数据结构04-链栈（用C++、C#、lua实现）

目录

• 1、C#实现
• 2、C++实现
• 3、lua实现
• 4、新知识和疑问
  • 4.1 C++中的delete和NULL
  • 4.2 lua中的冒号: 问题

本文为数据结构-链栈的代码实现。
作者水平比较差，有错误的地方请见谅。

1、C#实现

栈接口
IStack.cs

	/// <summary>
    /// 栈接口
    /// </summary>
    public interface IStack<T>
    {
        int GetLength(); //求栈的长度
        bool IsEmpty(); //判断栈是否为空
        void Clear(); //清空
        void Push(T data); //入栈
        T Pop(); //出栈
        T Peek(); //取栈顶元素
        void ShowAllElem(); //显示栈中所有元素
    }

链栈
LinkStack.cs

	class LinkStack<T> : IStack<T>
    {
        //链栈不需要附加一个头结点
        /// <summary>
        /// 栈顶元素
        /// </summary>
        private StackNode<T> mTopNode;
        /// <summary>
        /// 栈元素个数
        /// </summary>
        private int mCount;

        public LinkStack()
        {
            mTopNode = null;
            mCount = 0;
        }

        public bool IsEmpty()
        {
            return GetLength() == 0;
        }

        public int GetLength()
        {
            return mCount;
        }

        public void Push(T data)
        {
            StackNode<T> newNode = new StackNode<T>(data);
            //栈中无元素
            if (GetLength() == 0)
            {
                mTopNode = newNode;
            }
            else
            {
                newNode.Next = mTopNode;
                mTopNode = newNode;
            }
            mCount++;
        }

        public T Pop()
        {
            //栈中无元素
            if (GetLength() == 0)
            {
                Console.WriteLine("栈中无元素，无法出栈。");
                return default(T);
            }
            else
            {
                T data = mTopNode.Data;
                mTopNode = mTopNode.Next;
                mCount--;
                return data;
            }
        }

        public T Peek()
        {
            //栈中无元素
            if (GetLength() == 0)
            {
                Console.WriteLine("栈中无元素，无法获取栈顶元素。");
                return default(T);
            }
            else
            {
                return mTopNode.Data;
            }
        }

        public void Clear()
        {
            mTopNode = null;
            mCount = 0;
        }

        public void ShowAllElem()
        {
            StackNode<T> temp = mTopNode;
            while (temp != null)
            {
                Console.WriteLine(temp.Data);
                temp = temp.Next;
            }
        }
    }

Program.cs

	class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IStack<string> linkStack = new LinkStack<string>();

			//测试
            linkStack.Push("111");
            linkStack.Push("222");
            linkStack.Push("333");
            linkStack.Push("444");

            linkStack.Clear();
            linkStack.Push("111");
            linkStack.Push("222");
            linkStack.Push("333");
            linkStack.Push("444");


            //Console.WriteLine(linkStack.IsEmpty());
            //Console.WriteLine(linkStack.GetLength());
            //linkStack.Pop();
            //Console.WriteLine(linkStack.Peek());
            linkStack.ShowAllElem();

            Console.ReadKey();
        }
    }

2、C++实现

栈接口
IStack.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

typedef int ElemType;

class IStack
{
public :
    ///求栈的长度
    virtual int GetLength() = 0;

    ///判断栈是否为空
    virtual bool IsEmpty() = 0;

    ///清空操作
    virtual void Clear() = 0;

    ///入栈操作
    virtual void Push(ElemType item) = 0;

    ///出栈操作
    virtual ElemType Pop() = 0;

    ///取栈顶元素
    virtual ElemType Peek() = 0;

    ///显示所有元素
    virtual void ShowAllElem() = 0;
};

链栈
LinkStack.cpp

#include <iostream>
#include "IStack.cpp"

using namespace std;
typedef int ElemType;

typedef struct SNode{
    ElemType data;
    SNode* next;
}SNode,*StackNode;

class LinkStack : public IStack
{
private :
    StackNode topNode;

public :
    LinkStack();

    ~LinkStack();

    int GetLength();

    bool IsEmpty();

    void Clear();

    void Push(ElemType item);

    ElemType Pop();

    ElemType Peek();

    void ShowAllElem();
};


