数据结构——基本栈的模板类

数据结构笔记
这篇文章主要是给出栈的基本操作的代码（如： POP、PUSH等），是一个最基本的栈的模板类。

#include <iostream>
#include <cassert>
#include "stack.h"
using namespace std;
const int stackIncreament = 20;                             //栈溢出时扩展空间的增量

template<class T>
class SeqStack :public Stack<T> {
public:
    SeqStack(int sz = 50);                                  //建立一个空栈
    ~SeqStack();                                           //析构函数
    void Push(const T & x);                                 //如果IsFull则溢出处理，否则把x推入栈顶
    bool Pop(T & x);                                        //如果IsEmpty则不执行，返回false，否则推掉栈顶元素并返回true
    //推出元素值通过引用参数x返回
    bool getTop(T & x)const;                                //如果栈为NULL则返回false，否则返回true，栈顶元素的值通过x传回
    bool IsEmpty()const;                                    //如果栈中元素等于0个返回true，否则返回false
    bool IsFull()const;                                     //如果栈中元素等于maxSize，返回true，否则返回false
    int getSize()const;                                     //返回栈中元素的个数
    void makeEmpty();                                       //清空栈的内容
    void output(ostream & os);
private:
    T *elements;                                            //存放栈中元素的栈数组
    int top;                                                //标记栈的top
    int maxSize;                                            //栈的最大能容元素的个数
    void overflowProcess();                                 //栈的溢出处理
};

template<class T>
void SeqStack<T>::output(ostream & os) {
    os << "top = " << top << endl;
    for (int i = 0; i <= top; i++) {
        os << i << ":" << elements[i] << endl;
    }
}

template<class T>
ostream & operator << (ostream & os, SeqStack<T> & s) {
    s.output(os);
    return os;
}

template<class T>
SeqStack<T>::~SeqStack() {
    delete[] elements;
}

template<class T>
bool SeqStack<T>::IsEmpty() const {
    //判断是否为NULL
    if (-1 == top) {
        return true;
    }
    else {
        return false;
    }
}

template<class T>
bool SeqStack<T>::IsFull() const {
    //判断栈是否FULL
    if (maxSize - 1 == top) {
        return true;
    }
    else {
        return false;
    }
}

template<class T>
void SeqStack<T>::makeEmpty() {
    //清空栈
    top = -1;
}

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

template<class T>
SeqStack<T>::SeqStack(int sz) {
    top = -1;
    maxSize = sz;
    //建立一个最大尺寸为sz的空栈，若分配不成功则错误处理
    elements = new T[maxSize];                              //创建栈的数组空间  
    assert(elements != NULL);                               //断言：动态存储分配是否成功
}

template<class T>
void SeqStack<T>::overflowProcess() {
    //私有函数：扩充栈的存储空间
    T * newArray = new T[maxSize + stackIncreament];
    if (NULL == newArray) {
        cerr << "内存分配错误" << endl;
        exit(1);
    }
    for (int i = 0; i <= top; i++) {
        newArray[i] = elements[i];                          //将原来栈中的数据逐一copy
    }
    maxSize += stackIncreament;                             //更新栈的最大容量
    delete[] elements;                                      //释放原来的指针
    elements = newArray;                                    //更新原来的指针
}

template<class T>
void SeqStack<T>::Push(const T& x) {
    //若栈不满，则将元素x推入栈顶位置，否则溢出处理
    if (IsFull()) {
        overflowProcess();                                  //检测到栈满，扩充栈的容量
    }
    elements[++top] = x;                                    //先执行top+1，后元素进栈
}

template<class T>
bool SeqStack<T>::Pop(T & x) {
    //若栈不空则函数返回栈顶的值，并将栈顶元素弹出
    if (IsEmpty()) {
        return false;
    }
    x = elements[top--];                                    //top-1实现pop栈顶元素
    return true;
}

template<class T>
bool SeqStack<T>::getTop(T &x)const {
    //若栈不空，则函数返回栈顶元素
    if (IsEmpty()) {
        return false;
    }
    x = elements[top];
    return true;
}

int main()
{
    int pop1, pop2;
    SeqStack<int> stackTest;
    stackTest.Push(1);
    stackTest.Push(2);
    stackTest.Push(2);
    stackTest.Push(2);
    stackTest.Push(5);
    cout << stackTest;
    stackTest.Pop(pop1);
    stackTest.Pop(pop2);
    cout << stackTest;
    cout << stackTest.getSize() << endl;
    int top;
    stackTest.getTop(top);
    cout << top << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

运行测试：
在写这部分程序中，应该注意的是对输出操作符的重载，在涉及友元函数及其它方式时应该注意的问题，之后会有相应的总结。