Страница 87 из 502

C# 4.0: полное руководство

Шилдт Герберт

Стек служит классическим примером объектно-ориентированного программирования потому, что он сочетает в себе средства хранения информации с методами доступа к ней. Для реализации такого сочетания отлично подходит класс, в котором члены, обеспечивающие хранение информации в стеке, должны быть закрытыми, а методы доступа к ним — открытыми. Благодаря инкапсуляции базовых средств хранения информации соблюдается определенный порядок доступа к отдельным элементам стека из кода, в котором он используется.

Для стека определены две основные операции: поместить данные в стек и извлечь их оттуда. Первая операция помещает значение на вершину стека, а вторая — извлекает значение из вершины стека. Следовательно, операция извлечения является безвозвратной: как только значение извлекается из стека, оно удаляется и уже недоступно в стеке.

В рассматриваемом здесь примере создается класс Stack, реализующий функции стека. В качестве базовых средств для хранения данных в стеке служит закрытый массив. А операции размещения и извлечения данных из стека доступны с помощью открытых методов класса Stack. Таким образом, открытые методы действуют по упомянутому выше принципу "последним пришел — первым обслужен". Как следует из приведенного ниже кода, в классе Stack сохраняются символы, но тот же самый механизм может быть использован и для хранения данных любого другого типа.

// Класс для хранения символов в стеке.

using System;

class Stack {

// Эти члены класса являются закрытыми,

char[] stck; // массив, содержащий стек

int tos; // индекс вершины стека

// Построить пустой класс Stack для реализации стека заданного размера,

public Stack(int size) {

stck = new char[size]; // распределить память для стека

tos = 0;

}

// Поместить символы в стек,

public void Push(char ch) {

if(tos==stck.Length) {

Console.WriteLine(" - Стек заполнен.");

return;

}

stck[tos] = ch;

tos++;

}

// Извлечь символ из стека,

public char Pop() {

if(tos==0) {

Console.WriteLine(" - Стек пуст.");

return (char) 0;

}

tos-- ;

return stck[tos];

}

// Возвратить значение true, если стек заполнен,

public bool IsFull() {

return tos==stck.Length;

}

// Возвратить значение true, если стек пуст,

public bool IsEmpty() {

return tos==0;

}

// Возвратить общую емкость стека,

public int Capacity() {

return stck.Length;

}

// Возвратить количество объектов, находящихся в данный момент в стеке,

public int GetNum() {

return tos;

}

}

Рассмотрим класс Stack более подробно. В начале этого класса объявляются две следующие переменные экземпляра.

// Эти члены класса являются закрытыми,

char[] stck; // массив, содержащий стек

int tos; // индекс вершины стека

Массив stck предоставляет базовые средства для хранения данных в стеке (в данном случае — символов). Обратите внимание на то, что память для этого массива не распределяется. Это делается в конструкторе класса Stack. А член tos данного класса содержит индекс вершины стека.

Оба члена, tosnstck, являются закрытыми, и благодаря этому соблюдается принцип "последним пришел — первым обслужен". Если же разрешить открытый доступ к члену stck, то элементы стека окажутся доступными не по порядку. Кроме того, член tos содержит индекс вершины стека, где находится первый обслуживаемый в стеке элемент, и поэтому манипулирование членом tos в коде, находящемся за пределами класса Stack, следует исключить, чтобы не допустить разрушение самого стека. Но в то же время члены stckntos доступны пользователю класса Stack косвенным образом с помощью различных отрытых методов, описываемых ниже.

Рассмотрим далее конструктор класса Stack.