概念

• 棧是限定僅在表尾進行插入或刪除操作的線性表。
• 對棧來說，表尾稱為棧頂，表頭稱為棧底，不含元素的空表稱為空棧。
• 棧的修改是按照後進先出的原則進行的，也稱為LIFO

基本操作

• InitStack()，構造一個空棧
• ClearStack()，將棧清空
• isEmpty()，判斷棧是否為空，是返回true，否則返回false
• StackLength()，返回棧的長度
• Top(&elem)，返回棧頂元素
• Push(&elem)，向棧頂新增元素
• Pop()，刪除棧頂元素
• Traverse()，遍歷元素一遍

實現（順序表和連結表）

• 順序表

#define STACK_INIT_SIZE 5
 

#define INCREMENT 2

template<typename T>
class myStack
{
public:
    myStack();
    ~myStack();
    void ClearStack();
    bool isEmpty();
    int StackSize();
    T Top();
    void Push(T elem);
    T Pop();
    void StackTraverse(void (*visit)(T));
private:
    T* base;
    T* top;
    int
 
 count;
    int stackSize;
};

template<typename T>
myStack<T>::myStack()
{
    base = new T[STACK_INIT_SIZE];
    top = base;
    count = 0;
    stackSize = STACK_INIT_SIZE;
}

template<typename T>
myStack<T>::~myStack()
{
    delete[] base;
}

template<typename T>
void
 
 myStack<T>::ClearStack()
{
    delete[] base;
    base = new T[STACK_INIT_SIZE];
    top = base;
    count = 0;
}

template<typename T>
bool myStack<T>::isEmpty()
{
    if (count == 0 && top == base)
        return true;
    else
        return false;
}

template<typename T>
int myStack<T>::StackSize()
{
    return count;
}

template<typename T>
T myStack<T>::Top()
{
    return *(top-1);
}

template<typename T>
void myStack<T>::Push(T elem)
{
    //stack is full
    if (count == stackSize)
    {
        T* newBase = new T[stackSize + INCREMENT];
        //copy
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            newBase[i] = base[i];
        }
        top = &(newBase[stackSize]);
        //push
        *top = elem;
        top++;
        count++;
        //delete
        delete[]base;
        base = newBase;
        stackSize += INCREMENT;
    }
    else
    {
        *top = elem;
        top++;
        count++;
    }
}

template<typename T>
T myStack<T>::Pop()
{
    count--;
    top--;
    return *top;
}

template<typename T>
void myStack<T>::StackTraverse(void(*visit)(T))
{
    for (int i = count - 1; i >= 0; i--)
    {
        visit(base[i]);
    }
}

• 連結表，巨集與上面檔案共用

template<class T>
struct Node
{
    T elem;
    Node* next;
    Node()
    {
        next = NULL;
    }
};

template<class T>
class myStack2
{
public:
    myStack2();
    ~myStack2();
    void ClearStack();
    bool isEmpty();
    int StackSize();
    T Top();
    void Push(T elem);
    T Pop();
    void StackTraverse(void(*visit)(T));
private:
    Node<T>* top;
    int count;
};

template<class T>
myStack2<T>::myStack2()
{
    top = NULL;
}

template<class T>
myStack2<T>::~myStack2()
{
    Node<T>* tmp = NULL;
    while (top != NULL)
    {
        tmp = top;
        top = top->next;
        delete tmp;
    }
}

template<class T>
void myStack2<T>::ClearStack()
{
    Node<T>* tmp = NULL;
    while (top != NULL)
    {
        tmp = top;
        top = top->next;
        delete tmp;
    }
    count = 0;
}

template<class T>
bool myStack2<T>::isEmpty()
{
    return top == NULL;
}

template<class T>
int myStack2<T>::StackSize()
{
    return count;
}

template<class T>
T myStack2<T>::Top()
{
    return top->elem;
}

template<class T>
void myStack2<T>::Push(T elem)
{
    Node<T>* tmp = top;
    top = new Node<T>;
    top->elem = elem;
    top->next = tmp; 
    count++;
}

template<class T>
T myStack2<T>::Pop()
{
    T ret;
    if (top != NULL)
    {
        Node<T>* tmp = top;
        ret = tmp->elem;
        top = top->next;
        delete tmp;
        count--;
    }
    return ret;
}

template<class T>
void myStack2<T>::StackTraverse(void(*visit)(T))
{
    Node<T>* cur = top;
    while (cur != NULL)
    {
        visit(cur->elem);
        cur = cur->next;
    }
}

ps：寫程式碼時候遇到的問題

• 用template模板寫類的時候需要把類的h檔案和cpp檔案寫在一起，否則會報連結錯誤
• 順序表實現要難一點，因為地址是已經分好了，所以不能用判斷top和NULL是否相等來判斷是否空棧，所以需要top指標指向下一個push進來的，如空棧top指向分配的第一個地址，取top和pop的時候需要返回的是top-1的地址指向的元素，與連結串列很直觀的理解不同。
• 自己的問題：模板的格式和傳遞函式的寫法有點生疏，算是複習了一遍。

棧的應用

• 數制轉換：將10進位制數x轉成n進位制，只需不斷讓x%n的值push進棧，再讓x/=x，直到x為0，然後順序把棧中元素pop出並順序輸出即可完成進位制轉換。
• 括號匹配：遇到左括號push進去，遇到右括號判斷棧頂元素是否對應的左括號，是則pop出，否則括號不匹配。
• 行編輯軟體：設立一個輸入緩衝區，接受使用者輸入的一行字元，然後逐行存入使用者資料區。使用者發現輸入一個錯誤字元的時候可以用一個退格符“#”表示前一個字元無效，“@”表示之前的字元無效。棧實現：每遇到一個輸入就push進去，遇到“#”就pop，遇到“@”就clear。