C++ 堆栈数据结构。这段代码有什么问题？

Question

所以我目前正在尝试通过实现各种数据结构来将我的 Java 经验迁移到 C++，以便让它们至少实现一次。

你介意给我一些建议吗？我遇到的问题主要集中在 push(int value) 中的指针，尤其是 pop() 中。由于 push 似乎工作正常，我发现自己在弹出东西时很难恢复正确的值。怎么了？

PS：我也认为，由于我手动分配我的数组空间，我也需要删除它。我该怎么做？

#ifndef STACK_H
#define STACK_H

class Stack
{
private:
    int *stackArray;
    int elementsInArray;
    int allocatedArraySize;
    int alpha;
    int beta;

public:
    Stack();
    void push(int aValue);
    int pop();
    bool isEmpty();
    int size() const;
};

#endif

和实施：

#include <iostream>
#include "Stack.h"

Stack::Stack() 
{
    alpha = 4;
    beta = 2;
    elementsInArray = 0;
    allocatedArraySize = 1;
    stackArray = new int[1];
}

void Stack::push(int aValue)
{
    if (elementsInArray == allocatedArraySize) 
    {
        int temporaryArray[allocatedArraySize*beta];

        for (int i = 0; i < elementsInArray; i++)
            temporaryArray[i] = stackArray[i];

        stackArray = temporaryArray;
        allocatedArraySize *= beta;
    }

    elementsInArray++;
    stackArray[elementsInArray] = aValue;
}

int Stack::pop()
{
    int result = -INT_MAX;

    if (elementsInArray == 0)
        return result;

    if (elementsInArray > 0) 
    {
        result = stackArray[elementsInArray-1];
        elementsInArray--;

        if (elementsInArray <= allocatedArraySize/alpha) 
        {
            int temporaryArray[allocatedArraySize/alpha];

            for (int i = 0; i < elementsInArray; i++) 
                temporaryArray[i] = stackArray[i];

            stackArray = temporaryArray;
            allocatedArraySize /= beta;
        }
    }

    return result;
}

bool Stack::isEmpty()
{
    if (elementsInArray == 0) 
        return true;

    return false;
}

int Stack::size() const
{
    return allocatedArraySize;
}

Answer 1

对于初学者，你应该在数组中增加索引，所以改变：

elementsInArray++;
stackArray[elementsInArray] = aValue;

到：

stackArray[elementsInArray++] = aValue;

或：

stackArray[elementsInArray] = aValue;
elementsInArray++;

其次，当您创建新的临时数组时，您是在 if 语句中执行它...因此它是一个局部变量并放置在系统堆栈中，并在您退出 if 语句后丢失。所以改变

int temporaryArray[allocatedArraySize*beta];

到：

int *temporaryArray = new int[allocatedArraySize*beta];

第三，通过在复制 tempArray 的位置之前从 stackArray 中保存原始指针来添加您所说的删除，然后在复制指针后执行删除。

最后，您必须对 pop 函数进行类似的更改...

Answer 2

您正在堆栈上使用一个数组（不是您的堆栈 - 程序执行堆栈）。它是您的推送函数中称为temporaryArray 的那个。当您从该函数返回时，该数组的地址将无效（因为其他函数将使用堆栈来保存其他数据）。

您要做的是在 堆 上分配该数组。只要您需要，它就会为您的程序保留下来。为此，您将分配您的临时数组，如

int * temporaryArray(new int[allocatedArraySize*beta]);

然后，从旧数组中复制元素后，您可以使用以下命令将其删除：

delete [] stackArray;

在将 stackArray 分配给temporaryArray 之前执行此操作。

您的数据结构可能存在其他问题，但您正确地进行了基本索引并适当地递增/递减当前索引（尽管我建议在不使用临时索引时更喜欢使用预递增/递减形式）进入的习惯 - 即 ++elementsInArray / --elementsInArray)。

Answer 3

好吧，我确定您已经知道您在 STD 库中将堆栈作为通用（c++ 称之为模板）。假设您将其作为代码 kata 执行，我将开始将其编写为模板，因此它不能采用整数以外的对象类型。

另外，如果您要编写更多这些低级结构（作为 kata 的一部分），请编写一个瘦类，在其中委托所有分配、重新分配和分配的大小跟踪，并使用它而不是直接使用数组.