C/C++数据结构之用数组实现栈
概述
要在C/C++中用数组自行实现栈，我们首先需要理解栈提供的基本操作。这些操作主要包括以下5个接口。
Push：向栈中添加一个元素。
Pop：从栈中移除顶部元素，并返回该元素。
Top：查看栈顶元素但不移除它。
IsEmpty：检查栈是否为空。
Size：获取栈中元素的数量。
实现原理
如果我们用固定大小的数组来实现栈，优点是简单、快速。但这样不够灵活，容量一开始就定死了。如果数据太多就会溢出，太少又浪费内存。为了更灵活地管理内存，我们可以使用new []来动态分配数组空间，就像搭积木一样，需要多少就申请多少，甚至还可以自动扩容。
在下面栈CArrayStack的实现中，我们声明了四个成员变量，分别为：m_paData、m_nCapacity、m_nTopIndex、m_nCount。m_paData是一个动态分配的数组的地址，用来存储栈中的所有元素。m_nCapacity表示当前栈最多可以容纳多少个元素。m_nTopIndex表示当前栈顶元素的索引，也就是最后放入的那个元素的位置。m_nCount用于记录当前栈中已有的元素数量。
class CArrayStack
{
public:CArrayStack();~CArrayStack();void Push(int nValue);int Pop();int Top();bool IsEmpty();int Size();private:void Resize();private:int* m_paData;int m_nCapacity;int m_nTopIndex;int m_nCount;
};Push操作
进行Push操作时，首先要判断当前栈是否已经满了。如果满了，则调用扩容函数Resize，将数组容量翻倍，以容纳更多元素。然后，将栈顶指针自增，以在新位置添加新的元素。最后，更新栈中元素的数量。具体如何实现，可参考下面的示例代码。
void CArrayStack::Push(int nValue)
{if (m_nCount == m_nCapacity){Resize();}m_paData[++m_nTopIndex] = nValue;m_nCount++;
}Pop操作
进行Pop操作时，首先要判断当前栈是否为空。如果为空，则直接抛出异常。然后，将栈顶指针指向的元素返回，同时将栈顶指针自减。最后，更新栈中元素的数量。具体如何实现，可参考下面的示例代码。
int CArrayStack::Pop()
{if (IsEmpty()){throw underflow_error("stack is empty");}int nValue = m_paData[m_nTopIndex--];m_nCount--;return nValue;
}完整实现
Top操作、IsEmpty操作、Size操作都比较简单，这里就不再赘述了。CArrayStack类的完整实现，可参考下面的示例代码。
#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;CArrayStack::CArrayStack()
{m_nCapacity = 2;m_paData = new int[m_nCapacity];m_nTopIndex = -1;m_nCount = 0;
}CArrayStack::~CArrayStack()
{delete[] m_paData;m_paData = NULL;
}void CArrayStack::Push(int nValue)
{if (m_nCount == m_nCapacity){Resize();}m_paData[++m_nTopIndex] = nValue;m_nCount++;
}void CArrayStack::Resize()
{int nNewCapacity = m_nCapacity * 2;int* pNewArray = new int[nNewCapacity];for (int i = 0; i < m_nCount; ++i){pNewArray[i] = m_paData[i];}delete[] m_paData;m_paData = pNewArray;m_nCapacity = nNewCapacity;
}int CArrayStack::Pop()
{if (IsEmpty()){throw underflow_error("stack is empty");}int nValue = m_paData[m_nTopIndex--];m_nCount--;return nValue;
}int CArrayStack::Top()
{if (IsEmpty()){throw underflow_error("stack is empty");}return m_paData[m_nTopIndex];
}bool CArrayStack::IsEmpty()
{return m_nCount == 0;
}int CArrayStack::Size()
{return m_nCount;
}int main()
{CArrayStack s;s.Push(66);s.Push(77);s.Push(88);cout << "Top element: " << s.Top() << endl;cout << "Pop: " << s.Pop() << endl;cout << "Pop: " << s.Pop() << endl;cout << "Current size: " << s.Size() << endl;cout << "Is empty: " << (s.IsEmpty() ? "True" : "False") << endl;return 0;
}