von Type-Casting-Szenarien innerhalb bestehender Klassenhierarchien
• Programmierung polymorpher Funktionsaufrufe über virtuelle Methoden
• Aufbau kleiner Vererbungsstrukturen für praxisnahe Beispielanwendungen
• Entwicklung einfacher Multithreading-Programme mit paralleler Aufgabenverteilung
• Vertiefung der Thread-Synchronisation anhand realistischer Szenarien
• Schreiben generischer Funktionen und Klassen mittels Templates
• Einsatz variadischer Templates für flexible Funktionsschnittstellen
• Steuerung der Speicherreservierung bei dynamisch wachsenden Datenstrukturen
• Ersatz roher Zeiger durch Smart Pointer in bestehendem Beispielcode
• Fehlersuche und Debugging typischer C++-spezifischer Programmierfehler
• Vergleich unterschiedlicher Smart-Pointer-Typen und ihrer jeweiligen Einsatzgebiete
• Analyse von Laufzeitverhalten bei polymorphen Aufrufen gegenüber statischer Bindung
• Aufbau kleiner Beispielprojekte, die Klassenhierarchien mit Templates kombinieren

Der rote Faden des Kurses führt von grundlegenden Sprachkonzepten hin zu Techniken, die in der professionellen C++-Entwicklung regelmäßig gebraucht werden: sichere Objektmodelle, generischer Code und eine kontrollierte Speicherverwaltung. Dabei wird durchgehend Wert daraufgelegt, dass Konzepte nicht isoliert erklärt, sondern anhand von Beispielcode unmittelbar nachvollzogen werden. Die Übungen sind so angelegt, dass Teilnehmende zunächst einzelne Sprachmittel isoliert erproben, bevor sie in größeren Beispielen kombiniert werden — etwa wenn eine polymorphe Klassenhierarchie anschließend mit Templates generisch erweitert wird oder ein Multithreading-Beispiel auf Smart Pointer zur sicheren Speicherverwaltung umgestellt wird. Ein wiederkehrendes Thema ist zudem der bewusste Umgang mit typischen C++-Fallstricken: Speicherlecks durch vergessene Freigaben, undefiniertes Verhalten bei falschem Type-Casting oder Race Conditions bei unsauberer Thread-Synchronisation werden anhand konkreter Codebeispiele gezeigt und im Anschluss korrigiert. Dieser fehlerorientierte Ansatz schärft das Verständnis dafür, warum bestimmte moderne C++-Idiome — etwa Smart Pointer statt roher Zeiger oder RAII-Prinzipien — in der Praxis so konsequent eingesetzt werden. Am Ende des Kurses verfügen die Teilnehmenden über ein belastbares Verständnis der Kernmechanismen moderner C++-Programmierung — von der Klassenstruktur bis zur nebenläufigen, speichersicheren Anwendung. Dieses Wissen bildet die Grundlage für die Arbeit an größeren, produktionsnahen Softwareprojekten und erleichtert den Einstieg in bestehende C++-Codebasen, wie sie in vielen Unternehmen mit systemnahen oder performancekritischen Anwendungen vorzufinden sind.

Der Kurs richtet sich an Personen, die bereits über eine abgeschlossene Ausbildung oder ein abgeschlossenes Studium verfügen oder alternativ mindestens dreijährige einschlägige Berufserfahrung mitbringen und ihre Programmierkenntnisse gezielt in Richtung C++ vertiefen möchten. Angesprochen werden insbesondere Personen mit Interesse an systemnaher und performanter Softwareentwicklung.

• Angehende oder bereits tätige Softwareentwicklerinnen und Softwareentwickler
• Anwendungsentwicklerinnen und Anwendungsentwickler mit Interesse an C++
• Quereinsteigerinnen und Quereinsteiger mit relevanter Berufserfahrung in der IT
• Personen, die von anderen Programmiersprachen zu C++ wechseln möchten
• Fachkräfte, die performanzkritische oder systemnahe Anwendungen entwickeln wollen

Der Kurs findet im Combined-Learning-Format statt und verbindet angeleitete Lerneinheiten mit praktischen Programmierübungen am eigenen Code. Theoretische Konzepte zu Klassen, Vererbung und Speicherverwaltung werden jeweils direkt in Übungsaufgaben überführt, sodass abstrakte Sprachkonstrukte unmittelbar am konkreten Beispiel erfahrbar werden. Der Aufbau folgt einer klaren Progression von grundlegenden Objektstrukturen hin zu fortgeschrittenen Techniken wie Multithreading und Templates.

Der Kurs wird überwiegend in Vollzeit angeboten, eine Teilzeitvariante steht ebenfalls zur Verfügung. Der Umfang richtet sich nach der gewählten Zeitform und ermöglicht sowohl einen intensiven als auch einen berufsbegleitenden Einstieg in die vertiefte C++-Entwicklung.

Der Kurs schließt mit einem trägerinternen Zertifikat bzw. einer Teilnahmebescheinigung zu „C++: Datentypen mit Kontrollstrukturen" ab. Es handelt sich um keinen staatlich anerkannten Abschluss, sondern um einen Nachweis der im Kurs erarbeiteten praktischen C++-Kenntnisse, der die im Unterricht erworbenen Programmierfähigkeiten dokumentiert.

Wer C++ professionell einsetzen möchte, kommt an den im Kurs behandelten Themen kaum vorbei: Klassenhierarchien, Polymorphie und Vererbung bilden das Rückgrat objektorientierter C++-Architekturen, wie sie in vielen produktionsnahen Softwareprojekten Standard sind. Der Kurs vermittelt diese Konzepte nicht nur theoretisch, sondern anhand konkreter Implementierungsaufgaben, sodass das Gelernte direkt in eigenen Projekten anwendbar wird. Besonders wertvoll ist die Verbindung aus objektorientierten Grundlagen und den fortgeschrittenen Themen im zweiten Kursteil. Multithreading, Templates und Smart Pointer gehören zu den Techniken, die C++ von vielen anderen Sprachen abheben und die in performancekritischen Anwendungen — etwa in der Systemprogrammierung, Spieleentwicklung oder eingebetteten Systemen — regelmäßig gefragt sind. Für den Berufsweg bedeutet dies eine spürbare Erweiterung des eigenen Anwendungsspektrums: Wer C++ auf diesem Niveau beherrscht, kann sich für Positionen als Softwareentwickler, C++-Entwickler oder Anwendungsentwickler qualifizieren, in denen robuste, performante und speichersichere Programmierung gefragt ist. Die im Kurs erarbeiteten Beispielprojekte lassen sich zudem als konkreter Nachweis der eigenen C++-Kenntnisse in Bewerbungsprozessen einsetzen.