C++ for Scientists - Technische Universität Dresden

Contents
I Understanding C++ 7
Introduction 9
0.1 Programming languages for scientific programming . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1 Good and Bad Scientific Software 11
2 C++ Basics 19
2.1 Our First Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Expressions and Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5 Control statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.6 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.7 Input and output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.8 Structuring Software Projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.9 Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.10 Pointers and References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.11 Real-world example: matrix inversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.12 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.13 Operator Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3 Classes 65
3.1 Program for universal meaning not for technical details . . . . . . . . . . . . . . 65
3.2 Class members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3 Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.4 Destructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.5 Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.6 Automatically Generated Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.7 Accessing object members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.8 Other Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4 Generic programming 89
4.1 Templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.2 Generic functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
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