Question

Stock 类非常具体。然而，程序员常常通过定义类来表示更通用的概念。例如，就实现计算机专家们所说的抽象数据类型（abstract data type，ADT）而言，使用类是一种非常好的方式。顾名思义，ADT 以通用的方式描述数据类型，而没有引入语言或实现细节。例如，通过使用栈，可以以这样的方式存储数据，即总是从堆顶添加或删除数据。例如，C++程序使用栈来管理自动变量。当新的自动变量被生成后，它们被添加到堆顶；消亡时，从栈中删除它们。

下面简要地介绍一下栈的特征。首先，栈存储了多个数据项（该特征使得栈成为一个容器——一种更为通用的抽象）；其次，栈由可对它执行的操作来描述。

• 可创建空栈。
• 可将数据项添加到堆顶（压入）。
• 可从栈顶删除数据项（弹出）。
• 可查看栈否填满。
• 可查看栈是否为空。

可以将上述描述转换为一个类声明，其中公有成员函数提供了表示栈操作的接口，而私有数据成员负责存储栈数据。类概念非常适合于 ADT 方法。

私有部分必须表明数据存储的方式。例如，可以使用常规数组、动态分配数组或更高级的数据结构（如链表）。然而，公有接口应隐藏数据表示，而以通用的术语来表达，如创建栈、压入等。程序清单 10.10 演示了一种方法，它假设系统实现了 bool 类型。如果您使用的系统没有实现，可以使用 int、0 和 1 代替 bool、false 和 true。

程序清单 10.10 stack.h

在程序清单 10.10 所示的示例中，私有部分表明，栈是使用数组实现的；而公有部分隐藏了这一点。因此，可以使用动态数组来代替数组，而不会改变类的接口。这意味着修改栈的实现后，不需要重新编写使用栈的程序，而只需重新编译栈代码，并将其与已有的程序代码链接起来即可。

接口是冗余的，因为 pop( ) 和 push( ) 返回有关栈状态的信息（满或空），而不是 void 类型。在如何处理超出栈限制或者清空栈方面，这为程序员提供了两种选择。他可以在修改栈前使用 isempty( ) 和 isfull( ) 来查看，也可以使用 push( ) 和 pop( ) 的返回值来确定操作是否成功。

这个类不是根据特定的类型来定义栈，而是根据通用的 Item 类型来描述。在这个例子中，头文件使用 typedef 用 Item 代替 unsigned long。如果需要 double 栈或结构类型的栈，则只需修改 typedef 语句，而类声明和方法定义保持不变。类模板（参见第 14 章）提供了功能更强大的方法，来将存储的数据类型与类设计隔离开来。

接下来需要实现类方法，程序清单 10.11 提供了一种可行的实现。

程序清单 10.11 stack.cpp

默认构造函数确保所有栈被创建时都为空。pop( ) 和 push( ) 的代码确保栈顶被正确地处理。这种保证措施是 OOP 更可靠的原因之一。假设要创建一个独立数组来表示栈，创建一个独立变量来表示栈顶索引。则每次创建新栈时，都必须确保代码是正确的。没有私有数据提供的保护，则很可能由于无意修改了数据而导致程序出现非常严重的故障。

下面来测试该栈。程序清单 10.12 模拟了售货员的行为——使用栈的后进先出方式，从购物筐的最上面开始处理购物订单。

程序清单 10.12 stacker.cpp

程序清单 10.12 中的 while 循环删除输入行中剩余部分，就现在而言这并非是必不可少的，但它使程序的修改更方便（第 14 章将对这个程序进行修改）。下面是该程序的运行情况：