课程作业（五）

因为类的.cpp部分太长，这里仅贴出Fraction类的完整代码。

类图编码（框架）
类图编码（Fraction类）
栈的定义
标准库的栈
栈的代码实现（数组）
栈的代码实现（链表）
栈的简单应用示例
参考链接

类图编码（框架）

这里贴出VS资源管理器的源文件和头文件的截图作为框架的大致展现，.h文件和.cpp文件对应分离。具体可看上一篇的头文件实现和GitHub。

此处输入图片的描述

类图编码（Fraction类）

由于代码过长，无法全部粘贴，这里只贴出Fraction类的代码，其余部分可在GitHub中查看。

/*************************************************************
文件名：fraction.h
作者：许郁杨 日期：2017/05/07
描述: fraction.cpp对应头文件
*************************************************************/
#pragma once

#include"assistant_functions.h"
#include<iostream>
using namespace std;

class Fraction
{
private:
	int m_nnumerator;
	int m_ndenominator;
	string m_snumerator;
	string m_sdenominator;

public:
	Fraction();
	void GetFraction(int l, int h);
	bool isDivisorZero();
	bool IsInt();
	void TransferIntIntoFraction(int up, int down);

	void Simplify();
	string TransferIntoStringNoInt();
	string TransferIntoString();

	friend const Fraction operator +(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator -(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator *(Fraction frac1, Fraction frac2);
	friend const Fraction operator /(Fraction frac1, Fraction frac2);
};

/*************************************************************
文件名：fraction.cpp
作者：许郁杨 日期：2017/05/07
描述: 分数类
主要功能包括：分数的生成、转换和四则运算

作者：许郁杨 日期：2017/05/10
更新：补充了注释，对格式排版进行一些调整
*************************************************************/

#include"fraction.h"
#include<iostream>
#include<sstream>
using namespace std;

Fraction::Fraction() { }

/*生成分数 日期：2017/05/07*/
void Fraction::GetFraction(int l, int h)
{
	int ntmp1 = 0, ntmp2 = 0;
	stringstream sstmp1, sstmp2;
	while (Max(ntmp1, ntmp2) == 0)
	{
		ntmp1 = RandomNumber(l, h);
		ntmp2 = RandomNumber(l, h);
	}
	m_nnumerator = Min(ntmp1, ntmp2);
	m_ndenominator = Max(ntmp1, ntmp2);
	sstmp1 << m_nnumerator;
	sstmp1 >> m_snumerator;
	sstmp2 << m_ndenominator;
	sstmp2 >> m_sdenominator;
}

/*检查除数是否为零，是为true，否为false 日期：2017/05/07
  更新：格式调整 日期：2017/05/10*/
bool Fraction::isDivisorZero()
{
	if (m_nnumerator == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

/*检查是否可化简整数，是为true，否为false 日期：2017/05/07
  更新：注释补充，格式调整 日期：2017/05/10*/
bool Fraction::IsInt()
{
	if (m_ndenominator == 1)//如果除数为一,即可化简为整数
	{
		return true;
	}
	else//如果不可化简为整数
	{
		return false;
	}
}

/*将整数转换为分数形式 日期：2017/05/07*/
void Fraction::TransferIntIntoFraction(int up, int down)
{
	stringstream sstmp1, sstmp2;
	m_nnumerator = up;
	m_ndenominator = down;
	sstmp1 << m_nnumerator;
	sstmp1 >> m_snumerator;
	sstmp2 << m_ndenominator;
	sstmp2 >> m_sdenominator;
	sstmp1.clear();
	sstmp2.clear();
}

