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
目录
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()
#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 = );
~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 = -;
__m_memsize = ; if( != 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 = -;
__m_memsize = ;
}
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 = ;
if( == n)
{
x = ;
}
else
{
x = n * ;
} 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 -;
}
memset(p, , 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 -;
}
//printStack(p, __m_pos);
delete __m_Data;
}
__m_Data = p;
__m_memsize = n; return ;
}
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 -;
}
int r = ;
if(- == __m_pos)
{
*ppData = NULL;
r = -;
}
else
{
*ppData = __m_Data[__m_pos --];
r = ;
DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos + , (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 -;
}
int r = ;
if(- == __m_pos)
{
*ppData = NULL;
r = -;
}
else
{
*ppData = __m_Data[__m_pos];
r = ;
} 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 + >= __m_memsize)
{
int n = __doublesize(__m_memsize);
if( != __resize(n))
{
return -;
}
}
__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 ;
}
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 >= )
{
return -;
}
if(NULL != __m_Data && != __m_memsize)
{
for(int i = ; i <= __m_pos; i++)
{
F(__m_Data[i]);
__m_Data[i] = NULL;
}
delete __m_Data;
}
__m_Data = NULL;
__m_pos = -;
__m_memsize = ;
}
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 = ;
for(i = ; i <= pos; i++)
{
printf("[%08u] = [0X%08X]\n", i, NULL == p ? : 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() int main()
{
ClsStack<int> objStack;
int x = ;
int * p = &x; //向栈内压入数据
objStack.push(p);
int i = ;
for(i = ; i <= ; i++)
{
int * z = new int;
*z = i;
objStack.push(z);
}
//开始弹出数据
for(i = ; i >= ; 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） ：
/*
* =====================================================================================
*
* Filename: stack.cpp
*
* Description: a template stack library
*
* Version: 1.0
* Created: 10/13/2016 09:52:46 AM
* Revision: none
* Compiler: gcc
*
* Author: YOUR NAME (fengbohello@foxmail.com),
* Organization:
*
* =====================================================================================
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h> //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()
#else
//如果没有打开，这个函数什么也不做
#define DEBUG(fmt, arg...)
#endif //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 = );
~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);
}; //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 = -;
__m_memsize = ; if( != n)
{
__m_Data = new T * [n];
if(NULL != __m_Data)
{
__m_memsize = n;
}
}
} //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 = -;
__m_memsize = ;
} //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 = ;
if( == n)
{
x = ;
}
else
{
x = n * ;
} 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 -;
}
memset(p, , 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 -;
}
//printStack(p, __m_pos);
delete __m_Data;
}
__m_Data = p;
__m_memsize = n; return ;
} //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 -;
}
int r = ;
if(- == __m_pos)
{
*ppData = NULL;
r = -;
}
else
{
*ppData = __m_Data[__m_pos --];
r = ;
DEBUG("memsize : [%u], pos : [%d], p = [0X%08X]\n", __m_memsize, __m_pos + , (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 -;
}
int r = ;
if(- == __m_pos)
{
*ppData = NULL;
r = -;
}
else
{
*ppData = __m_Data[__m_pos];
r = ;
} 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 + >= __m_memsize)
{
int n = __doublesize(__m_memsize);
if( != __resize(n))
{
return -;
}
}
__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 ;
} //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 >= )
{
return -;
}
if(NULL != __m_Data && != __m_memsize)
{
for(int i = ; i <= __m_pos; i++)
{
F(__m_Data[i]);
__m_Data[i] = NULL;
}
delete __m_Data;
}
__m_Data = NULL;
__m_pos = -;
__m_memsize = ;
} //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 = ;
for(i = ; i <= pos; i++)
{
printf("[%08u] = [0X%08X]\n", i, NULL == p ? : p[i]);
}
printf("----------------------------\n");
} //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() int main()
{
ClsStack<int> objStack;
int x = ;
int * p = &x; //向栈内压入数据
objStack.push(p);
int i = ;
for(i = ; i <= ; i++)
{
int * z = new int;
*z = i;
objStack.push(z);
}
//开始弹出数据
for(i = ; i >= ; 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);
}
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 ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
[SUCCESS ]
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
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