C++ 如何實現順序棧(使用模板類)
一、思路
- 1.用數組存儲棧中的元素；
- 2.用top保存棧頂的位置；
- 3.進棧：top加1，然後在數組中的top位置插入x;
- 4.出棧：top減1
二、遇到問題
1.父類中有函數為純虛函數，定義子類對象時，出現：“ XXX is an abstract class”
原因：
（a）一定要確保父類所有的純虛函數都要被實現，否則子類依然不能被實例化；
（b）一定要確保繼承的函數和父類聲明的虛函數的形參類型與返回值類型一致，否則父類的虛函數沒有實例化；
父類：virtual void Push() 會出現 "xxx referenced from"應該是指沒有定義
原因這個是虛函數，要在父類裡面有定義才行；純虛函數則不需要在父類中定義
2.重載函數出錯：ostream& operator<<(ostream &out, SeqStack<T> &s)
因為：友元函數在其它文件使用和定義（聲明和定義、定義和使用在兩個不同的文件）要加前置說明
同時要加<T>:
三、實現程序
1.Stack.h:
#ifndef Stack_h
#define Stack_h
const int maxSize = 50;
template <class T>
class Stack {
public:
Stack(){}; // 構造函數
void Push(const T x); // 新元素進棧
bool Pop(); // 棧頂元素出棧
virtual bool getTop(T &x) const = 0; // 讀取棧頂元素，由x返回
virtual bool isEmpty() const = 0; // 判斷棧空否
virtual bool isFull() const = 0; // 判斷棧滿否
virtual int getSize() const = 0; // 計算棧中元素個數
};
#endif /* Stack_h */
2.SeqStack.h
#ifndef SeqStack_h
#define SeqStack_h
#include <iostream>
#include "Stack.h"
using namespace std;
const int stackIncreament = 20; // 棧溢出時擴展空間的增量
//類的前置聲明
template <typename T>
class SeqStack;
//友元函數的聲明
template <typename T>
ostream& operator<<(ostream &out, SeqStack<T> &s);
template <class T>
class SeqStack: public Stack<T>
{ // 順序棧的類定義
public:
SeqStack(int sz=50); // 構造函數，建立一個空棧
~SeqStack(); // 析構函數
void Push(const T x); // 把x插入到棧頂,如果棧滿，進行溢出處理
bool Pop(); // 如果棧為空，不進行出棧，否則把棧頂元素出棧
bool getTop(T &x) const; // 返回棧頂元素的值
bool isEmpty()const; // 判斷棧是否為空
bool isFull()const; // 棧是否滿
int getSize()const; // 返回棧中元素的個數
void makeEmpty(); // 清空棧的內容
friend ostream& operator<< <T>(ostream &out, SeqStack<T> &s); // 輸出棧中元素的重載操作
private:
T *elements; // 存放棧中元素的棧數組
int top; // 棧頂指針
int maxSize; // 棧最大可容納的元素個數
void overflowProcess(); // 棧的溢出處理
};
template <class T>
SeqStack<T>::SeqStack(int sz) {
// 構造函數，建立一個空棧
top = -1;
maxSize = sz;
elements = new T[maxSize]; // 創建棧的數組空間
if(elements == NULL) {
cerr << "內存空間分配失敗！" << endl;
exit(1);
}
}
template <class T>
SeqStack<T>::~SeqStack() {
// 析構函數
delete []elements;
}
template <class T>
void SeqStack<T>::overflowProcess() {
// 棧的溢出處理
T *newArray = new T[maxSize + stackIncreament];
if(newArray == NULL) {
cerr << "存儲空間分配失敗！" << endl;
exit(1);
}
// 將elements數組中的值復制到新數組中
for(int i = 0; i <= top; i++)
newArray[i] = elements[i];
maxSize = maxSize + stackIncreament;
delete []elements;
elements = newArray; // 復制數組
}
template <class T>
void SeqStack<T>::Push(const T x) {
// 把x插入到棧頂,如果棧滿，進行溢出處理
if(isFull() == true) // 棧滿則溢出處理
overflowProcess();
elements[++top] = x; // top自增1，並存儲x
}
template <class T>
bool SeqStack<T>::Pop() {
// 如果棧為空，不進行出棧，否則把棧頂元素出棧
if(isEmpty()) // 判斷棧空否，若空則返回false
return false;
top--; // 棧頂減1，相當於把這個棧頂元素刪掉
return true;
}
template <class T>
bool SeqStack<T>::getTop(T &x)const {
// 返回棧頂元素的值
if(isEmpty()) // 判斷棧空否，若空則返回false
return false;
x = elements[top]; // 返回棧頂元素的值
return true;
}
template <class T>
bool SeqStack<T>::isEmpty()const {
// 判斷棧是否為空
if(top == -1)
return true;
return false;
}
template <class T>
bool SeqStack<T>::isFull()const {
// 判斷棧是否為空
if(top == maxSize-1)
return true;
return false;
}
template <class T>
int SeqStack<T>::getSize()const { // 返回棧中元素的個數
return top+1;
}
template <class T>
void SeqStack<T>::makeEmpty() {
// 清空棧的內容
top = -1; // 將top賦值-1，相當於清空數組內容
}
template <class T>
ostream& operator<<(ostream &out, SeqStack<T> &s) { // 友元函數
// 輸出棧中元素的重載操作
out << "top=" << s.top << endl; // 輸出棧頂位置
for(int i = 0; i <= s.top; i++) // 逐個輸出棧中元素的值
out << i << ":" << s.elements[i] << endl;
return out;
}
3.main.cpp
#include <iostream>
#include "SeqStack.h"
using namespace std;
int main(int argc, const char * argv[]) {
bool finished = false;
int choice, n, val; // choice：選擇
SeqStack<int> obj;
while(!finished) {
cout << "\n*********菜單*********\n";
cout << "1:建棧\n";
cout << "2:壓棧\n";
cout << "3:出棧\n";
cout << "4:取棧頂元素的值\n";
cout << "5:棧是否為空\n";
cout << "6:棧是否滿\n";
cout << "7:獲取棧中元素的個數\n";
cout << "8:清空棧的內容\n";
cout << "9:輸出棧中的所有元素\n";
cout << "10:退出\n";
cout << "請輸入選擇[1-10]：\n";
cin >> choice;
switch(choice) {
case 1:
cout << "請輸入要進棧的元素個數：";
cin >> n;
cout << "請輸入要進棧的元素值:" << endl;
for(int i = 0; i < n; i++) {
cin >> val;
obj.Push(val);
}
break;
case 2:
cout << "請輸入要進棧的元素值:" << endl;
cin >> val;
obj.Push(val);
break;
case 3:
if(obj.Pop())
cout << "出棧成功！" << endl;
else
cout << "出棧失敗！" << endl;
break;
case 4:
if(obj.getTop(val))
cout << "棧頂元素為：" << val << endl;
else
cout << "棧為空！" << endl;
break;
case 5:
if(obj.isEmpty())
cout << "棧為空！" << endl;
else
cout << "棧不為空！" << endl;
break;
case 6:
if(obj.isFull())
cout << "棧滿！" << endl;
else
cout << "棧不滿！" << endl;
break;
case 7:
int size;
size = obj.getSize();
cout << "棧中的元素個數為：" << size << endl;
break;
case 8:
obj.makeEmpty();
break;
case 9:
cout << obj << endl; // 重載輸出<<
break;
case 10:
finished = true;
break;
default:
cout << "輸入錯誤，請重新輸入！" << endl;
} // switch
} // while
return 0;
}
以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。