纪念逝去的岁月——C++实现一个栈(使用类模板)
这个版本是上个版本的加强版,上个版本的代码:http://www.cnblogs.com/fengbohello/p/4542912.html
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1、代码
2、运行结果
1、代码
1.1 调试信息的配置
//一个调试开关,如果要看调试信息,就把这个开关的注释去掉 //#define USEDEBUG //如果调试开关打开了,就定义好调试的输出函数(其实是个宏), #ifdef USEDEBUG #define DEBUG(fmt, arg...)\ do{\ printf("%s %d %s() : ", __FILE__, __LINE__, __func__);\ printf(fmt, ##arg);\ }while(0) #else //如果没有打开,这个函数什么也不做 #define DEBUG(fmt, arg...) #endif
1.2 栈类的声明
//定义模版类 ClsStack template<typename T> class ClsStack { //这个类的=型私有数据,主要用于对栈的内存分配进行管理, //用户不需要关心内存,只需要调用对外提供的几个方法就可以了 private : T ** __m_Data;//存储数据的内存开始地址 int __m_pos;//记录栈尾的位置,插入数据时插入这个位置 int __m_memsize;//记录内存的总数 protected : //重新分配内存空间,可以减小,也可以增大 int __resize(int n); //获取给定参数的双倍内存,其实主要目的是防止参数是0 int __doublesize(int n); public : ClsStack(int n = 0); ~ClsStack(); //弹出栈顶 int pop (T ** ppData); //获取栈顶元素,但是不弹出 int top (T ** ppData); //向栈添加数据 int push(T * pData); //清空整个栈的数据 int clear(void (*)(T*)); //输出整个栈的数据,用于调试 void printStack(T * p[], int pos); };
1.3 构造函数的实现
//构造函数 //默认参数值是0 //参数非零时的作用是用于初始化栈空间的大小 template<typename T> ClsStack<T>::ClsStack(int n) { __m_Data = NULL; __m_pos = -1; __m_memsize = 0; if(0 != n) { __m_Data = new T * [n]; if(NULL != __m_Data) { __m_memsize = n; } } }
1.4) 析构函数的实现
//析构函数 //在栈对象被销毁时,需要把申请的内存空间释放 template<typename T> ClsStack<T>::~ClsStack() { if(NULL != __m_Data) { delete __m_Data; __m_Data = NULL; } __m_pos = -1; __m_memsize = 0; }
1.5)内存控制函数
//计算新的内存空间 //当参数是0的时候,指定内存空间是1 //参数不是0的时候,内存加倍 template<typename T> int ClsStack<T>::__doublesize(int n) { int x = 0; if(0 == n) { x = 1; } else { x = n * 2; } return x; } //重新设定栈的大小 //就是扩展当前的内存容量到指定的大小 template<typename T> int ClsStack<T>::__resize(int n) { T ** p = new T * [n]; if(NULL == p) { return -1; } memset(p, 0, sizeof(T *) * (n)); if(NULL != __m_Data) { //printStack(__m_Data, __m_pos); if( NULL == memcpy(p, __m_Data, __m_memsize * sizeof(T *))) { DEBUG("memcpy faild\n"); delete p; return -1; } //printStack(p, __m_pos); delete __m_Data; } __m_Data = p; __m_memsize = n; return 0; }
1.6)栈操作函数的实现
//弹出数据 //数据通过参数指定的指针返回 template<typename T> int ClsStack<T>::pop(T ** ppData) { if(NULL == ppData) { return -1; } int r = 0; if(-1 == __m_pos) { *ppData = NULL; r = -1; } else { *ppData = __m_Data[__m_pos --]; r = 0; DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos + 1, (unsigned int)*ppData); } return r; } //获取栈顶元素,并不弹出 template<typename T> int ClsStack<T>::top(T ** ppData) { if(NULL == ppData) { return -1; } int r = 0; if(-1 == __m_pos) { *ppData = NULL; r = -1; } else { *ppData = __m_Data[__m_pos]; r = 0; } return r; } //向栈压入元素 //栈会自己判断内存,如果内存不足会自动增加内存 template<typename T> int ClsStack<T>::push(T * pData) { if(__m_pos + 1 >= __m_memsize) { int n = __doublesize(__m_memsize); if(0 != __resize(n)) { return -1; } } __m_Data[++__m_pos] = pData; DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos, (unsigned int)__m_Data[__m_pos]); return 0; }
1.7)清空栈数据函数
//清空栈,需要指定回收元素数据的函数, //否则无法知道如何回收由用户申请的内存空间 template<typename T> int ClsStack<T>::clear(void (*F)(T *)) { if(NULL == F && __m_pos >= 0) { return -1; } if(NULL != __m_Data && 0 != __m_memsize) { for(int i = 0; i <= __m_pos; i++) { F(__m_Data[i]); __m_Data[i] = NULL; } delete __m_Data; } __m_Data = NULL; __m_pos = -1; __m_memsize = 0; }
1.8)调试辅助函数
