坐牢第三十五天（c++）

一.作业

1.使用模版类自定义栈

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
// 封装一个栈
class stcak
{
private:
    T *data;    //
    int max_size; // 最大容量
    int top;      // 下标
public:
    // 无参构造函数
    stcak();
    // 有参构造函数
    stcak(int size);
    // 拷贝构造函数
    stcak(const stcak &other);
    // 析构函数
    ~stcak();
    // 判空函数
    bool empty();
    // 判满函数
    bool full();
    // 扩容函数
    void resize(int new_size);
    // 返回元素个数函数
    int size();
    // 向栈顶插入元素函数
    void push(T value);
    // 删除栈顶元素函数
    T pop();
    // 访问栈顶元素函数
    T get_top();
    // 赋值重载函数
    stcak &operator=(const stcak &other);
    // 遍历栈里元素函数
    void show();
    //清空队列函数
    void clear();
};
// 无参构造函数
template<typename T>
stcak<T>::stcak() : max_size(10)
{
    data = new T[10];
    max_size = 10;
    top = -1;
    cout << "无参构造" << endl;
}
// 有参构造函数
template<typename T>
stcak<T>::stcak(int size)
{
    data = new T[size];
    max_size = size;
    top = -1;
    cout << "有参构造" << endl;
}
// 拷贝构造函数
template<typename T>
stcak<T>::stcak(const stcak &other)
{
    max_size = other.max_size;
    top = other.top;
    data = new T[max_size];
    for (int i = 0; i <= top; i++)
    {
        data[i] = other.data[i];
    }
    cout << "拷贝构造" << endl;
}
// 析构函数
template<typename T>
stcak<T>::~stcak()
{
    delete[] data;
    cout << "析构函数" << endl;
}
// 判空函数
template<typename T>
bool stcak<T>::empty()
{
    return top == -1;
}
// 判满函数
template<typename T>
bool stcak<T>::full()
{
    return top == max_size - 1;
}
// 扩容函数
template<typename T>
void stcak<T>::resize(int new_size)
{
    int *new_data = new T[new_size];
    for (int i = 0; i <= top; i++)
    {
        new_data[i] = data[i];
    }
    delete[] data;
    data = new_data;
    max_size = new_size;
}
// 返回元素个数函数
template<typename T>
int stcak<T>::size()
{
    return top + 1;
}
// 向栈顶插入元素函数
template<typename T>
void stcak<T>::push(T value)
{
    if (full())
    {
        // 调用扩容函数
        resize(max_size * 2);
    }
    data[++top] = value;
}
// 删除栈顶元素函数
template<typename T>
T stcak<T>::pop()
{
    if (empty())
    {
        cout << "栈是空的";
        return -1;
    }
    return data[top--]; // 出栈
}
// 访问栈顶元素函数
template<typename T>
T stcak<T>::get_top()
{
    if (empty())
    {
        cout << "栈是空的";
        return T();
    }
    return data[top];
}
// 赋值重载函数
template<typename T>
stcak<T> &stcak<T>::operator=(const stcak &other)
{
    if (this == &other)
    {
        return *this;
    }
    delete[] data;
    max_size = other.max_size;
    top = other.top;
    data = new T[max_size];
    for (int i = 0; i <= top; i++)
    {
        data[i] = other.data[i];
    }
    return *this;
}
// 遍历栈里元素函数
template<typename T>
void stcak<T>::show()
{
    if (empty())
    {
        cout << "遍历失败栈是空的"<<endl;
        return;
    }
    cout << "栈里元素有:"<<endl;
    for (int i = 0; i <= top; i++)
    {
        cout<< data[i] <<'\t'; 
    }
    cout <<endl;
}
//清空栈函数
template<typename T>
void stcak<T>::clear()
{
    top=-1;
    cout <<"栈已清空"<<endl;
}
/******************主函数*********************/ 
int main()
{   
    stcak<int> s;
    s.push(1);
    s.push(2);
    s.push(3);
    s.show();
    cout << "栈的大小：" << s.size() << endl;
    cout <<s.get_top()<< endl;
    s.pop();
    s.show();
    cout << "栈的大小：" << s.size() << endl;
    s.clear();
    s.show();
    return 0;
}

