45、经典抽象数据类型的实现改进与总结

经典抽象数据类型的实现改进与总结

1. 实现改进

1.1 拥有多个栈

目前的栈实现存在一个问题，即封装了用于存储结构的内存以及操作它的函数，这导致一个程序中不能有多个栈。为了解决这个限制，可以将数组和 top_element 的声明从栈实现模块中移除，放到客户端代码中。这样栈函数通过参数访问这些数据，不再与单个数组绑定，客户端可以创建任意数量的数组，并通过调用栈函数将它们作为栈进行操作。

然而，这种方法存在失去封装性的风险。如果客户端拥有数据，就可以直接访问它，非法访问（如在错误的位置添加新值或不调整 top_element 就添加值）可能导致数据丢失、非法数据或使栈函数失败。此外，还需要确保客户端在调用每个栈函数时传递正确的栈和 top_element 参数，否则结果将是混乱的。可以通过将栈数组和 top_element 值捆绑在一个结构中来降低这种风险。

1.2 拥有多种数据类型

即使解决了上述问题，栈中存储的值的类型在编译时仍由 stack.h 头文件中的类型固定。如果需要一个整数栈和一个浮点数栈，就会遇到问题。

解决这个问题的简单方法是为每种不同的数据类型编写一份单独的栈函数副本，但这会导致大量重复代码，增加维护难度。更优雅的方法是将整个栈模块实现为一个 #define ，它接受所需的类型作为参数，然后为每种所需类型创建相应的例程。但需要确保为不同类型生成的函数名唯一，并且每种类型只创建一组例程。

另一种方法