LinkStack::LinkStack()
{
    topNode = NULL;
}

LinkStack::~LinkStack()
{
    //释放所有结点指向的空间
    while(topNode != NULL){
        StackNode temp = topNode;
        topNode = topNode->next;
        delete temp;
    }
}

int LinkStack::GetLength()
{
    StackNode temp = topNode;
    int length = 0;
    while(temp != NULL){
        length++;
        temp = temp->next;
    }
    return length;
}

bool LinkStack::IsEmpty()
{
    return GetLength() == 0;
}


void LinkStack::Push(ElemType item)
{
    StackNode newNode = new SNode();
    if(newNode == NULL){
        cout<<"分配失败
";
        return ;
    }
    newNode->data = item;
    newNode->next = topNode;
    topNode = newNode;
}

ElemType LinkStack::Pop()
{
    //栈中无元素
    if (GetLength() == 0)
    {
        cout<<"栈中无元素，无法出栈。";
        return 0;
    }

    ElemType data = topNode->data;
    StackNode temp = topNode;
    topNode = topNode->next;
    delete temp;

    return data;
}

ElemType LinkStack::Peek()
{
    //栈中无元素
    if (GetLength() == 0)
    {
        cout<<"栈中无元素，无法获取栈顶元素。";
        return 0;
    }

    return topNode->data;
}

void LinkStack::Clear()
{
    while(topNode != NULL){
        StackNode temp = topNode;
        topNode = topNode->next;
        delete temp;
    }
    topNode = NULL;
}

void LinkStack::ShowAllElem()
{
    StackNode temp = topNode;
    while(topNode != NULL){
        cout<<topNode->data<<endl;
        topNode = topNode->next;
    }
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "LinkStack.cpp"

using namespace std;

int main()
{
    ///链栈
    LinkStack linkStack;

	//测试
    linkStack.Push(111);
    linkStack.Push(222);
    linkStack.Push(333);
    linkStack.Push(444);

    linkStack.Clear();
    linkStack.Push(111);
    linkStack.Push(222);
    linkStack.Push(333);
    linkStack.Push(444);


    //cout<<linkStack.GetLength()<<endl;
    //cout<<linkStack.IsEmpty()<<endl;
    //cout<<linkStack.Peek()<<endl;
    //cout<<linkStack.Peek()<<endl;

    linkStack.ShowAllElem();


    return 0;
}

3、lua实现

--链栈栈顶结点
topNode = {}
count = 0


--初始化
function Init()
	count = 0
end

--销毁
function Destory()
	topNode = nil
	count = nil
end

--清空
function Clear()
	count = 0
end

--是否为空
function IsEmpty()
	return count == 0
end

--长度
function GetLength()
	return count
end

--入栈
function Push(value)
	local node = {}
	node.data = value
	if(GetLength() == 0) then
		node.next = nil
		topNode = node
	else
		node.next = topNode
		topNode = node
	end

	count = count + 1
end

--出栈
function Pop()
	local data = topNode.data
	topNode = topNode.next

	return data
end

--获取栈顶元素
function Peek()
	return topNode.data
end

--显示所有元素
function ShowAllElem()
	local temp = topNode
	while(temp ~= nil) do
		print(temp.data)
		temp = temp.next
	end
end

--主运行函数
function main()
	Init()
	Push(111)
	Push(222)
	Push(333)
	Push(444)

	Clear()
	Push(111)
	Push(222)
	Push(333)
	Push(444)

	print(Pop())
	print(Peek())
	print(IsEmpty())
	print(GetLength())

	ShowAllElem()

end

main()

4、新知识和疑问

4.1 C++中的delete和NULL

delete是把对象new后，系统分配给其的空间给释放掉。释放了之后，这个内存空间就可以被其他对象申请。
但是此对象的值本身是不变的，只是回收了指向的空间。

NULL则是把指针置为空指针，其不再指向任何实际的对象或者函数。
此时其就是一个值为0的常量。

测试

#include <iostream>
using namespace std;

class classA
{
};

int main()
{
    classA* test = new classA();
    cout<<test<<endl;
	//输出test指向的地址

    delete test;
    cout<<test<<endl;
	//输出test指向的地址

    test = NULL;
    cout<<test<<endl;
	//输出0

    return 0;
}

4.2 lua中的冒号: 问题

因为我们定义的头结点是每当入栈一个元素时，都会改变指向的。
那么定义函数的时候再使用冒号:加函数名的形式，会报错。
所以把方式改为了直接调用函数形式。