/*化简分数 日期：2017/05/07
  更新：注释补充，格式调整 日期：2017/05/10*/
void Fraction::Simplify()
{
	int ntmp;
	stringstream sstmp1, sstmp2;
	if (m_ndenominator < 0)//如果分母为负数
	{
		m_ndenominator = -m_ndenominator;
		m_nnumerator = -m_nnumerator;
	}
	if (m_nnumerator == 0)//如果分子为零
	{
		m_ndenominator = 1;
	}
	else
	{
		ntmp = GreatestCommonDivisor(abs(m_ndenominator), abs(m_nnumerator));
		m_nnumerator /= ntmp;
		m_ndenominator /= ntmp;
	}
	sstmp1 << m_nnumerator;
	sstmp1 >> m_snumerator;
	sstmp2 << m_ndenominator;
	sstmp2 >> m_sdenominator;
	sstmp1.clear();
	sstmp2.clear();
}

/*将分数转换为字符串形式（不区分整数） 日期：2017/05/07*/
string Fraction::TransferIntoStringNoInt()
{
	return "(" + m_snumerator + "\" + m_sdenominator + ")";
}

/*将分数转换为字符串形式（区分整数） 日期：2017/05/07
  更新：注释补充，格式调整 日期：2017/05/10*/
string Fraction::TransferIntoString()
{
	if (m_ndenominator == 1)//如果分母为一
	{
		return m_snumerator;
	}
	else
	{
		return "(" + m_snumerator + "\" + m_sdenominator + ")";
	}
}

/*重载加法运算符 日期：2017/05/07*/
const Fraction operator +(Fraction frac1, Fraction frac2)
{
	Fraction answer;
	answer.m_nnumerator = frac1.m_nnumerator*frac2.m_ndenominator + frac1.m_ndenominator*frac2.m_nnumerator;
	answer.m_ndenominator = frac1.m_ndenominator*frac2.m_ndenominator;
	answer.Simplify();
	return answer;
}

/*重载减法运算符 日期：2017/05/07*/
const Fraction operator -(Fraction frac1, Fraction frac2)
{
	Fraction answer;
	answer.m_nnumerator = frac1.m_nnumerator*frac2.m_ndenominator - frac1.m_ndenominator*frac2.m_nnumerator;
	answer.m_ndenominator = frac1.m_ndenominator*frac2.m_ndenominator;
	answer.Simplify();
	return answer;
}

/*重载乘法运算符 日期：2017/05/07*/
const Fraction operator *(Fraction frac1, Fraction frac2)
{
	Fraction answer;
	answer.m_nnumerator = frac1.m_nnumerator*frac2.m_nnumerator;
	answer.m_ndenominator = frac1.m_ndenominator*frac2.m_ndenominator;
	answer.Simplify();
	return answer;
}

/*重载除法运算符 日期：2017/05/07*/
const Fraction operator /(Fraction frac1, Fraction frac2)
{
	Fraction answer;
	answer.m_nnumerator = frac1.m_nnumerator*frac2.m_ndenominator;
	answer.m_ndenominator = frac1.m_ndenominator*frac2.m_nnumerator;
	answer.Simplify();
	return answer;
}

栈的定义

栈作为一种常见的数据结构，其最主要的特点为后进先出（区别于队列的先进先出）。栈与线性表类似，都可以用数组和链表两种方式来实现。通常情况下，我们用数组来进行栈的实现。

需要注意的是，栈无法遍历。

栈的结构特点如下图所示：

此处输入图片的描述

标准库的栈

下面对c++ STL中的栈(stack)的用法进行一定说明。

头文件：#include< stack >;

声明：stack<类型> 变量名;

push(a) 在栈顶压入新元素a；
pop() 出栈；
empty() 判断栈是否为空，如果栈为空返回true，否则返回false；
size() 返回栈中元素的个数；
top() 返回栈顶元素；

示例：

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;
int main()
{
	stack<int> a;
	a.push(1);//进栈
	a.push(2);
	a.pop();//出栈
	cout << a.top() << endl;//返回栈顶元素
	cout << a.size() << endl;//返回栈中元素的个数
	cout << a.empty() << endl;//判断栈是否为空，如果栈为空返回true，否则返回false
	return 0;
}

