C++数据结构之栈的实现（顺序栈）

C++数据结构之栈的实现（顺序栈）

首先我们定义了一个栈模板类，它有几个纯虚函数，分别是栈类最常用的几个函数

1. Push() 将元素放入栈顶
2. Top() 返回栈顶元素值
3. Pop() 弹出栈顶元素
4. Clear() 清空栈（析构函数会用到）
   同样我们定义了判断栈是否为空函数IsEmpty()，以及保护成员—栈的高度(长度)height;
   模板类定义代码如下

template<class type>
class abstack
{
public:
	bool IsEmpty()
	{
		return((height == 0) ? true : false);
	}
	virtual void Push(type&) = 0;
	virtual type Top() = 0;
	virtual bool Pop(type&) = 0;
	virtual void Clear() = 0;
protected:
	unsigned height;
};

数组栈、链表栈可由该模板派生而来。下面介绍一下数组栈（也叫顺序栈），因为数组栈比较好写 。
栈的实现用到了判断函数assert，头文件要将它引入。
代码如下：

//顺序栈实现
template<class type>
class SeqStack :public abstack<type>		//由抽象模板类派生
{
public:
	SeqStack(int i);					//构造函数
	SeqStack(SeqStack&s)				//拷贝构造函数
	{
		Copy(s);
	}
	~SeqStack()							//析构函数
	{
		Clear();
	}
	void Push(type& x);					//元素入栈
	bool Pop(type& x);					//弹出栈顶元素(以引用形式返回)
	type Top();							//返回栈顶元素值
	void Clear() { delete elements; }	//清栈
	SeqStack& Copy(SeqStack& s);		//这里新增了一个拷贝函数
	SeqStack& operator=(SeqStack& s)	//重载运算符
	{
		delete elements;
		Copy(s);
		return this;
	}
	bool IsFull()						//判断栈是否已满，防止上溢
	{
		return (top == (maxsize - 1) ? true : false);
	}
protected:
	int top;		//top代表栈顶元素在数组的下标
	type* elements;//一维数组指针存放栈中元素
	int maxsize;	//栈的最大长度
};
template<class type>
type SeqStack<type>::Top()	
{
	return elements[top];
}
template<class type>
SeqStack<type>::SeqStack(int i)
{
	SeqStack::height = 0;
	top = -1;
	maxsize = i > 10 ? i : 10;
	elements = new type[maxsize];
	assert(elements);
}
template<class type>
void SeqStack<type>::Push(type& x)
{
	assert(!IsFull());
	elements[++top] = x;
	SeqStack::height++;
}
template<class type>
bool SeqStack<type>::Pop(type& x)
{
	if (SeqStack::IsEmpty())
		return false;
	else
	{
		x = elements[top];
		top--;
		SeqStack::height--;
	}
	return true;
}
template<class type>
SeqStack<type>& SeqStack<type>::Copy(SeqStack& s)
{
	maxsize = s.maxsize;
	elements = new type[maxsize];
	assert(elements);
	int len = s.height;
	for (int i = 0;i < len;i++)
		elements[i] = *(s.elements + i);
	top = s.top;
	SeqStack::height = s.height;
	return *this;
}

这样一个顺序栈就写好了，为了测试一下，用一道比较经典的括号匹配问题试一下。
问题描述
假设一个算术表达式可以包含三种括号：“（”和“）”，方括号“[”和“]”，及花括号“ { ”和“ } ”，且这三种括号可嵌套使用。试设计算法判断给定表达式中所含括号是否配对出现。
测试用例
{3*[4*(5+6)+7]}
{3+4*(7+8)+5*(9+9}
期待输出
括号配对
括号不配对
代码实现

#include
#include
using namespace std;
//栈模板
template<class type>
class abstack
{
public:
	bool IsEmpty()
	{
		return((height == 0) ? true : false);
	}
	virtual void Push(type&) = 0;
	virtual type Top() = 0;
	virtual bool Pop(type&) = 0;
	virtual void Clear() = 0;
protected:
	unsigned height;
};
//顺序栈实现
template<class type>
class SeqStack :public abstack<type>
{
public:
	SeqStack(int i);
	SeqStack(SeqStack&s)//拷贝构造函数
	{
		Copy(s);
	}
	~SeqStack()
	{
		Clear();
	}
	void Push(type& x);
	bool Pop(type& x);
	type Top();
	void Clear() { delete elements; }
	SeqStack& Copy(SeqStack& s);
	SeqStack& operator=(SeqStack& s)
	{
		delete elements;
		Copy(s);
		return this;
	}
	bool IsFull()
	{
		return (top == (maxsize - 1) ? true : false);
	}
protected:
	int top;
	type* elements;//一维数组指针存放栈中元素
	int maxsize;
};
template<class type>
type SeqStack<type>::Top()
{
	return elements[top];
}
template<class type>
SeqStack<type>::SeqStack(int i)
{
	SeqStack::height = 0;
	top = -1;
	maxsize = i > 10 ? i : 10;
	elements = new type[maxsize];
	assert(elements);
}
template<class type>
void SeqStack<type>::Push(type& x)
{
	assert(!IsFull());
	elements[++top] = x;
	SeqStack::height++;
}
template<class type>
bool SeqStack<type>::Pop(type& x)
{
	if (SeqStack::IsEmpty())
		return false;
	else
	{
		x = elements[top];
		top--;
		SeqStack::height--;
	}
	return true;
}
template<class type>
SeqStack<type>& SeqStack<type>::Copy(SeqStack& s)
{
	maxsize = s.maxsize;
	elements = new type[maxsize];
	assert(elements);
	int len = s.height;
	for (int i = 0;i < len;i++)
		elements[i] = *(s.elements + i);
	top = s.top;
	SeqStack::height = s.height;
	return *this;
}
int main()
{
	SeqStack<char> s(60000);
	char c[60000], ch;
	cin >> c;
	int i = 0;
	int flag = 0;
	while (c[i] != '\0')
	{
		ch = c[i];
		i++;
		if (ch == '[' || ch == '{' || ch == '(')
			s.Push(ch);
		else if (ch == ']')
		{
			if (s.IsEmpty())
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else if (s.Top() != '[')
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else
			{
				char a;
				s.Pop(a);
			}
		}
		else if (ch == '}')
		{
			if (s.IsEmpty())
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else if (s.Top() != '{')
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else
			{
				char a;
				s.Pop(a);
			}
		}
		else if (ch == ')')
		{
			if (s.IsEmpty())
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else if (s.Top() != '(')
			{
				flag = 1;
				break;
			}
			else
			{
				char a;
				s.Pop(a);
			}
		}
	}
	if (!s.IsEmpty())
		flag = 1;
	if (flag)
		cout << "括号不配对" << endl;
	else
		cout << "括号配对" << endl;
	return 0;
}

结果不给你们看了，肯定是对的。