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创建一个顺序栈，并实现基础的“出栈入栈”功能（C++版）

news 2025/10/4 9:19:01

1. 栈（stack）

1. 栈：只允许在一端进行插入、删除的线性数据结构。允许插入和删除的一端叫做栈顶，另一端叫做栈底，栈的特点是：先进后出

2. 栈分为顺序栈和链式栈，顺序栈占用一片连续存储空间进行操作，链式栈则是分散存储，本文主要介绍顺序栈的使用

3. 这里我们用C++中的类来实现数据结构栈，我们准备三个文件：stack.h、stack.cpp、main.cpp

2. 栈的功能实现

栈的功能函数中不仅有 “ 出栈入栈 ” 还有一系列辅助实现功能的函数——判空、判满、清空、回收、求有效数据长度、显示栈元素的函数

（1）stack.h

在头文件中，我们定义一个栈类，将栈的属性定义成类的成员属性，栈的功能函数定义为类的成员函数

类的构造函数和析构函数刚好可以对应栈的创建和销毁

#ifndef _stack_h_
#define _stack_h_#include <cstring>
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;typedef int data_t; class Stack
{private:int *data; //栈空间首地址 int size; //栈的大小 int top; //栈顶指针 public:	//创建顺序栈Stack(int size = 10);Stack(const Stack &obj);//回收栈~Stack();	//判空bool stack_empty(); //判满bool stack_full();//清空栈void stack_clear();//获取栈的长度int stack_length();//显示栈的数据void stack_display();//入栈bool stack_push(data_t value);//出栈data_t stack_pop();//获取栈顶元素data_t stack_top();
};#endif

（2）stack.cpp

在cpp文件中封装类的功能函数（配合注释更易理解代码）

#include "stack.h"//创建顺序栈
Stack :: Stack(int num) : size(num)
{assert(size > 0);data = new int [size];memset(data, 0, sizeof(int)*size);top = -1; //初始化栈顶指针 
}
//拷贝构造函数 
Stack :: Stack(const Stack &obj)
{size = obj.size;data = new int[size]; //深拷贝 memcpy(data, obj.data, size*sizeof(int)); //复制数据 top = obj.top;
}
//回收栈
Stack :: ~Stack() 
{delete [] data; 
}//判空
bool Stack :: stack_empty()
{if(-1 == top)return true;return false;
} //判满
bool Stack :: stack_full()
{if (size - 1 == top)return true;return false;
}//清空栈
void Stack :: stack_clear()
{top = -1; 
}//获取栈的长度
int Stack :: stack_length()
{return (top + 1);
}//遍历栈的数据
void Stack :: stack_display()
{for(int i = 0; i <= top; i++)cout << data[i] << "  ";cout << endl;
}//入栈
bool Stack :: stack_push(data_t value)
{//判满if (stack_full()){cout << "Stack is full! Push failed!" << endl;return false;}//有效元素+1top += 1;//插入数据data[top] = value;return true;
}//出栈
data_t Stack :: stack_pop()
{//判空if (stack_empty()){cout << "Stack is empty! Pop failed!" << endl;return -1;}//记录栈顶元素data_t value = data[top];//有效元素-1top -= 1;//返回已删除的栈顶数据return value;
}//获取栈顶元素
data_t Stack :: stack_top()
{//判空if (stack_empty()){cout << "Stack is empty! Pop failed!" << endl;return -1;}//返回栈顶元素return data[top];
}

（3）main.cpp

我们在主函数中简单验证栈的功能

如果在类中自定义了构造函数和析构函数，那么创建对象时编译器会自动调用自定义的版本，就不会使用默认生成的了

#include <iostream>
#include "stack.h"int main(int argc, char** argv) {Stack obj;//插入十个数（入栈）cout << "插入十个数：" << endl;int i = 0;while(i++ < 10)obj.stack_push(i);//展示插入数据后的栈obj.stack_display();//出栈cout << "出栈操作,出栈的元素为：" << obj.stack_pop() << endl;cout << "遍历栈：" << endl;obj.stack_display();//获取栈顶元素cout << "栈顶元素为：" << obj.stack_top() << endl;return 0;
}