C++中stack的deque實現

原創

aa838260772

2020-02-22 07:15

本文實現了STL中stack的大部分功能，同時添加了一些功能。

注意以下幾點：

1.Stack是一種適配器，底層以vector、list、deque等實現

2.Stack不含有迭代器

在本例中，我添加了幾項功能，包括不同類型stack之間的複製和賦值功能，可以實現諸如Stack<int, vector<int> >和Stack<double, list<double> >之間的複製和賦值，這主要依靠成員函數模板來實現。

爲了更方便的實現以上功能，我添加了一個函數：

const_container_reference get_container() const

來獲取內部容器的引用。

此外，標準庫的stack不檢查越界行爲，我爲stack添加了異常處理，當棧空時，執行pop或者top會拋出異常。這個異常類繼承自Exception（見上篇文章），用來標示棧空。

詳細代碼如下：Exception的實現見：藉助backtrace和demangle實現異常類Exception

#ifndef STACK_HPP_
#define STACK_HPP_

#include "Exception.h"
#include <deque>

//棧空引發的異常
class EmptyStackException : public Exception
{
public:
    EmptyStackException() :Exception("read empty stack") { }
};


template <typename T, typename Container = std::deque<T> >
class Stack
{
public:
    typedef T value_type;
    typedef T& reference;
    typedef const T& const_reference;
    typedef Container container_type; //容器類型
    typedef EmptyStackException exception_type; //異常類型
    typedef typename Container::size_type size_type;
    typedef Container &container_reference; //容器引用
    typedef const Container& const_container_reference;

    Stack() { }

    //不同類型間實現複製
    template <typename T2, typename Container2>
    Stack<T, Container>(const Stack<T2, Container2> &s); 

    //不同類型間進行賦值
    template <typename T2, typename Container2>
    Stack<T, Container> &operator=(const Stack<T2, Container2> &s);

    void push(const value_type &val) { cont_.push_back(val); }
    void pop() 
    { 
        if(cont_.empty())
            throw exception_type();
        cont_.pop_back(); 
    }

    reference top()
    {
        if(cont_.empty())
            throw exception_type();
        return cont_.back();
    } 
    const_reference top() const
    {
        if(cont_.empty())
            throw exception_type();
        return cont_.back();
    }

    bool empty() const { return cont_.empty(); }
    size_type size() const { return cont_.size(); }

    //獲取內部容器的引用
    const_container_reference get_container() const
    { return cont_; } 


    friend bool operator==(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ == b.cont_;
    }
    friend bool operator!=(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ != b.cont_;
    }
    friend bool operator<(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ < b.cont_;
    }
    friend bool operator>(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ > b.cont_;
    }
    friend bool operator<=(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ <= b.cont_;
    }
    friend bool operator>=(const Stack &a, const Stack &b)
    {
        return a.cont_ >= b.cont_;
    }

private:
    Container cont_;
};

template <typename T, typename Container>
template <typename T2, typename Container2>
Stack<T, Container>::Stack(const Stack<T2, Container2> &s)
    :cont_(s.get_container().begin(), s.get_container().end())
{

}

template <typename T, typename Container>
template <typename T2, typename Container2>
Stack<T, Container> &Stack<T, Container>::operator=(const Stack<T2, Container2> &s)
{
    if((void*)this != (void*)&s) 
    {
        cont_.assign(s.get_container().begin(), s.get_container().end());
    }
    
    return *this;
}


#endif /* STACK_HPP_ */

測試代碼如下：

#include "Stack.hpp"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
   
    try
    {
        Stack<string, vector<string> > st;
        st.push("foo");
        st.push("bar");

        Stack<string, list<string> > st2(st);
        //st2 = st;

        while(!st2.empty())
        {
            cout << st2.top() << endl;
            st2.pop();
        }

        st2.pop(); //引發異常
    }
    catch (const Exception& ex)
    {
        fprintf(stderr, "reason: %s\n", ex.what());
        fprintf(stderr, "stack trace: %s\n", ex.stackTrace());
    }

    return 0;
}