栈的代码实现（数组）

class Stack
{
private:
	int *m_data;
	int m_point;
public:
	Stack();
	bool push(int n);
	bool pop();
	bool empty();
	int top();
	int size();
};

Stack::Stack()
{
	m_data = new int[1000];
}
bool Stack::push(int n)
{
	if (m_point < 1000)
	{
		m_data[m_point] = n;
		m_point++;
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
bool Stack::pop()
{
	if (m_point > 0)
	{
		m_point--;
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
bool Stack::empty()
{
	if (m_point == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
int Stack::size()
{
	return m_point;
}
int Stack::top()
{
	if (!empty())
	{
		return m_data[m_point - 1];
	}
	else
	{
		return -1;
	}
}

栈的代码实现（链表）

class Stack
{
private:
	struct Node
	{
		int data;
		Node *next;
	};
	Node *m_head;
	Node *m_present;
	int m_size;

public:
	Stack()
	{
		m_head = NULL;
		m_size = 0;
	}
	void push(int n);
	bool pop();
	bool empty();
	int top();
	int size();
};
void Stack::push(int n)
{
	Node *tmp = new Node;
	tmp->data = n;
	if (m_head == NULL)
	{
		tmp->next = m_head;
		m_head = tmp;
		m_present = tmp;
	}
	else
	{
		tmp->next = m_present;
		m_present = tmp;
	}
	m_size++;
}
bool Stack::pop()
{
	if (m_size <= 0)
	{
		return false;
	}
	else
	{
		Node *tmp;
		int data;
		tmp = m_present;
		data = m_present->data;
		m_present = m_present->next;
		delete(tmp);
		m_size--;
		return true;
	}
}
bool Stack::empty()
{
	if (m_size == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}
int Stack::size()
{
	return m_size;
}
int Stack::top()
{
	if (!empty())
	{
		return m_present->data;
	}
	else
	{
		return -1;
	}
}

栈的简单应用示例

栈在算法中的基本应用主要是数制转换、符号匹配检查、表达式求值、行编辑以及二叉树的遍历。其中，符号匹配在之前c语言的学习中有做过相关的题目，而在这次的四则运算程序就能够直接运用的就是表达式求值。栈的相关应用网络上资源很多，我就不再赘述。接下来，我以后缀表达式求值为示例体现一下栈在编程当中的实际应用。

后缀表达式求值的步骤：

初始化一个空操作数栈；
从前到后读取后缀表达式的元素。如果是操作数直接入栈；如果读到操作符，弹出栈顶元素a，对新的栈顶元素b，执行b 操作符 a，将结果压入栈中；
最后的栈顶元素即为表达式的值。

代码示例如下：

//string postfix;
int CalculateResult()
{
	int i = 0;
	stack<int> numberStack;
	while (postfix[i] != '')
	{
		if ((postfix[i] >= '0') && (postfix[i] <= '9'))
		{
			double k = 0;
			while ((postfix[i] >= '0') && (postfix[i] <= '9'))
			{
				k = 10 * k + postfix[i] - '0';
				i++;
			}
			numberStack.push(k);
		}
		else
		{
			int tmp = numberStack.top();
			switch (postfix[i])
			{
			case '+':
			{
				numberStack.push(tmp + numberStack.top());
				break;
			}
			case '-':
			{
				numberStack.push(tmp - numberStack.top());
				break;
			}
			case '*':
			{
				numberStack.push(tmp * numberStack.top());
				break;
			}
			case '/':
			{
				numberStack.push(tmp / numberStack.top());
			}
			}
		}
		i++;
	}
	return numberStack.top();
}

参考链接

关于栈及其应用示例
 c++利用链表写一个简单的栈
 栈的经典运用
 栈和队列的应用举例
 C++ 栈和队列的介绍与使用

相关阅读:
深度可分离卷积、分组卷积、空洞卷积、转置卷积
 Batch Normalization
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37QT程序打包
 36可视化操作数据库
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 34sqlite
原文地址：https://www.cnblogs.com/S031602240/p/6891573.html

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