结果：

2.使用模版类自定义队列

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
class queue
{
private:
    T *data;    // 容器
    int max_size; // 最大容量
    int front;    // 头下标
    int tail;     // 尾下标
public:
    // 无参构造函数
    queue();
    // 有参构造函数
    queue(int size);
    // 拷贝构造函数
    queue(const queue &other);
    // 析构函数
    ~queue();
    // 判空函数
    bool empty();
    // 判满函数
    bool full();
    // 扩容函数
    void resize(int new_size);
    // 元素个数函数
    int size();
    // 向队列尾部插入元素函数
    void push(T value);
    // 删除首个元素函数 出队
    void pop();
    // 遍历队列元素
    void show();
    // 赋值重载函数
    queue &operator=(const queue &other);
    //清空队列函数
    void clear();
};
// 无参构造函数
template<typename T>
queue<T>::queue():max_size(10)
{
    data = new T[10];
    max_size = 10;
    front = tail = 0;
    cout << "无参构造" << endl;
}
// 有参构造函数
template<typename T>
queue<T>::queue(int size)
{
    data = new T[size];
    max_size = size;
    front = tail = 0;
    cout << "有参构造" << endl;
}
// 拷贝构造函数
template<typename T>
queue<T>::queue(const queue &other)
{
    max_size=other.max_size;
    front=other.front;
    tail=other.tail;
    data=new T[max_size];
    for (int i = front; i != tail; i = (i + 1) % max_size)
    {
        data[i]=other.data[i];
    }   
    cout << "拷贝构造" << endl;
}
// 析构函数
template<typename T>
queue<T>::~queue()
{
    delete[] data;
    cout << "析构函数" << endl;
}
// 判空函数
template<typename T>
bool queue<T>::empty()
{
    return front == tail;
}
// 判满函数
template<typename T>
bool queue<T>::full()
{
    return (tail+1)% max_size == front;
}
// 元素个数函数
template<typename T>
int queue<T>::size()
{
    return (tail-front+max_size) % max_size;
}
// 扩容函数
template<typename T>
void queue<T>::resize(int new_size)
{
    int *new_data = new T[new_size];
    for (int i = front; i <= tail; i++)
    {
        new_data[i] = data[i];
    }
    data = new_data;
    max_size = new_size;
    front =0;
    tail =size();
}
// 向队列尾部插入元素函数
template<typename T>
void queue<T>::push(T value)
{
    if (full())
    {
        // 调用扩容函数
        resize(max_size * 2);
    }
    data[tail] = value;
    tail = (tail + 1) % max_size;
}
// 删除首个元素函数 出队
template<typename T>
void queue<T>::pop()
{
    if (empty())
    {
        cout << "队列为空" << endl;
        return ;
    }
    cout << data[front] << "出队" << endl;
    front = (front + 1) % max_size;
    // return 0;
}
// 遍历队列元素
template<typename T>
void queue<T>::show()
{
    if (empty())
    {
        cout << "遍历失败队列为空" << endl;
        return;
    }
    cout << "队列元素:" << endl;
    for (int i = front; i != tail; i = (i + 1) % max_size)
    {
        cout << data[i] << '\t';
    }
    cout << endl;
}
// 赋值重载函数
template<typename T>
queue<T> &queue<T>::operator=(const queue &other)
{
    if (this == &other)
    {
        return *this;
    }
    delete []data;
    max_size=other.max_size;
    front=other.front;
    tail=other.tail;
    data=new T[max_size];
    for (int i = front; i != tail; i = (i + 1) % max_size)
    {
        data[i]=other.data[i];
    }
    cout << "拷贝赋值函数" <<endl;  
    return *this; 
}
//清空队列函数
template<typename T>
void queue<T>::clear()
{
    front=tail=0;
    cout << "队列已清空"<<endl;
}
/******************主函数*********************/
int main()
{
    queue<int> s;
    s.push(1);
    s.push(2);
    s.push(3);
    s.show();
    cout << "队列的大小：" << s.size() << endl;
    s.pop();
    s.show();
    cout << "队列的大小：" << s.size() << endl;
    s.clear();
    s.show();
    return 0;
}

