[数据结构]栈之链式栈的类模板实现

栈的抽象基类的实现:(不用抽象基类也是可以的，为了使用虚函数方便）

#ifndef STACK
#define STACK
//栈的抽象基类

template<class T>
class Stack
{
public:
    Stack(){}
    ~Stack(){}

    virtual void Push(const T& x)=0;
    virtual bool Pop(T& x)=0;
    virtual bool getTop(T& x)const=0;
    virtual bool IsEmpty()const=0;
    virtual bool IsFull()const=0;
    virtual int getSize()const=0;
};

#endif

链式栈模板类的具体实现：（覆盖了抽象基类中的所有纯虚函数，并增加了一些成员）

/////////////////////////
#include"Stack.h"
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cassert>
using namespace std;

template<class T>
struct LinkNode //链表节点类
{
    T data;
    LinkNode<T>* link;  

    LinkNode(LinkNode<T>* ptr=NULL):link(ptr){}
    LinkNode(const T& item,LinkNode<T>* ptr=NULL):data(item),link(ptr){}
};

template<class T>
class LinkedStack:public Stack<T>
{
public:
    LinkedStack():top(NULL){}
    LinkedStack(const LinkedStack<T>& rhs);
    LinkedStack<T>& operator=(const LinkedStack<T>& rhs);
    ~LinkedStack(){makeEmpty();}

    void Push(const T& x);
    bool Pop(T& x);
    bool getTop(T& x)const;
    bool IsEmpty()const{return top==NULL?true:false;}
    bool IsFull()const{return false;}//无意义，不可能满
    int getSize()const;

    void makeEmpty();
    friend ostream& operator<< <T>(ostream& out,LinkedStack<T>& rhs);//加<T>

private:
    LinkNode<T>* top;
};

template<class T>
void LinkedStack<T>::makeEmpty()
{
    LinkNode<T>* p=NULL;
    while(top!=NULL){
        p=top;
        top=top->link;
        delete p;
    }
}

template<class T>
void LinkedStack<T>::Push(const T& x)
{
    top=new LinkNode<T>(x,top);
    assert(top!=NULL);
}

template<class T>
bool LinkedStack<T>::Pop(T& x)
{
    if(IsEmpty()) return false;
    LinkNode<T>* p=top;
    top=top->link;
    x=p->data;
    delete p;
    return true;
}

template<class T>
bool LinkedStack<T>::getTop(T& x)const
{
     if(IsEmpty()) return false;
     x=top->data;
     return true;
}

template<class T>
int LinkedStack<T>::getSize()const
{
    int k=0;
    LinkNode<T>* p=top;
    while(p!=NULL){
        ++k;
        p=p->link;
    }
    return k;
}

template<class T>
ostream& operator<<(ostream& out,LinkedStack<T>& rhs)//不加<T>
{
    out<<"elements nums: "<<rhs.getSize()<<endl;
    LinkNode<T>* p=rhs.top;
    out<<"elements is: ";
    while(p!=NULL){
        out<<p->data<<" ";
        p=p->link;
    }
    out<<endl;
    return out;
}

template<class T>
LinkedStack<T>::LinkedStack(const LinkedStack<T>& rhs)
{

    LinkNode<T>* src=rhs.top;
    LinkNode<T>* dest=NULL;
    LinkNode<T>* newNode=NULL;
    while(src!=NULL){
        newNode=new LinkNode<T>(src->data);
        if(dest==NULL){
            dest=newNode;
            top=dest;
        }else{
            dest->link=newNode;
            dest=newNode;
        }
        src=src->link;
    }
}

template<class T>
LinkedStack<T>& LinkedStack<T>::operator=(const LinkedStack<T>& rhs)//copy赋值本质为：析构+copy构造函数
{
    if(top!=NULL)//先析构，释放资源
        makeEmpty();

    LinkNode<T>* src=rhs.top;//copy构造
    LinkNode<T>* dest=NULL;
    LinkNode<T>* newNode=NULL;
    while(src!=NULL){
        newNode=new LinkNode<T>(src->data);
        if(dest==NULL){
            dest=newNode;
            top=dest;
        }else{
            dest->link=newNode;
            dest=newNode;
        }
        src=src->link;
    }

    return *this;
}

类的测试代码如下：

int main(int argc, char* argv[])
{

    LinkedStack<int> s;
    int a=1,b=2,c=3,d=4,e=5;
    s.Push(a);
    s.Push(b);
    s.Push(c);
    s.Push(d);
    s.Push(e);
    cout<<s;
    s.Pop(e);
    cout<<s;

    cout<<std::boolalpha;//控制显式的bool值的显式
    cout<<"IsEmpty(): "<<s.IsEmpty()<<endl;
    cout<<"IsFull(): "<<s.IsFull()<<endl;
    cout<<std::noboolalpha;

    s.getTop(e);
    cout<<"getTop(): "<<e<<endl;

    s.makeEmpty();
    cout<<s;

    s.Push(a);
    s.Push(b);
    s.Push(c);
    cout<<s;
    LinkedStack<int> s1(s),s2;
    cout<<s1;
    s2=s1;
    cout<<s2;

    system("pause");
    return 0;
}

测试结果如下：

elements nums: 5
elements is: 5 4 3 2 1
elements nums: 4
elements is: 4 3 2 1
IsEmpty(): false
IsFull(): false
getTop(): 4
elements nums: 0
elements is:
elements nums: 3
elements is: 3 2 1
elements nums: 3
elements is: 3 2 1
elements nums: 3
elements is: 3 2 1
请按任意键继续. . .

注意事项：

1.在模板类的友元函数的实现与声明时：声明的时间要加额外的参数<T>,在实现的时间时不加的。

2. 实现中采用的是无附加头结点的单链表，所以要注意拷贝时，链表要区分是否是空链表或者是第一次建立链表的情况。

3.链式栈的栈顶在链表的头部，新节点的插入和删除都是在栈顶进行的，是对栈顶元素的操作。

4.链表实现的栈是不可能满的，所以总是返回false

5.采用cout<<std::boolaapha与cout<<std::noboolaapha可显式的控制布尔值的显式方式。