C++之Stack模板类

假设有这样一种情况：某人将一车文件交给小王。倘若小王的抽屉是空的，那么小王从车上取出最上面的文件将其放入抽屉；倘若抽屉是满的，小王从抽屉中取出最上面的文件，放入垃圾篓；倘若抽屉即不空也未满，那么小王抛硬币随机决定是否从文件车拿一份文件放入自己的抽屉，还是从自己的抽屉取出最上面的文件，放入垃圾篓。

显而易见，小王的抽屉就类似一个Stack类。由于不知道存储文件的类型，使用模板来定义；定义如下：

在模板类的定义中，有以下知识点：

 1.条件编译#ifdef --- #endif的作用和使用技巧

作用：我们可以用它区隔一些与特定头文件、程序库和其他文件版本有关的代码。不用条件编译命令而直接用if语句也能达到要求，用条件编译命令有什么好处呢？的确，此问题完全可以不用条件编译处理，但那样做目标程序长（因为所有语句都编译），而采用条件编译，可以减少被编译的语句，从而减少目标的长度。当条件编译段比较多时，目标程序长度可以大大减少。

使用技巧和说明见地址:http://blog.csdn.net/qianhen123/article/details/36177337

 2.枚举常量类型的使用enum{empty,full,notfull,SIZE=10};

使用了空，满，未满三种状态，用作成员函数decision()对Stack存储状态的判断，此处定义为枚举常量，类似于将empty, full, notfull依次设置为0,1,2的静态int常量，SIZE为缺省定义的Stack空间大小

3.explicit关键字的使用

C++中，一个参数的构造函数(或者除了第一个参数外其余参数都有默认值的多参构造函数)，承担了两个角色。1 是个构造器，2 是个默认且隐含的类型转换操作符。所以， 有时候在我们写下如 AAA = XXX，这样的代码， 且恰好XXX的类型正好是AAA单参数构造器的参数类型，这时候编译器就自动调用这个构造器，创建一个AAA的对象。这样看起来好像很酷， 很方便。 但在某些情况下（见下面权威的例子），却违背了我们（程序员）的本意。这时候就要在这个构造器前面加上explicit修饰，指定这个构造器只能被明确的调用，使用，
不能作为类型转换操作符被隐含的使用。explicit构造函数是用来防止隐式转换的。请看下面的代码：

Test1的构造函数带一个int型的参数，代码17行会隐式转换成调用Test1的这个构造函数。而Test2的构造函数被声明为explicit（显式），这表示不能通过隐式转换来调用这个构造函数，因此代码18行会出现编译错误。普通构造函数能够被隐式调用。而explicit构造函数只能被显式调用。

4.模板声明的简写与否，即 Stack，Stack<type>的使用范围

         Stack是Stack<type>的缩写，但是只能在类中使用，即在类中说明参数类型或者模板函数返回类型的时候，用stack即可。但是，在类外，指定模板函数体返回类型，参数类型，使用作用域解析运算符时候，必须使用完整的Stack<type>。

5.引用的使用

         注意成员函数bool pop(type& temp);//元素自堆弹出，完成了两件事，第一是将Stack顶指针所指元素传递给引用temp，第二是返回了bool型变量说明是否元素弹出成功。即完成了两个元素的返回。基于不带引用和指针的参数的函数只能返回一个值，此种方法很有技巧。

6.赋值运算符“=”重载的注意    “Stack<type>& Stack<type>::operator=(const Stack<type>& temp)”

        即在使用对象之间的直接赋值的时候，应该考虑：第一当Stack对象是否自己给自己赋值，其次是否为空，不为空，应该先清空该Stack对象;

                if(this==&temp)//此处判读是否是自己给自己赋值 
                return *this;//注意this 为const Stack<type>*,temp为const Stack<type>&,而&temp才是指针
                delete []items;//清空当前stack，释放内存

       同时*this指针的返回以及重载函数的返回值类型为引用均为经典写法

回到该问题，主函数的定义如下:

其中in对应文件车，stack对应抽屉,out对应垃圾车。主要知识点为

7.srand()，time()，rand()的使用

       首先应该包含对应的库文件-----#include"cstdlib"//for rand(),srand()   #include"ctime"//for time()。函数原型如下:

int rand(void)------返回[0,RAND_MAX],其中RAND—MAX0x7fff

void srand(unsigned seed)-----参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值

       函数rand()是真正的随机数生成器，而srand()会设置供rand()使用的随机数种子。系统在调用rand()之前都会自动调用srand()，如果用户在rand()之前曾调用过srand()给参数seed指定了一个值，那么
rand()就会将seed的值作为产生伪随机数(rand随机数的产生遵循一定策略，seed设定了，即可认为产生了一组数，每次取一个)的初始值；而如果用户在rand()前没有调用过srand()，那么系统默认将1作为伪随机数的初始值。seed一旦赋予定值，那么每次rand()产生的随机数序列都是一样的。例如:srand(1); 直接使用1来初始化种子,后面每次使rand()均返回相同的int值。如下所示代码片段。

结果如下,结果观察到同一种子数下伪随机数相同，不同种子数则不同

41
18467
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18467
45
29216
45
29216

 为了防止随机数每次重复。常常使用如下三种方法：

             1.系统时间来初始化，即使用 time函数来获得系统时间。time()函数可以获取当前的系统时间，返回的结果是一个time_t类型，即一大整数，其值表示从CUT（CoordinatedUniversal Time）时间1970年1月1日00:00:00（称为UNIX系统的Epoch时间）到当前时刻的秒数，然后将time_t型数据转化为(unsigned)型再传给srand函数，即： srand((unsigned)time(&t)) ；
         2.不需要定义time_t型t变量,即：srand((unsigned) time(NULL)); 直接传入一个空指针。由于随机数种子随时间变化而变，故可以认为此种方法产生真正的随机数，本文中的随机决定就是采用此种方法。见主函数27行
         3.srand((int)getpid());使用程序的ID(getpid())来作为初始化种子，在同一个程序中这个种子是固定的。