数据结构-栈与队列--栈

概念

• 栈是一个==有序表==，它的插入操作（入栈）和删除操作（出栈）都只能在列表的==一个端点==（栈顶）进行。
  
  栈示意图

系统栈*

• 用来处理程序运行时的函数调用；
  • 当一个函数被调用时，程序会生成一个被称为==活动记录==或==栈框架==的结构，并把这个程序放在系统的栈顶，当函数中调用其他函数时运行过程如下图：
    
    运行过程

定义ADT

• 定义比较简单，代码如下：

template
class Stack
{
public:
    //创建空栈的容量
    Stack(int stackCapacity = 10);
    
    //检测栈是否为空
    bool isEmpty()const;

    //返回最上面的元素
    T& Top()const;

    //增加栈的容量
    void ChangeCapacitySize(int size);

    //添加元素
    void Push(const T& item);

    //删除最上面的元素
    void Pop();

private:
    //存储数组
    T* stack;
    //顶部指针
    int top;
    //栈容量
    int capactity;
};

容量拓展

• 我们应该注意在添加时栈容量是否足够，在容量不够时，增加栈容量，添加容量函数如下：

template
void Stack::ChangeCapacitySize(int size)
{
    if (size <= capactity)throw"只能增加容量！";
    T* temp = new T[size];
    if (capactity > 0)
    {
        copy(stack, stack + capactity, temp);
        delete[]stack;
    }
    stack = temp;
    capactity = size;
}

添加元素

• 这样我们就可以放心的添加元素了，代码如下：

template
void Stack::Push(const T& item)
{
    if (top == capactity - 1)
    {
        ChangeCapacitySize(capactity + 1);
    }
    stack[++top] = item;
}

删除元素

• 因为元素类型为class类，所以我们删除某个元素我们可以直接调用T的析构函数
  T::~T()//析构函数
  代码如下：

template
void Stack::Pop()
{
    if (isEmpy())throw"栈为空，不可删除！";
    stack[top--].~T();
}

代码总览

#include
using namespace std;

template
class Stack
{
public:
    //创建空栈的容量
    Stack(int stackCapacity = 10);
    
    //检测栈是否为空
    bool isEmpty()const;

    //返回最上面的元素
    T& Top()const;

    //增加栈的容量
    void ChangeCapacitySize(int size);

    //添加元素
    void Push(const T& item);

    //删除最上面的元素
    void Pop();

private:
    //存储数组
    T* stack;
    //顶部指针
    int top;
    //栈容量
    int capactity;
};

template
Stack::Stack(int stackCapacity)
{
    if (stackCapacity < 1)throw"定义容量必须大于1！";
    capactity = stackCapacity;
    stack = new T[capactity];
    top = -1;
}

template
bool Stack::isEmpty() const
{
    return top==-1;
}

template
T& Stack::Top() const
{
    if (top == -1)throw"栈为空！";
    return stack[top];
}

template
void Stack::ChangeCapacitySize(int size)
{
    if (size <= capactity)throw"只能增加容量！";
    T* temp = new T[size];
    if (capactity > 0)
    {
        copy(stack, stack + capactity, temp);
        delete[]stack;
    }
    stack = temp;
    capactity = size;
}

template
void Stack::Push(const T& item)
{
    if (top == capactity - 1)
    {
        ChangeCapacitySize(capactity + 1);
    }
    stack[++top] = item;
}

template
void Stack::Pop()
{
    if (isEmpy())throw"栈为空，不可删除！";
    stack[top--].~T();
}