c++怎么实现一个栈stack_c++栈结构的实现方法

答案:C++中基于动态数组实现,支持push、pop、top等操作,采用模板类封装,具备动态扩容、异常处理和RAII内存管理机制,适用于任意数据类型。

c++怎么实现一个栈stack_c++栈结构的实现方法

在C++中实现一个栈,可以使用数组或链表来存储数据,同时遵循“后进先出”(LIFO)的原则。下面是一个基于动态数组的栈实现,包含常用操作:入栈(push)、出栈(pop)、查看栈顶元素(top)、判断是否为空(empty)以及获取大小(size)。

1. 使用类封装栈结构

定义一个模板类Stack,支持任意数据类型,并使用动态数组管理内存。

#include #include templateclass Stack {private:    T* data;          // 动态数组存储元素    int capacity;     // 当前容量    int topIndex;     // 栈顶索引    void resize() {        capacity *= 2;        T* newData = new T[capacity];        for (int i = 0; i < topIndex; ++i) {            newData[i] = data[i];        }        delete[] data;        data = newData;    }public:    // 构造函数    Stack(int initCapacity = 4) : capacity(initCapacity), topIndex(0) {        data = new T[capacity];    }    // 析构函数    ~Stack() {        delete[] data;    }    // 拷贝构造函数    Stack(const Stack& other) : capacity(other.capacity), topIndex(other.topIndex) {        data = new T[capacity];        for (int i = 0; i < topIndex; ++i) {            data[i] = other.data[i];        }    }    // 赋值操作符    Stack& operator=(const Stack& other) {        if (this != &other) {            delete[] data;            capacity = other.capacity;            topIndex = other.topIndex;            data = new T[capacity];            for (int i = 0; i < topIndex; ++i) {                data[i] = other.data[i];            }        }        return *this;    }    // 入栈    void push(const T& value) {        if (topIndex == capacity) {            resize();        }        data[topIndex++] = value;    }    // 出栈    void pop() {        if (empty()) {            throw std::underflow_error("Stack is empty!");        }        --topIndex;    }    // 获取栈顶元素    T& peek() {        if (empty()) {            throw std::underflow_error("Stack is empty!");        }        return data[topIndex - 1];    }    // 是否为空    bool empty() const {        return topIndex == 0;    }    // 获取元素个数    int size() const {        return topIndex;    }};

2. 使用示例

下面是一个简单的测试代码,演示如何使用上面实现的栈。

int main() {    Stack s;    s.push(10);    s.push(20);    s.push(30);    std::cout << "Top element: " << s.peek() << std::endl;  // 输出 30    std::cout << "Size: " << s.size() << std::endl;         // 输出 3    s.pop();    std::cout << "After pop, top: " << s.peek() << std::endl; // 输出 20    while (!s.empty()) {        std::cout << s.peek() << " ";        s.pop();    }    // 输出:20 10    return 0;}

3. 关键点说明

这个实现有几个关键设计:动态扩容:当数组满时自动扩容为原来的两倍,保证插入效率。异常处理:对空栈调用poppeek时抛出异常,避免非法访问。模板支持:可适用于intdoublestd::string等类型。RAII管理资源:通过析构函数自动释放内存,防止泄漏。

基本上就这些。自己实现栈有助于理解底层原理,实际项目中也可以直接使用std::stack

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