C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

    }

    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.

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

public Stack(int size) {

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

  tos = 0;

}

Этому конструктору передается требуемый размер стека. Он распределяет память для базового массива и устанавливает значение переменной tos в нуль. Следовательно, нулевое значение переменной tos указывает на то, что стек пуст.

Открытый метод Push() помещает конкретный элемент в стек, как показано ниже.

// Поместить символы в стек,

public void Push(char ch) {

  if (tos==stck.Length) {

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

    return;

  }

  stck[tos] = ch;

  tos++;

}

Элемент, помещаемый в стек, передается данному методу в качестве параметра ch. Перед тем как поместить элемент в стек, выполняется проверка на наличие свободного места в базовом массиве, а именно: не превышает ли значение переменной tos длину массива stck. Если свободное место в массиве stck есть, то элемент сохраняется в нем по индексу, хранящемуся в переменной tos, после чего значение этой переменной инкрементируется. Таким образом, в переменной tos всегда хранится индекс следующего свободного элемента массива stck.

Для извлечения элемента из стека вызывается открытый метод Pop(), приведенный ниже.

// Извлечь символ из стека,

public char Рор() {

  if(tos==0) {

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

    return (char) 0;

  }

  tos-- ;

  return stck[tos];

}

В этом методе сначала проверяется значение переменной tos. Если оно равно нулю, значит, стек пуст. В противном случае значение переменной tos декрементируется, и затем из стека возвращается элемент по указанному индексу.

Несмотря на то что для реализации стека достаточно методов Push() и Pop(), полезными могут оказаться и другие методы. Поэтому в классе Stack определены еще четыре метода: IsFull(), IsEmpty(), Capacity() и GetNum(). Эти методы предоставляют всю необходимую информацию о состоянии стека и приведены ниже.

// 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;

}

Метод IsFull() возвращает логическое значение true, если стек заполнен, а иначе — логическое значение false. Метод IsEmpty() возвращает логическое значение true, если стек пуст, а иначе — логическое значение false. Для получения общей емкости стека (т.е. общего числа элементов, которые могут в нем храниться) достаточно вызвать метод Capacity(), а для получения количества элементов, хранящихся в настоящий момент в стеке, — метод GetNum(). Польза этих методов состоит в том, что для получения информации, которую они предоставляют, требуется доступ к закрытой переменной tos. Кроме того, они служат наглядными примерами организации безопасного доступа к закрытым членам класса с помощью открытых методов.

Конкретное применение класса Stack для реализации стека демонстрируется в приведенной ниже программе.

// Продемонстрировать применение класса Stack,

using System;

// Класс для хранения символов в стеке.

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;

  }

}

class StackDemo {

  static void Main() {

    Stack stk1 = new Stack(10);

    Stack stk2 = new Stack(10);