如何使我的堆栈类动态化

Question

我在 C++ 中编写了一个堆栈类（如下所示），但它是静态的，并且确保它使用大量内存。我怎样才能使它动态化，以便在需要时向对象添加一些内存，并且当我弹出某些内容时，内存会自动删除？

template <class T>
class stack
{
private:
    T value[512];
    uint16_t length;
public:
    stack()
    {
        length=0;
    }

    stack(T _input)
    {
        value[0]=_input;
        length=1;
    }

    bool push(T _input)
    {
        if(length+1<512)
        {
            value[++length]=_input;
            return true;    
        }
        else
            return false;
    }

    T pop()
    {
        return value[length--];     
    }

    T peak()
    {
        return value[length];   
    }

    bool has_data()
    {
        return (length>0?true:false);
    }

};

Answer 1

您必须在需要时动态分配它。可能是这样的：

#define STACK_INITIAL_ALLOC   32
#define STACK_CHUNK_ALLOC    32

template<typename T>
class Stack
{
public:
    Stack()
        : data(0), entries(0), allocated(0)
        { }

    Stack(const T &value)
        : data(0), entries(0), allocated(0)
        {
            push(input);
        }

    ~Stack()
        {
            if (data)
                delete [] data;
        }

    void push(const T &value)
        {
            if (entries == allocated)
                allocate();  // Allocate more memory

            data[entries++] = value;
        }

    T pop()
        {
            if (entries > 0)
            {
                shrink();
                return data[--entries];
            }
            else
                throw runtime_error("stack empty");
        }

    T &top()
        {
            if (entries > 0)
                return data[entries - 1];
            else
                throw runtime_error("stack empty");
        }

    // Return the number of entries in the stack
    size_t count() const
        {
            return entries;
        }

private:
    T      *data;      // The actual stack
    size_t  entries;   // Number of entries in stack
    size_t  allocated; // Allocated entries in stack

    void copy(T *from, T *to)
        {
            for (size_t i = 0; i < entries; i++)
                *to++ = *from++
        }

    void allocate()
        {
            if (data == 0)
            {
                allocated = STACK_INITIAL_ALLOC;
                data = new T[allocated];
            }
            else
            {
                // We need to allocate more memory

                size_t new_allocated = allocated + STACK_CHUNK_ALLOC;
                T *new_data = new T[new_allocated];

                // Copy from old stack to new stack
                copy(data, new_data);

                // Delete the old data
                delete [] data;

                allocated = new_allocated;
                data = new_data;
            }
        }

    // Shrink the stack, if lots of it is unused
    void shrink()
        {
            // The limit which the number of entries must be lower than
            size_t shrink_limit = allocated - STACK_CHUNK_ALLOC * 2;

            // Do not shrink if we will get lower than the initial allocation (shrink_limit > STACK_INITIAL_ALLOC)
            if (shrink_limit > STACK_INITIAL_ALLOC && entries < shrink_limit)
            {
                // We can shrink the allocated memory a little
                size_t new_allocated = allocated - STACK_CHUNK_ALLOC;

                T *new_data = new T[new_size];

                copy(data, new_data);

                delete [] data;

                data = new_data;
                allocated = new_allocated;
            }
        }
};

还有一个小小的免责声明，这段代码是直接写入浏览器的。它没有经过测试，但原则上应该可以工作...... :)

Answer 2

你也可以使用 std::vector ：

template <class T>
class stack{
private:
std::vector<T> vec;
public:
inline void push(T arg){vec.push_back(arg);};
inline T pop(){return vec.pop_back();};
};

Answer 3

任何类似数组的结构的增长和收缩都会很昂贵（T 必须是可复制构造的）并且所有现有的Ts 都必须移动。如果您发现您正在执行大量推送/弹出操作并且需要保持较低的内存使用率，请尝试在内部使用链表。它只需要单独链接。

这是一个草图：

template <class T>
class stack
{
  struct Node
  {
    T data;
    Node* next;
  };
public:

  // methods

private:
  Node *head;
};

现在，要将某些内容压入堆栈，请使用T 构造一个Node，将其下一个指针设置为当前head，并将head 设置为Node 指针。弹出涉及从head 获取next 并将其设置为head。

当然，您需要在销毁等时正确管理内存。

编辑：啊，看来我假设您可能知道 C++ 的基础知识是不正确的，我假设您在使用模板时这样做了。在这种情况下 - 在您了解基础知识之前忽略此答案！