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C++类实现栈数据结构

2023-07-13 21:14:10 深夜i 21 0

C++ 类栈数据结构实现数据类型

栈是一种非常常见的数据结构，它可以用于许多应用程序中。在C++中，我们可以使用类来实现一个简单的栈数据结构。本文将介绍如何使用C++类实现栈。

首先，我们需要定义一个类来表示栈。这个类应该有以下基本成员函数：

1. `push`函数：该函数将元素推到栈顶。

2. `pop`函数：该函数将栈顶元素弹出。

3. `top`函数：返回栈顶元素的值。

4. `isEmpty`函数：检查栈是否为空。

对于这个类，我们还需要一个变量来存储栈中的元素。我们可以使用动态数组来实现这个变量。这个数组的大小应该根据实际需要动态调整。

下面是一个简单的C++类定义，用于实现栈数据结构：

class Stack {
public:
  Stack(); // 构造函数
  ~Stack(); // 析构函数
  void push(int); // 入栈
  void pop(); // 出栈
  int top(); // 返回栈顶元素
  bool isEmpty(); // 检查是否为空
private:
  int *arr; // 用于存储栈中的元素
  int size; // 栈的当前大小
  int capacity; // 栈的容量
};

在上面的代码中，我们定义了一个名为`Stack`的类。该类公开了一些函数，如`push`，`pop`和`top`等。这些函数用于向栈中添加和删除元素。`isEmpty`函数用于检查栈是否为空。

我们还定义了三个私有成员变量，`arr`用于存储栈中的元素，`size`用于记录栈内元素的个数，`capacity`用于表示栈的容量。

接下来让我们来看看这些函数的具体实现：

Stack::Stack() {
  arr = new int[INIT_SIZE]; // 初始化动态数组
  size = 0; // 初始元素数量
  capacity = INIT_SIZE; // 初始容量
}
Stack::~Stack() {
  delete[] arr; // 释放动态数组
}
void Stack::push(int value) {
  if (size == capacity) {
    // 扩大数组
    int *temp = new int[capacity * 2];
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
      temp[i] = arr[i];
    }
    delete[] arr;
    arr = temp;
    capacity *= 2;
  }
  arr[size++] = value;
}
void Stack::pop() {
  --size;
}
int Stack::top() {
  return arr[size - 1];
}
bool Stack::isEmpty() {
  return size == 0;
}

首先，在构造函数中，我们分配了一个初始大小的动态数组来存储栈中的元素。在析构函数中，我们释放了这个数组。

在`push`函数中，我们首先检查数组是否已经满了，如果是的话，我们将数组扩大两倍。然后，我们将元素添加到数组尾部，并将`size`增加1。

在`pop`函数中，我们只需将`size`减1。

在`top`函数中，我们返回数组的最后一个元素。

最后，在`isEmpty`函数中，我们检查数组元素数量是否为零。

现在，使用这个类时，我们可以像这样创建一个栈对象：

Stack s;

我们可以使用`push`函数来向栈中添加元素，使用`pop`函数来删除栈顶元素，并使用`top`函数来获取栈顶元素的值。

例如：

s.push(1);
s.push(2);
s.push(3);
s.pop();
int top = s.top();
printf("Top of stack: %d\n", top);

这将向栈中添加1，2和3。然后我们从栈中删除了一个元素。最后，我们获取了栈顶元素的值。结果应该是2。

总之，类可以方便地实现栈数据结构，并且可以使用具有不同类型的动态数组来存储元素。由于C++中的STL已经提供了一个`stack`类，所以我们也可以使用这个类来实现同样的功能。

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