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/*!
* @file seq_stack.h
* @author CyberDash计算机考研, cyberdash@163.com(抖音id:cyberdash_yuan)
* @brief 顺序栈头文件
* @version 0.2.1
* @date 2023-06-03
*/
#ifndef CYBER_DASH_SEQ_STACK_H
#define CYBER_DASH_SEQ_STACK_H
#include <iostream>
#include "stack.h"
using namespace std;
// 顺序栈模板类
template <typename TData> class SeqStack;
// 重载<<
template <typename TData> ostream& operator<<(ostream& os, const SeqStack<TData>& seq_stack);
/*!
* @brief **顺序栈模板类**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @note
* 顺序栈模板类
* ----------
* ----------
*
* ----------
*/
template <typename TData>
class SeqStack: public Stack<TData> {
public:
/*!
* @brief **构造函数**
* @param capacity 容量
* @note
* 构造函数
* -------
* -------
*
* -------
* capacity_使用参数capacity, top_初始化为-1\n\n
* mem_data_分配内存\n
* **if** 内存分配失败 :\n
*   抛出bad_alloc()\n
*/
SeqStack(int capacity = 20): capacity_(capacity), top_(-1) {
this->mem_data_ = new TData[this->capacity_]; // mem_data_分配内存
if (!this->mem_data_) { // if 内存分配失败
throw bad_alloc(); // 抛出bad_alloc()
}
}
// 析构函数
~SeqStack();
// 入栈
bool Push(const TData& data);
// 出栈(保存数据)
bool Pop(TData& data);
// 出栈(不保存数据)
bool Pop();
// 获取栈顶数据
bool Top(TData& data) const;
// 判断栈是否为空
bool IsEmpty() const;
// 判断栈是否满
bool IsFull() const;
// 获取栈大小
int Length() const;
// 清空
void Clear();
// 重载<<
friend ostream& operator<< <>(ostream& os, const SeqStack<TData>& seq_stack);
private:
TData* mem_data_; //!< **元素数组**
int capacity_; //!< **容量**
int top_; //!< **栈顶索引**
};
/*!
* @brief **析构函数**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @note
* 析构函数
* -------
* -------
*
* -------
* 释放mem_data_
*
*
* -------
*/
template <typename TData>
SeqStack<TData>::~SeqStack() {
delete[] this->mem_data_;
}
/*!
* @brief **入栈**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @param data 数据项值
* @return 执行结果
* @note
* 入栈
* ---
* ---
*
* ---
* + **1 非法情况处理**\n\n
* **if** 栈满 :\n
*   返回false\n\n
* + **2 入栈操作**\n\n
* top_加1\n
* mem_data_[top_]的值设为data\n\n
* + **3 退出函数**\n\n
* 返回true\n
*
*
* ---
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::Push(const TData& data) {
// ---------- 1 非法情况处理 ----------
if (this->IsFull()) { // if 栈满
return false; // 返回false
}
// ---------- 2 入栈操作 ----------
this->top_++; // top_加1
this->mem_data_[this->top_] = data; // mem_data_[top_]的值设为data
// ---------- 3 退出函数 ----------
return true; // 返回true
}
/*!
* @brief **出栈(保存数据)**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @param data 栈顶保存变量
* @return 执行结果
* @note
* 出栈(保存数据)
* ------------
* ------------
*
* ------------
* + **1 非法情况处理**\n\n
* **if** 空栈 :\n
*   返回false\n\n
* + **2 出栈处理**\n\n
* mem_data_[top_]的值赋给参数data\n
* top_减1\n\n
* + **3 退出函数**\n\n
* 返回true\n
*
*
* ------------
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::Pop(TData& data) {
// ---------- 1 非法情况处理 ----------
if (this->Length() == 0) { // if 空栈
return false; // 返回false
}
// ---------- 2 出栈处理 ----------
data = this->mem_data_[this->top_]; // mem_data_[top_]的值赋给参数data
this->top_--; // top_减1
// ----------3 退出函数 ----------
return true; // 返回true
}
/*!
