【原创】【自制系列】自制stack类型（泛型）

前言

自制类型的第三篇，stack类型。stack是指栈，其实我个人认为stack是最好写的类型，没有之一。关于queue类型需要涉及到循环队列避免浪费内存，但是stack的插入删除都是对于栈顶而言，比较好写。

自制类型的主要目的，是为了练习数据结构，提高写代码的能力。

常见函数

s.empty() 判断栈s是否为空

s.size() 返回栈s的大小

s.push(a) 把a推入栈

s.pop() 弹出栈顶元素

s.top() 返回栈顶元素

泛型

我们在使用标准库的stack，是这样写的：

stack<int> stk;

使用尖括号指定类型，就是泛型的一种。如果把int改为char，甚至是结构体等，都可以。

最简单的例子：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main(){
	int a=5,b=10;cout<<max(a,b);
	float c=3.14,d=9.99;cout<<max(c,d);
	char e='x',f='*';cout<<max(e,f);
}

这里，max函数即可以处理int，又可以处理float,char类型的最大值。这就是泛型。max函数无论针对哪一个类型，操作都是相同的。因此，我们使用通用类型，让函数不关注类型只关注具体的操作。

有人会问，其实使用函数重载不就能完成了吗？但是，函数重载要重复写好几次，不方便。

泛型的函数，可以使用template关键字写：

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
template<typename T>
T MAX(T a,T b){
	if(a>b)return a;
	else return b;
}
int main(){
	int a=5,b=10;cout<<MAX(a,b);
	float c=3.14,d=9.99;cout<<MAX(c,d);
	char e='x',f='*';cout<<MAX(e,f);
}

template表示定义一个叫做T的类型，这个类型是一个通用类型。这个语句告诉编译器，要开始泛型编程，其中T是要使用的泛型类型。

执行的时候，编译器会自动根据参数的类型，把T转换为int,float等类型，进行计算。

注意，泛型的函数不会进行自动类型转换，例如cout<<MAX('a',100);这个语句，如果使用的是泛型类型，会编译错误，但是使用普通类型不会报错，因为普通类型的函数会进行自动类型转换。

泛型类的写法：

template<typename T>
class Vector{
	T *numbers;

};

（转自我之前写过的《自制vector类型》）

这样，就可以像标准库一样定义了。

在类的函数中，对于参数和部分类变量，也需要把类型指定为T，在malloc和realloc的强制转型中也是T*。

大体写法

class Stack{
private:
  T *Data;
  int nData;
public:
  Stack(){
    Data=nullptr;
    nData=0;
  }
  bool empty(){
    if(nData==0)return true;
    else return false;
  }
  int size(){
    return nData;
  }
  void push(T a){
    nData++;
    if(Data==nullptr)Data=(T*)malloc(sizeof(T));
    Data=(T*)realloc(Data,nData*sizeof(T));
    Data[nData-1]=a;
  }
  void pop(){
    if(nData==0)return;
    nData--;
    Data=(T*)realloc(Data,nData*sizeof(T));
  }
  T top(){
    return Data[nData-1];
  }
};

构造函数的写法

将Data，nData初始化，变量的含义很简单，不再多说。

empty

判断栈的大小即可。如果大小为0，表示为空栈。

size

返回nData。

push

重头戏

  void push(T a){
    nData++;
    if(Data==nullptr)Data=(T*)malloc(sizeof(T));
    Data=(T*)realloc(Data,nData*sizeof(T));
    Data[nData-1]=a;
  }

首先，把栈的大小加上1。然后，如果为空指针，就使用malloc分配（原来什么都没有），否则使用realloc分配。动态分配内存，可以节约内存空间。最后，把push的数值放入栈顶。

pop

pop的操作也很简单。

  void pop(){
    if(nData==0)return;
    nData--;
    Data=(T*)realloc(Data,nData*sizeof(T));
  }

pop操作需要对nData做特判，大小为零则直接退出，不然在分配时会出错。

如果nData=0，那么realloc的参数为0，相当于使用free(Data)。

top

返回栈顶元素Data[nData-1]。