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C++手动编写堆栈
2023-06-29 10:04:31 深夜i     --     --
C++ 手动 编写 堆栈

堆栈是一种非常常见的数据结构,它具有后进先出(LIFO)的特性,可以用于各种场合。在C++中,我们可以使用STL中的std::stack来实现堆栈,但有时我们需要手动编写堆栈,以更好地理解其原理和实现方法。

首先,让我们了解一下堆栈的基本概念和操作。堆栈由两个基本操作组成:push(将元素压入栈顶)和pop(从栈顶弹出元素)。除此之外,堆栈还有一个重要的特性——栈顶指针。栈顶指针指向堆栈当前的栈顶元素,每次有元素入栈或出栈时,栈顶指针都会相应地改变。

接下来,我们可以开始手动编写堆栈了。首先,我们需要定义一个类来表示堆栈,并在其内部定义一个动态数组来存储堆栈元素:


class MyStack {

private:

  int* array;

  int top;

  int capacity;

public:

  MyStack(int size) {

    array = new int[size];

    top = -1; // 当前没有元素,栈顶指针为-1

    capacity = size;

  }

  ~MyStack() {

    delete[] array;

  }

};

上述代码中,我们定义了一个动态数组array,用来存储堆栈中的元素。栈顶指针top初始化为-1,表示当前堆栈中没有元素。capacity表示数组的容量,也即堆栈的最大存储量。

接下来,我们可以实现push()和pop()操作。push()操作将元素放入栈顶,并将top指针向上移动一个位置。pop()操作将栈顶元素弹出,并将top指针向下移动一个位置。


void push(int elem) {

  if (top == capacity - 1) { // 如果栈已满,则抛出异常

    throw "Stack Overflow!";

  }

  top++; // 移动指针到下一个位置

  array[top] = elem; // 将元素存入栈顶

}

int pop() {

  if (top == -1) { // 如果栈为空,则抛出异常

    throw "Stack Underflow!";

  }

  int elem = array[top]; // 取出当前栈顶元素

  top--; // 指针向下移动一个位置

  return elem; // 返回栈顶元素值

}

上述代码中,我们首先判断栈的状态,如果栈已满(push操作)或栈为空(pop操作),则抛出异常。否则,我们将元素存入栈顶或从栈顶弹出元素,并将top指针向上或向下移动一个位置,最后返回相应的元素值。

最后,我们可以实现peek()操作,用来获取当前栈顶元素的值,但不弹出该元素:


int peek() {

  if (top == -1) { // 如果栈为空,则抛出异常

    throw "Stack is empty!";

  }

  return array[top]; // 返回栈顶元素值

}

到此为止,我们已经手动编写了一个简单的堆栈实现。当然,这只是一个很基础的实现,并没有考虑到各种情况和复杂性。但使用这个实现可以让我们更好地理解堆栈的本质和操作方法,在需要时可以根据实际需求加以改进。

  
  

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