c – 使用抽象级别实现数据结构

假设我要使用动态数组分配来实现Stack.
我有以下课程及其功能.

Data.h

class Data
{
public:
   Data(std::string fname,int age) : name(fname),age(age) {}

private:
   std::string name;
   int age;
}

StackArray.h

#include "Data.h"

class StackArray
{
public:
    StackArray(int sSize) : size(sSize),top(-1)
    {
       DataArray = new Data[size];
    };

    ~StackArray() { delete[] DataArray; };

    StackArray& operator=(StackArray& StackArrayObj) { //use copy&swap here };
    Stack(const StackArray& StackArrayObj);
    bool isFull();
    bool isEmpty();
    void push(Data& DataObj);
    void pop();

private:
    Data* DataArray;
    int top;
    int size;
}

如果我实现像上面这样的东西,它的效果很好.但是最近,我被要求实现上述两个,然后有一个单独的核心堆栈功能的实现.

所以现在,如果我将push,pop,isFull,isEmpty移动到新的Stack定义,StackArray类实现的目的究竟是什么？

我试过的两个解决方案如下：

新课程实施

class StackADT
{
 public:
    StackADT();
    virtual ~StackADT() = 0;
    virtual bool isFull() = 0;
    virtual bool isEmpty() = 0;
    virtual void push(Data& DataObj) = 0;
    virtual void pop() = 0;
}

然后,通过从StackArray类扩展这个类,从而强制它实现所有的纯虚函数.

第二个但不是如此优雅(我的观点),我所做的就是：

我在StackADT中完成了Stack的定义和实现,然后在StackArray中以相同的方法调用相应的方法.喜欢这个：

StackADT – 推

bool StackADT::push(const Data& DataObj)
{
    if(!isFull)
       return false;
    else
    {
       top++;
       DataArray[top] = DataObj;
    }
    return true;
}

然后在StackArray里面 – push,我会做这样的事情：

bool StackArray::push(const Data& DataObj)
{
    StackADT doPush;
    doPush.push(DataObj);
}

不太确定组合所有三个类(数据,容器和堆栈)的两种方法是他们认为的.

我如何解决这个设计问题？或者至少与“最佳实践”对齐,如果有的话.

解决方法@H_404_41@

当我们谈论抽象时,我们应该尝试确定我们正在实施的核心方面.通常,这些方面可以表示为接口.

由于在C中,与其他语言(如Java)不同,我们没有特定的接口声明语法,我们可以使用纯虚拟类.

一般来说,堆栈是遵循LIFO访问结构的数据结构,没有其他的.

即使受到内存量的限制,我没有看到任何原因,一个基本的堆栈应该有一个大小限制.考虑大小限制的更抽象的方法将是验证堆栈是否接受更多元素,或者可以通过弹出式调用提供和元素.

所以,我们可以考虑堆栈的基本界面如下：

class Stack {
public:
    virtual ~Stack()=0;
    virtual Data& pop() throw (std::out_of_range) = 0;
    virtual void push(Data&) throw (std::out_of_range) = 0;
    virtual bool isPoppable() = 0;
    virtual bool isPushable() = 0;
}

那么现在我们可以开始考虑实现.一个简单的实现将是一个数组：

class StackArray : public Stack {
private:
    Data* mArray;
    int mSize;
    int mPointer;
    StackArray(int size) : mSize(size),mPointer(0) {
        mArray = new Data[mSize];
    }
    virtual ~StackArray() {
        delete [] mArray;
    }
public:
    void push(Data& el) throw (std::out_of_range) {
        if (!isPushable()) throw std::out_of_range("Cannot push to this stack");
        mArray[mPointer++] = el;
    }

    Data& pop() throw (std::out_of_range) {
        if (!isPopable()) throw std::out_of_range("Cannot pop from this stack");
        return mArray[mPointer--];
    }

    bool isPushable() {
        return mPointer < mSize;
    }

    bool isPoppable() {
        return mPointer > 0;
    }
}

进一步,我们可以想到一个基于链表的堆栈：

class Datanode {
private:
    Datanode* next;
    Data* data;
public: // trivial impl. ommited
    bool hasNext();
    Datanode* getNext();
    Data* getData();
    void setNext(Datanode* next);
    void setData(Data* data);
}

class StackLinkedList : public Stack {
private:
    Datanode* root;
public:
    StackLinkedList():pointer(0) {}
    virtual ~StackLinkedList() {}
    void push(Data& el) throw (std::out_of_range) {
        if (!isPushable()) throw std::out_of_range("Cannot push to this stack");
        Datanode* n = new Datanode();
        n->setData(&el);

        Datanode* pointer = root;
        if (root == NULL) {
            pointer = n;
        } else {
            while (pointer->hasNext()) {
                pointer = pointer->getNext();
            }

            pointer->setNext(n);
        }
    }

    Data& pop() throw (std::out_of_range) {
        if (!isPoppable()) throw std::out_of_range("Cannot pop from this stack");
        Datanode* pointer = root,prevIoUs = NULL;
        while (pointer->hasNext()) {
            prevIoUs = pointer;
            pointer = pointer->getNext();
        }

        Data* ret = pointer->getData();
        delete pointer;
        if (prevIoUs != NULL) {
            prevIoUs->setNext(NULL);
        }

        return *ret;
    }

    bool isPushable() {
        return true;
    }

    bool isPoppable() {
       return root != NULL;
    }
}

c – 使用抽象级别实现数据结构

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