* @brief **出栈(保存数据)**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @param data 栈顶保存变量
* @return 执行结果
* @note
* 出栈(保存数据)
* ------------
* ------------
*
* ------------
* + **1 非法情况处理**\n\n
* **if** 空栈 :\n
*   返回false\n\n
* + **2 出栈处理**\n\n
* top_减1\n\n
* + **3 退出函数**\n\n
* 返回true\n
*
*
* ------------
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::Pop() {
if (this->Length() == 0) {
return false;
}
this->top_--;
return true;
}
/*!
* @brief **取栈顶数据**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @param data 栈顶保存变量
* @return 执行结果
* @note
* 取栈顶数据
* --------
* --------
*
* --------
* + **1 非法情况处理**\n\n
* **if** 空栈 :\n
*   返回false\n\n
* + **2 取栈顶**\n\n
* mem_data_[top_]的值赋给参数data\n
* + **3 退出函数**\n\n
* 返回true\n
*
*
* --------
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::Top(TData& data) const {
// ---------- 1 非法情况处理 ----------
if (this->Length() == 0) { // if 空栈
return false; // 返回false
}
// ---------- 2 取栈顶 ----------
data = this->mem_data_[this->top_]; // mem_data_[top_]的值赋给参数data
// ---------- 3 退出函数 ----------
return true; // 返回true
}
/*!
* @brief **判断栈是否为空**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @return 是否为空
* @note
* 判断栈是否为空
* ------------
* ------------
*
* ------------
* 返回top_ == -1
*
*
* ------------
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::IsEmpty() const {
return this->top_ == -1;
}
/*!
* @brief **判断栈是否满**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @return 是否满
* @note
* 判断栈是否满
* ----------
* ----------
*
* ----------
* 返回top_ == capacity_ - 1
*
*
* ----------
*/
template <typename TData>
bool SeqStack<TData>::IsFull() const {
return this->top_ == this->capacity_ - 1;
}
/*!
* @brief **获取栈长度**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @return 长度
* @note
* 获取栈长度
* --------
* --------
*
* --------
* 返回top_ + 1
*
*
* --------
*/
template <typename TData>
int SeqStack<TData>::Length() const {
return this->top_ + 1;
}
/*!
* @brief **清空**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @note
* 清空
* ---
* ---
*
* ---
* + **1 空栈处理**\n\n
* **获取栈长度**\n
* **if** 空栈 :\n
*   退出函数\n\n
* + **2 循环出栈**\n\n
* **for loop** 遍历length次 :\n
*   调用Pop()\n\n
*
*
* ---
*/
template <typename TData>
void SeqStack<TData>::Clear() {
// ---------- 1 空栈处理 ----------
int length = this->Length(); // 获取栈长度
if (length == 0) { // if 空栈
return; // 退出函数
}
// ---------- 2 循环出栈 ----------
for (int i = 0; i < length; i++) { // for loop 遍历length次
this->Pop(); // 调用Pop()
}
}
/*!
* @brief **重载<<**
* @tparam TData 数据项类型模板参数
* @param os 输出流
* @param seq_stack 顺序栈
* @return 输出流
* @note
* 重载<<
* ------
* ------
*
* ------
* 打印栈长度\n\n
* **for loop** 从栈顶向下遍历 :\n
*   打印当前元素\n\n
* 返回os\n
*
*
* ------
*/
template<typename TData>
ostream& operator<<(ostream& os, const SeqStack<TData>& seq_stack) {
os << "栈中元素个数: " << seq_stack.Length() << endl; // 打印栈长度
for (int i = seq_stack.top_; i >= 0; i--) { // for loop 从栈顶向下遍历
os << seq_stack.mem_data_[i] << endl; // 打印当前元素
}
return os; // 返回os
}
#endif // CYBER_DASH_SEQ_STACK_H
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