数据结构——链式栈模板类实现

数据结构笔记3.1.3
链式栈和前面的顺序栈是栈的两种不同实现形式，其实就是顺序表与链式表，区别在于其实现的方式（数组和指针节点），顺序栈指的是其每个节点的物理存储是连续的，因为是使用数组实现的。而链式栈存储位置则是不连续的，需要指针来穿接。
但是因为栈的操作单调，相对于单链表更容易实现，单链表相当于是一个泛泛的存储表，其操作更加任意，而像栈、队列这种数据组织结构，其只能在整个表的端进行操作，这也从另一个方面体现出链式栈相对容易实现。
那为何有顺序表这种总领性的结构，还要建立栈、队列这些子数据结构呢？这就好比是“专门化”与“普遍化”的比较，一般专门化的东西，其在相应问题上的效率会比普遍使用的工具要高，所以，分化后的子结构其存在的意义绝不容小视！最后说一下顺序栈与链式栈的比较，他们都是一种数据组织与操纵方式（DRO），但是在解决不同问题的时候，不同的存储方式实现同样的功能，可能在效率、复杂度、空间利用率等方面都会千差万别，各有千秋！下面贴出代码：
模板类——链式栈

//数据结构——链式栈的模板类定义 By Zhu Xiuyu 17/10/13#include <iostream>#include <cassert>using namespace std;//节点定义template<class T>struct StackNode {    T data;                     //栈每个节点的数据域    StackNode<T> *next;         //栈节点的指针域    StackNode(T x, StackNode<T> *Node = NULL) : data(x){}};//模板类定义template<class T>class LinkedStack {public:    LinkedStack() : top(NULL){}                 //构造函数    ~LinkedStack();                                //析构函数    void Push(const T & x);                     //进栈    bool Pop(T & x);                            //出栈    bool getTop(T & x) const;                   //读取栈顶元素    bool isEmpty()const;                        //判断栈是否为NULL    int getSize() const;                        //求栈的元素的个数    void makeEmpty();                           //清空栈    void output(ostream & out);                     //输出函数（此处由重载函数调用）private:    StackNode<T> *top;                          //栈顶指针};//函数定义template<class T>void LinkedStack<T>::makeEmpty() {    //逐个删去链式栈中的元素，直至栈顶指针为空    StackNode<T> *p;                            //逐个节点释放    while (top != NULL) {        p = top;        top = top->next;        delete p;    }}template<class T>LinkedStack<T>::~LinkedStack() {    //析构函数    makeEmpty();}template<class T>bool LinkedStack<T>::isEmpty() const{    if (NULL == top) {        return true;    }    return false;}template<class T>void LinkedStack<T>::Push(const T & x) {    //将元素x推入栈顶    StackNode<T> *newNode = new StackNode<T>(x);    assert(newNode != NULL);                            //内存分配错误的中断处理    newNode->next = top;    top = newNode;}template<class T>bool LinkedStack<T>::Pop(T & x) {    //删除栈顶节点，删除的data返回到x当中    if (isEmpty()) {        return false;                                   //栈为NULL出栈失败    }    StackNode<T> *p = top;                              //标记Top    top = top->next;                                    //更新栈顶指针    x = p->data;    delete p;                                           //释放栈顶元素    return true;}template<class T>bool LinkedStack<T>::getTop(T & x) const {    //返回栈顶元素的值    if (isEmpty()) {        return false;                                   //栈为NULL，读取栈顶失败    }    x = top->data;    return true;}template<class T>int LinkedStack<T>::getSize()const {    StackNode<T> *p = top;    int len = 0;    while (p != NULL) {        p = p->next;        len++;    }    return len;}template<class T>void LinkedStack<T>::output(ostream & out) {    //输出链式栈    StackNode<T> *p = top;    while (p != NULL) {        out << p->data << ' ';        p = p->next;    }}template<class T>ostream & operator << (ostream & out, LinkedStack<T> & LS) {    //重载输出运算符    LS.output(out);                             //避免友元函数在模板class中出现的问题    cout << endl;    return out;}

测试Main函数

int main(){    //Push and Pop测试    LinkedStack<int> LS;                        //定义一个链式栈    LS.Push(1);    LS.Push(2);    LS.Push(3);    LS.Push(4);    LS.Push(5);    cout << LS;                                 //用重载函数输出    int del1, del2;    LS.Pop(del1);    LS.Pop(del2);    cout << LS;    //getSize 和 getTop测试    int topVal = 0;    LS.getTop(topVal);    cout << topVal << endl;    cout << LS.getSize() << endl;    //判断是否为NULL测试    if (LS.isEmpty()) {        cout << "空栈" << endl;    }    else {        cout << "非空栈" << endl;    }    LS.makeEmpty();    if (LS.isEmpty()) {        cout << "空栈" << endl;    }    else {        cout << "非空栈" << endl;    }    system("pause");    return 0;}

运行效果：