结果：

3.使用模版类自定义动态数组

代码：

#include <iostream>
#include <cstring> // 引入cstring以使用memcpy
using namespace std;

template <typename T>
class SeqList
{
private:
    T *data;      // 顺序表的数组
    int max_size; // 容器最大内存
    int size = 0; // 数组的大小
    int len = 0;  // 顺序表实际长度

public:
    // 构造函数
    SeqList()
    {
        init(10, 100);
    }

    SeqList(int s, int max_s)
    {
        init(s, max_s);
    }

    // 析构函数
    ~SeqList()
    {
        free();
    }

    // 拷贝构造
    SeqList(const SeqList<T> &other)
    {
        init(other.size, other.max_size);
        for (int i = 0; i < other.len; i++)
        {
            add(other.data[i]);
        }
    }
    // 初始化函数
    void init(int s, int max_s)
    {
        max_size = max_s;
        size = s;           // 当前数组的最大容量
        data = new T[size]; // 在堆区申请一个顺序表容器
    }
    // 判空函数
    bool empty()
    {
        return len == 0;
    }
    // 判满函数
    bool full()
    {
        return size==len;
    }

    // 添加数据函数
    bool add(T e)
    {
        if (data == NULL)
        {
            cout << "添加数据失败" << endl;
            return false;
        }
        if (full())
        {
            if (len == max_size)
            {
                cout << "添加数据失败，内存已满" << endl;
                return false;
            }
            expend();
        }
        data[len++] = e;
        cout << "添加数据成功" << endl;
        return true;
    }
    // 求当前顺序表的实际长度
    int length()
    {
        return len;
    }
    // 任意位置插入函数
    bool insert_pos(int pos, T e)
    {
        if (data == NULL || pos < 0 || pos > len)
        {
            cout << "插入数据失败" << endl;
            return false;
        }
        if (full())
        {
            expend();
        }
        for (int i = len - 1; i >= pos; i--)
        {
            data[i + 1] = data[i];
        }
        data[pos] = e;
        len++;
        cout << "插入数据成功" << endl;
        return true;
    }
    // 任意位置删除函数
    bool delete_pos(int pos)
    {
        if (data == NULL || SeqList::empty() || pos < 0 || pos >= len)
        {
            cout << "删除数据失败" << endl;
            return false;
        }
        for (int i = pos + 1; i < len; i++)
        {
            data[i - 1] = data[i];
        }
        len--;
        cout << "删除数据成功" << endl;
        return true;
    }
    // 访问容器中任意一个元素 at
    T &at(int index)
    {
        if (data == NULL || SeqList::empty() || index < 0 || index >= len)
        {
            cout << "访问数据失败" << endl;
        }
        return data[index];
    }
    // 遍历整个数组输出
    void show()
    {
        if (data == NULL || SeqList::empty())
        {
            cout << "遍历数组失败" << endl;
            return;
        }
        cout << "数组中的数据:" << endl;
        for (int i = 0; i < length(); i++)
        {
            cout << data[i] << '\t';
        }
        cout << endl;
    }

    // 君子函数：二倍扩容
    void expend()
    {
        T *temp;
        size = 2 * size;
        temp = new T[size];
        memcpy(temp, data, sizeof(T) * len);
        free();
        data = temp;
    }

    // 释放函数
    void free()
    {
        delete[] data;
        data = NULL;
        cout << "释放空间成功" << endl;
    }
};

int main()
{
    SeqList<int> L;
    L.add(1);
    L.add(2);
    L.add(3);
    L.add(4);
    L.add(5);
    L.add(6);
    L.add(6);
    L.add(6);
    L.add(99);
    L.add(99);
    L.add(99);
    L.add(99);
    L.show();
    L.free();
    L.show();
    return 0;
}

结果：

二.思维导图