news 2026/4/16 12:11:26

C++数据结构:stack实现

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张小明

前端开发工程师

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C++数据结构:stack实现

栈的实现

  • 前言
    栈是一种基础且高效的数据结构,遵循先进后出的原则。其核心操作在于压栈弹栈,分别用于在栈顶添加元素和移除栈顶元素。栈在计算机科学中广泛应用,例如在函数调用栈,表达式求值,括号匹配等场景中均发挥关键作用。本实现将详细展示栈的基本操作及其内部逻辑,通过代码与理论结合的方式,帮助读者深入理解其工作机制。

以下代码是实现stack的类,包括size(目前长度),data(指针),total(总长度)
resize(扩容函数)等。

template<typenameT>classstack{private:intsize;T*data;inttotal;voidresize();public:stack():data(newT[10]),size(0),total(10){}~stack();voidpush(T value);Tpop();Ttop()const;intgetsize()const;};

  • resize函数

对于扩容函数resize(),我们先把新的总长度变成原来的总长度的二倍。
然后申请新的空间,新的空间大小用newtotal。
然后把原来的数组的元素存到新的数组里面,然后删除原来的数组的内容,把新的newdata赋值给原来的data,这样data就指向了新的数组的首元素,此处是把指向新数组首地址的指针newdata赋值给了data,让data指向新数组的首地址。

template<typenameT>voidstack<T>::resize(){intnewTotal=total*2;T*newdata=newT[newTotal];for(inti=0;i<size;++i){newdata[i]=data[i];}delete[]data;data=newdata;total=newTotal;}

  • 析构实现
    析构函数的写法没有多余的代码,就是删除掉就好了
template<typenameT>stack<T>::~stack(){delete[]data;}

  • push函数实现
    在函数的开始先判断一下size(当前的数组的元素个数size和数组的总空间total是否相等),如果相等,那么就进入resize()函数,进行扩容,扩容后,data[size] = value,此时size = 10,然后size++,变成11.
template<typenameT>voidstack<T>::push(T value){if(size==total){resize();}data[size++]=value;}

  • pop函数实现
    进入函数先判断size(当前数组中的元素个数)是否为0,如果为0,则弹出异常提示stack是空的,否则返回size自减之后作为下标的data数据
template<typenameT>Tstack<T>::pop(){if(size==0){throwstd::underflow_error("stack is empty");}returndata[--size];}

  • top函数实现
    对于top函数我们只需要返回栈顶元素就可以了,所以我们要加一个const来保护数据。
    进入函数判断size元素个数是否为0,如果为0,则弹出异常。
    否则返回数组的元素个数减一作为下标的data数据,因为数组下标从0开始,所以10个元素的最后一个元素的下标为10 - 1 = 9;
template<typenameT>Tstack<T>::top()const{if(size==0){throwunderflow_error("stack is empty");}returndata[size-1];}

  • getsize函数实现
    对于这个函数没什么可说的,我们直接返回size,并且不要忘记加上const来保护数据。
template<typenameT>intstack<T>::getsize()const{returnsize;}

  • 总结
    以上就是stack的实现,如果你还没有搞懂指针和数组的概念和联系,可以移步我的主页,找到《另一个角度看指针》,相信会对你来说会有帮助。
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