//输出栈的内存状态,调试时使用 template<typename T> void ClsStack<T>::printStack(T * p[], int pos) { int i = 0; for(i = 0; i <= pos; i++) { printf("[%08u] = [0X%08X]\n", i, NULL == p ? 0 : p[i]); } printf("----------------------------\n"); }
1.9)测试代码
//test 函数定义 #define TEST_EQ(a, b)\ do{\ if(a == b)\ {\ printf("\033[0;32m[SUCCESS %5d]\033[0m\n", __LINE__);\ }\ else\ {\ printf("\033[0;31m[FAILD %5d]\033[0m\n", __LINE__);\ }\ }while(0) int main() { ClsStack<int> objStack; int x = 10; int * p = &x; //向栈内压入数据 objStack.push(p); int i = 0; for(i = 0; i <= 10; i++) { int * z = new int; *z = i; objStack.push(z); } //开始弹出数据 for(i = 10; i >= 0; i--) { int * z = NULL; objStack.pop(&z); if(NULL == z) { printf("z == NULL\n"); continue; } //测试弹出的数据和压入的数据是否一致 TEST_EQ(i, *z); delete z; } int * g = NULL; objStack.pop(&g); TEST_EQ(x, *g); }
完整代码如下(折叠了) :
1 /* 2 * ===================================================================================== 3 * 4 * Filename: stack.cpp 5 * 6 * Description: a template stack library 7 * 8 * Version: 1.0 9 * Created: 10/13/2016 09:52:46 AM 10 * Revision: none 11 * Compiler: gcc 12 * 13 * Author: YOUR NAME (fengbohello@foxmail.com), 14 * Organization: 15 * 16 * ===================================================================================== 17 */ 18 #include <stdio.h> 19 #include <string.h> 20 21 //一个调试开关,如果要看调试信息,就把这个开关的注释去掉 22 //#define USEDEBUG 23 24 //如果调试开关打开了,就定义好调试的输出函数(其实是个宏), 25 #ifdef USEDEBUG 26 #define DEBUG(fmt, arg...)\ 27 do{\ 28 printf("%s %d %s() : ", __FILE__, __LINE__, __func__);\ 29 printf(fmt, ##arg);\ 30 }while(0) 31 #else 32 //如果没有打开,这个函数什么也不做 33 #define DEBUG(fmt, arg...) 34 #endif 35 36 //定义模版类 ClsStack 37 template<typename T> class ClsStack 38 { 39 //这个类的=型私有数据,主要用于对栈的内存分配进行管理, 40 //用户不需要关心内存,只需要调用对外提供的几个方法就可以了 41 private : 42 T ** __m_Data;//存储数据的内存开始地址 43 int __m_pos;//记录栈尾的位置,插入数据时插入这个位置 44 int __m_memsize;//记录内存的总数 45 46 protected : 47 //重新分配内存空间,可以减小,也可以增大 48 int __resize(int n); 49 50 //获取给定参数的双倍内存,其实主要目的是防止参数是0 51 int __doublesize(int n); 52 53 public : 54 ClsStack(int n = 0); 55 ~ClsStack(); 56 57 //弹出栈顶 58 int pop (T ** ppData); 59 60 //获取栈顶元素,但是不弹出 61 int top (T ** ppData); 62 63 //向栈添加数据 64 int push(T * pData); 65 66 //清空整个栈的数据 67 int clear(void (*)(T*)); 68 69 //输出整个栈的数据,用于调试 70 void printStack(T * p[], int pos); 71 }; 72 73 //构造函数 74 //默认参数值是0 75 //参数非零时的作用是用于初始化栈空间的大小 76 template<typename T> ClsStack<T>::ClsStack(int n) 77 { 78 __m_Data = NULL; 79 __m_pos = -1; 80 __m_memsize = 0; 81 82 if(0 != n) 83 { 84 __m_Data = new T * [n]; 85 if(NULL != __m_Data) 86 { 87 __m_memsize = n; 88 } 89 } 90 } 91 92 //析构函数 93 //在栈对象被销毁时,需要把申请的内存空间释放 94 template<typename T> ClsStack<T>::~ClsStack() 95 { 96 if(NULL != __m_Data) 97 { 98 delete __m_Data; 99 __m_Data = NULL; 100 } 101 __m_pos = -1; 102 __m_memsize = 0; 103 } 104 105 //计算新的内存空间 106 //当参数是0的时候,指定内存空间是1 107 //参数不是0的时候,内存加倍 108 template<typename T> int ClsStack<T>::__doublesize(int n) 109 { 110 int x = 0; 111 if(0 == n) 112 { 113 x = 1; 114 } 115 else 116 { 117 x = n * 2; 118 } 119 120 return x; 121 } 122 123 //重新设定栈的大小 124 //就是扩展当前的内存容量到指定的大小 125 template<typename T> int ClsStack<T>::__resize(int n) 126 { 127 T ** p = new T * [n]; 128 if(NULL == p) 129 { 130 return -1; 131 } 132 memset(p, 0, sizeof(T *) * (n)); 133 if(NULL != __m_Data) 134 { 135 //printStack(__m_Data, __m_pos); 136 if( NULL == memcpy(p, __m_Data, __m_memsize * sizeof(T *))) 137 { 138 DEBUG("memcpy faild\n"); 139 delete p; 140 return -1; 141 } 142 //printStack(p, __m_pos); 143 delete __m_Data; 144 } 145 __m_Data = p; 146 __m_memsize = n; 147 148 return 0; 149 } 150 151 //弹出数据 152 //数据通过参数指定的指针返回 153 template<typename T> int ClsStack<T>::pop(T ** ppData) 154 { 155 if(NULL == ppData) 156 { 157 return -1; 158 } 159 int r = 0; 160 if(-1 == __m_pos) 161 { 162 *ppData = NULL; 163 r = -1; 164 } 165 else 166 { 167 *ppData = __m_Data[__m_pos --]; 168 r = 0; 169 DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos + 1, (unsigned int)*ppData); 170 } 171 172 return r; 173 } 174 175 //获取栈顶元素,并不弹出 176 template<typename T> int ClsStack<T>::top(T ** ppData) 177 { 178 if(NULL == ppData) 179 { 180 return -1; 181 } 182 int r = 0; 183 if(-1 == __m_pos) 184 { 185 *ppData = NULL; 186 r = -1; 187 } 188 else 189 { 190 *ppData = __m_Data[__m_pos]; 191 r = 0; 192 } 193 194 return r; 195 } 196 197 //向栈压入元素 198 //栈会自己判断内存,如果内存不足会自动增加内存 199 template<typename T> int ClsStack<T>::push(T * pData) 200 { 201 if(__m_pos + 1 >= __m_memsize) 202 { 203 int n = __doublesize(__m_memsize); 204 if(0 != __resize(n)) 205 { 206 return -1; 207 } 208 } 209 __m_Data[++__m_pos] = pData; 210 DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos, (unsigned int)__m_Data[__m_pos]); 211 212 return 0; 213 } 214 215 //清空栈,需要指定回收元素数据的函数, 216 //否则无法知道如何回收由用户申请的内存空间 217 template<typename T> int ClsStack<T>::clear(void (*F)(T *)) 218 { 219 if(NULL == F && __m_pos >= 0) 220 { 221 return -1; 222 } 223 if(NULL != __m_Data && 0 != __m_memsize) 224 { 225 for(int i = 0; i <= __m_pos; i++) 226 { 227 F(__m_Data[i]); 228 __m_Data[i] = NULL; 229 } 230 delete __m_Data; 231 } 232 __m_Data = NULL; 233 __m_pos = -1; 234 __m_memsize = 0; 235 } 236 237 //输出栈的内存状态,调试时使用 238 template<typename T> void ClsStack<T>::printStack(T * p[], int pos) 239 { 240 int i = 0; 241 for(i = 0; i <= pos; i++) 242 { 243 printf("[%08u] = [0X%08X]\n", i, NULL == p ? 0 : p[i]); 244 } 245 printf("----------------------------\n"); 246 } 247 248 249 //test 函数定义 250 #define TEST_EQ(a, b)\ 251 do{\ 252 if(a == b)\ 253 {\ 254 printf("\033[0;32m[SUCCESS %5d]\033[0m\n", __LINE__);\ 255 }\ 256 else\ 257 {\ 258 printf("\033[0;31m[FAILD %5d]\033[0m\n", __LINE__);\ 259 }\ 260 }while(0) 261 262 int main() 263 { 264 ClsStack<int> objStack; 265 int x = 10; 266 int * p = &x; 267 268 //向栈内压入数据 269 objStack.push(p); 270 int i = 0; 271 for(i = 0; i <= 10; i++) 272 { 273 int * z = new int; 274 *z = i; 275 objStack.push(z); 276 } 277 //开始弹出数据 278 for(i = 10; i >= 0; i--) 279 { 280 int * z = NULL; 281 objStack.pop(&z); 282 if(NULL == z) 283 { 284 printf("z == NULL\n"); 285 continue; 286 } 287 //测试弹出的数据和压入的数据是否一致 288 TEST_EQ(i, *z); 289 delete z; 290 } 291 int * g = NULL; 292 objStack.pop(&g); 293 TEST_EQ(x, *g); 294 }
2、运行结果
2.1、编译
g++ -g -c -o stack.o stack.cpp -Wall -I./
g++ -g -o stack stack.o -Wall -I./
2.2、运行结果
$ ./stack [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 288] [SUCCESS 293]
本文同步发表于博客园:http://www.cnblogs.com/fengbohello/p/4547598.html
作者: 风波
mail: fengbohello@foxmail.com
作 者:fengbohello
个人网站:http://www.fengbohello.top/
E-mail : fengbohello@foxmail.com
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