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C++ 栈的代码实现

2023-06-23 05:07:57 深夜i -- --

实现代码 C++ 栈堆栈

栈是一种常见的数据结构，它采用“后进先出”的存储方式。C++ 语言提供了库函数及相关代码，以实现栈的基本操作。然而，在解决实际问题时，自己写代码实现栈可能是必要的。

栈的代码实现需要考虑两个方面：栈的结构和栈的操作。在结构方面，栈可以采用数组或链表来实现。数组实现较为简单，只需要定义一个数组和一个栈指针，每次对栈进行操作时，移动栈指针即可。链表实现会更灵活，但也更复杂些，需要定义节点结构体和头指针等。

在操作方面，栈有基本的入栈与出栈操作。其中入栈会将元素放入栈顶，并移动栈顶指针；出栈则是将栈顶元素弹出，也移动栈顶指针。此外，还有一些辅助操作，例如获取栈顶元素、判断栈是否为空、获取栈的大小等等。

以下是一个基于数组的栈的代码实现：


#define STACK_SIZE 100 // 定义栈大小
class Stack {
private:
  int top; // 栈顶指针
  int data[STACK_SIZE]; // 存储元素的数组
  
public:
  Stack(): top(-1) {} // 初始化栈顶指针为-1
  // 判断栈是否为空
  bool isEmpty()
    return top == -1;
  
  // 获取栈的大小
  int size() {
    return top + 1;
  }
  // 入栈操作
  void push(int val) {
    if (top == STACK_SIZE - 1)
      cout << "Stack overflow" << endl;
      return;
    
    data[++top] = val;
  }
  // 出栈操作
  void pop() {
    if (isEmpty())
      cout << "Stack underflow" << endl;
      return;
    
    top--;
  }
  // 获取栈顶元素
  int peek() {
    if (isEmpty()) {
      cout << "Stack is empty" << endl;
      exit(1);
    }
    return data[top];
  }
};

这个实现中，我们将栈的大小定义为了 `STACK_SIZE`，栈的结构体中包含了栈顶指针 `top` 和存储元素的数组 `data`。在创建栈对象时，栈顶指针初始化为-1。入栈操作 `push()` 中，我们判断栈是否已满，如果满了，将输出 `Stack overflow` 并结束函数。出栈操作 `pop()` 中，我们判断栈是否为空，如果为空，将输出 `Stack underflow` 并结束函数。获取栈顶元素的操作 `peek()` 中，我们通过判断栈是否为空，来决定是输出 `Stack is empty` 并退出程序，还是返回栈顶元素。

上述代码只是基于数组实现的栈代码示例，并不是最优的。实际使用中，应考虑更多方面，例如代码健壮性、性能等问题。此外，通过链表实现的栈的代码，也有它自己的特点和实现细节。总之，在写栈代码时，需充分考虑功能与效率之间的平衡，以便达到最优的效果。

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