栈--顺序存储

基类:

/*
 *FileName: Stack.h
 *Creater:  QianChenglong
 *Date:     2011/10/22
 *Comments: the abstract base class of stack
 */
#ifndef STACK_H
#define STACK_H

template<typename T>
class Stack
{
public:
    Stack() {}
    ~Stack() {}
    virtual bool push(const T& elem) =0;
    virtual bool pop(T& elem) =0;
    virtual T pop() =0;
    virtual bool getTop(T& elem) const=0;
    virtual T getTop() const=0;

    virtual int length() const=0;
    virtual bool isEmpty() const=0;
    virtual void outPut() const=0;
};
#endif

类定义:

#ifndef    SEQSTACK_H
#define SEQSTACK_H

#include"Stack.h"

#define DEFAULT_SIZE 50
#define INCREAMENT_SIZE 20

template<typename T>
class SeqStack:public Stack<T>
{
private:
    T* data;//数组指针
    int top;//栈顶指针
    int maxSize;//栈的最大容量
    void overflowProcess();
public:
    SeqStack();
    ~SeqStack();
    bool push(const T& elem);
    bool pop(T& elem);
    T pop();
    bool getTop(T& elem) const;
    T getTop() const;

    int length() const;
    bool isEmpty() const;
    void outPut() const;

    //拓展操作
    bool isFull() const;
    int size() const;
};

#include"SeqStack.cpp"

#endif

类实现:

#ifndef SEQSTACK_CPP
#define SEQSTACK_CPP

#include<iostream>
#include"SeqStack.h"

template<typename T>
SeqStack<T>::SeqStack()
{
    maxSize=DEFAULT_SIZE;
    data=new T[DEFAULT_SIZE];
    top=-1;
}

template<typename T>
SeqStack<T>::~SeqStack()
{
    delete [] data;//返回data所指向的内存,因为data所指向的内存区域做过标记,可以删除那一片new过来的内存;
}

template<typename T>
void SeqStack<T>::overflowProcess()
{
    maxSize+=INCREAMENT_SIZE;
    T* t=new T[maxSize];
    for(int i=0;i!=top+1;++i)
        t[i]=data[i];
    delete [] data;
    data=t;
}

template<typename T>
bool SeqStack<T>::push(const T& elem)
{
    if(isFull())
        overflowProcess();
    data[++top]=elem;
    return 1;
}

template<typename T>
bool SeqStack<T>::pop(T& elem)
{
    if(top==-1)
        return 0;
    elem=data[top--];
    return 1;
}

template<typename T>
T SeqStack<T>::pop()
{
    if(top==-1)
        return 0;
    return data[top--];
}

template<typename T>
bool SeqStack<T>::getTop(T& elem)const
{
    if(top==-1)
        return 0;
    elem=data[top];
    return 1;
}

template<typename T>
T SeqStack<T>::getTop() const
{
    if(top==-1)
        return 0;
    return data[top];
}

template<typename T>
bool SeqStack<T>::isEmpty() const
{
    return top==-1;
}

template<typename T>
int SeqStack<T>::length() const
{
    return top+1;
}

template<typename T>
void SeqStack<T>::outPut() const
{
    for(int i=0;i!=top+1;++i)
        std::cout<<data[i]<<' ';
    std::cout<<std::endl;
}

template<typename T>
bool SeqStack<T>::isFull() const
{
    return top+1==maxSize;
}

template<typename T>
int SeqStack<T>::size() const
{
    return maxSize;
}

#endif


功能测试:

#include<iostream>
#include"SeqStack.h"

int main()
{
    SeqStack<int> Sa;
    std::cout<<Sa.size()<<std::endl;

    int elem;
    while(std::cin>>elem)
        Sa.push(elem);
    std::cin.clear();
    std::cout<<Sa.size()<<std::endl;
    Sa.outPut();

    Sa.getTop(elem);
    std::cout<<elem<<std::endl;

    int size=Sa.length();
    for(int i=0;i!=size;++i)
    {
        Sa.pop(elem);
        std::cout<<elem<<' ';
    }
    std::cout<<std::endl;

    return 0;
}


### 顺序的 `pop` 操作实现及原理 #### 的特性 是一种遵循后进先出(LIFO, Last In First Out)原则的数据结构。对于顺序而言,其底层由一维数组实现,的操作主要围绕顶指针 `top` 展开[^1]。 #### `pop` 操作的定义 `pop` 操作用于删除并返回顶元素。该操作的前提条件是不能为空,即 `top != -1`。如果为空,则无法执行 `pop` 操作,通常会抛出错误或提示用户已空[^2]。 #### `pop` 操作的具体过程 以下是顺序中 `pop` 操作的主要逻辑: 1. 判断是否为空。若为空 (`top == -1`),则报错退出。 2. 若不为空,保存当前顶元素到临时变量中。 3. 将顶指针减一,表示顶位置向下移动一位。 4. 返回之前保存的顶元素。 #### C语言中的 `pop` 函数实现 以下是一个基于顺序的 `pop` 操作函数实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义顺序结构体 struct Stack { int *data; // 存储数据的动态数组 int maxlen; // 的最大长度 int top; // 顶指针 (-1 表示空) }; typedef struct Stack SeqStack; // 初始化 void initStack(SeqStack *stack, int size) { stack->data = (int *)malloc(size * sizeof(int)); stack->maxlen = size; stack->top = -1; // 初始状态为空 } // pop 操作 int pop(SeqStack *stack) { if (stack->top == -1) { // 如果为空 printf("Error: Stack is empty.\n"); return -1; // 可以根据需求修改默认返回值 } int value = stack->data[stack->top]; // 获取顶元素 stack->top--; // 顶指针下移 return value; // 返回顶元素 } ``` 上述代码实现了顺序的 `pop` 操作功能。当调用 `pop` 方法时,程序首先判断是否为空;如果不为空,则取出顶元素并将顶指针减一。 #### 时间复杂度分析 由于 `pop` 操作仅涉及访问和更新顶指针以及可能的一个内存读取操作,因此时间复杂度为 \(O(1)\)。 ---
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