C#使用Object类实现栈的方法详解

栈的概念

在计算机科学中，栈（Stack）是一种特殊的数据结构，它是一种只允许在表的一端进行插入和删除操作的线性表。这一端被称作栈顶（Top）；相对地，把另一端称为栈底（Bottom）。栈中元素的插入和删除操作所遵守的原则是：先进后出（Last In First Out，简称LIFO）。

使用Object类实现栈

在C#中，Object类是所有类的基类，因此可以使用Object类实现栈。具体实现过程如下：

定义栈类

public class MyStack
{
    private Object[] stackArray;  // 用于存储栈的数组
    private int top;  // 记录栈顶的索引位置

    // 构造函数
    public MyStack(int size)
    {
        stackArray = new Object[size];
        top = -1;  // 初始化栈顶位置为-1
    }

    // 判断栈是否为空
    public bool IsEmpty()
    {
        return top == -1;
    }

    // 判断栈是否已满
    public bool IsFull()
    {
        return top == stackArray.Length - 1;
    }

    // 入栈
    public void Push(Object obj)
    {
        if (IsFull())
        {
            throw new Exception("The stack is full.");
        }
        stackArray[++top] = obj;
    }

    // 出栈
    public Object Pop()
    {
        if (IsEmpty())
        {
            throw new Exception("The stack is empty.");
        }
        return stackArray[top--];
    }

    // 获取栈顶元素
    public Object Peek()
    {
        if (IsEmpty())
        {
            throw new Exception("The stack is empty.");
        }
        return stackArray[top];
    }
}

使用栈类

MyStack stack = new MyStack(5);  // 创建一个大小为5的栈

// 入栈
stack.Push(1);
stack.Push("hello");
stack.Push(3.14);

// 出栈
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出3.14
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出hello

// 获取栈顶元素
Console.WriteLine(stack.Peek());  // 输出1

示例说明

示例一

MyStack stack = new MyStack(3);
stack.Push("apple");
stack.Push("banana");
stack.Push("orange");
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出orange
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出banana
stack.Push("grape");
stack.Push("peach");
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出peach
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出grape
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出apple

在这个示例中，我们创建了一个大小为3的栈，并依次将"apple"、"banana"、"orange"入栈。然后我们先出栈"orange"和"banana"，再将"grape"和"peach"入栈，最后出栈"peach"、"grape"和"apple"。可以发现，元素出栈的顺序符合栈的先进后出原则。

示例二

MyStack stack = new MyStack(2);
stack.Push(1);
stack.Push(2);
Console.WriteLine(stack.Pop());  // 输出2
stack.Push(3);

在这个示例中，我们创建了一个大小为2的栈，并依次将1和2入栈。然后我们出栈2，并将3入栈。注意事项：在这种情况下，我们在Push(3)时已经超出了栈的大小，因此会抛出一个异常："The stack is full."。这个异常提示我们不能继续向已经满了的栈中添加元素。