栈和队列是操作受限的线性表，好像每本讲数据结构的数都是这么说的。有些书按照这个思路给出了定义和实现；但是很遗憾，本文没有这样做，所以，有些书中的做法是重复建设，这或许可以用不是一个人写的这样的理由来开脱。
顺序表示的栈和队列，必须预先分配空间，并且空间大小受限，使用起来限制比较多。而且，由于限定存取位置，顺序表示的随机存取的优点就没有了，所以，链式结构应该是首选。
栈的定义和实现
#ifndef Stack_H
#define Stack_H
#include "List.h"
template <class Type> class Stack : List<Type>//栈类定义
{
public:
void Push(Type value)
{
Insert(value);
}
Type Pop()
{
Type p = *GetNext();
RemoveAfter();
return p;
}
Type GetTop()
{
return *GetNext();
}
List<Type> ::MakeEmpty;
List<Type> ::IsEmpty;
};
#endif
队列的定义和实现
#ifndef Queue_H
#define Queue_H
#include "List.h"
template <class Type> class Queue : List<Type>//队列定义
{
public:
void EnQueue(const Type &value)
{
LastInsert(value);
}
Type DeQueue()
{
Type p = *GetNext();
RemoveAfter();
IsEmpty();
return p;
}
Type GetFront()
{
return *GetNext();
}
List<Type> ::MakeEmpty;
List<Type> ::IsEmpty;
};
#endif
测试程序
#ifndef StackTest_H
#define StackTest_H
#include "Stack.h"
void StackTest_int()
{
cout << endl << "整型栈测试" << endl;
cout << endl << "构造一个空栈" << endl;
Stack<int> a;
cout << "将1～20入栈，然后再出栈" << endl;
for (int i = 1; i <= 20; i++) a.Push(i);
while (!a.IsEmpty()) cout << a.Pop() << ' ';
cout << endl;
}
#endif
#ifndef QueueTest_H
#define QueueTest_H
#include "Queue.h"
void QueueTest_int()
{
cout << endl << "整型队列测试" << endl;
cout << endl << "构造一个空队列" << endl;
Queue<int> a;
cout << "将1～20入队，然后再出队" << endl;
for (int i = 1; i <= 20; i++) a.EnQueue(i);
while (!a.IsEmpty()) cout << a.DeQueue() << ' ';
cout << endl;
}
#endif
没什么好说的，你可以清楚的看到，在单链表的基础上，栈和队列的实现是如此的简单。
栈应用
栈的应用很广泛，栈的最大的用途是解决回溯问题，这也包含了消解递归；而当你用栈解决回溯问题成了习惯的时候，你就很少想到用递归了，比如迷宫求解。另外，人的习惯也是先入为主的，比如树的遍历，从学的那天开始，就是递归算法，虽然书上也教了用栈实现的方法，但应用的时候，你首先想到的还是递归；当然了，如果语言本身不支持递归（如BASIC），那栈就是唯一的选择了——好像现在的高级语言都是支持递归的。
如下是表达式类的定义和实现，表达式可以是中缀表示也可以是后缀表示，用头节点数据域里的type区分，这里有一点说明的是，由于单链表的赋值函数，我原来写的时候没有复制头节点的内容，所以，要是在两个表达式之间赋值，头节点里存的信息就丢了。你可以改写单链表的赋值函数来解决这个隐患，或者你根本不不在两个表达式之间赋值也行。
#ifndef Expression_H
#define Expression_H
#include "List.h"
#include "Stack.h"
#define INFIX 0
#define POSTFIX 1
#define OPND 4
#define OPTR 8
template <class Type> class ExpNode
{
public:
int type;
union { Type opnd; char optr;};
ExpNode() : type(INFIX), optr('=') {}
ExpNode(Type opnd) : type(OPND), opnd(opnd) {}
ExpNode(char optr) : type(OPTR), optr(optr) {}
};
template <class Type> class Expression : List<ExpNode<Type> >
{
public:
void Input()
{
MakeEmpty(); Get()->type =INFIX;
cout << endl << "输入表达式，以＝结束输入" << endl;
Type opnd; char optr = ' ';
while (optr != '=')
{
cin >> opnd;
if (opnd != 0)
{
ExpNode<Type> newopnd(opnd);
LastInsert(newopnd);
}
cin >> optr;
ExpNode<Type> newoptr(optr);
LastInsert(newoptr);
}
}
void Print()
{
First();
cout << endl;
for (ExpNode<Type> *p = Next(); p != NULL; p = Next() )
{
switch (p->type)
{
case OPND:
cout << p->opnd; break;
case OPTR:
cout << p->optr; break;
default: break;
}
cout << ' ';
}
cout << endl;
}
Expression & Postfix() //将中缀表达式转变为后缀表达式
{
First();
if (Get()->type == POSTFIX) return *this;
Stack<char> s; s.Push('=');
Expression temp;
ExpNode<Type> *p = Next();
while (p != NULL)
{
switch (p->type)
{
case OPND:
temp.LastInsert(*p); p = Next(); break;
case OPTR:
while (isp(s.GetTop()) > icp(p->optr) )
{
ExpNode<Type> newoptr(s.Pop());
temp.LastInsert(newoptr);
}
if (isp(s.GetTop()) == icp(p->optr) )
{
s.Pop(); p =Next(); break;
}
s.Push(p->optr); p = Next(); break;
default: break;
}
}
*this = temp;
pGetFirst()->data.type = POSTFIX;
return *this;
}
Type Calculate()
{
Expression temp = *this;
if (pGetFirst()->data.type != POSTFIX) temp.Postfix();
Stack<Type> s; Type left, right;
for (ExpNode<Type> *p = temp.Next(); p != NULL; p = temp.Next())
{
switch (p->type)
{
case OPND:
s.Push(p->opnd); break;
case OPTR:
right = s.Pop(); left = s.Pop();
switch (p->optr)
{
case '+': s.Push(left + right); break;
case '-': s.Push(left - right); break;
case '*': s.Push(left * right); break;
case '/': if (right != 0) s.Push(left/right); else return 0; break;
// case '%': if (right != 0) s.Push(left%right); else return 0; break;
// case '^': s.Push(Power(left, right)); break;
default: break;
}
default: break;
}
}
return s.Pop();
}
private:
int isp(char optr)
{
switch (optr)
{
case '=': return 0;
case '(': return 1;
case '^': return 7;
case '*': return 5;
case '/': return 5;
case '%': return 5;
case '+': return 3;
case '-': return 3;
case ')': return 8;
default: return 0;
}
}
int icp(char optr)
{
switch (optr)
{
case '=': return 0;
case '(': return 8;
case '^': return 6;
case '*': return 4;
case '/': return 4;
case '%': return 4;
case '+': return 2;
case '-': return 2;
case ')': return 1;
default: return 0;
}
}
};
#endif
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