C#面向對象編程進階（一） ——實現棧
如何用C#編寫一個棧類？
關鍵在於這樣的一個類應該如何設計呢?首先要確立面向對象的編程思想，即類是對實體進行合理地抽象和建模，而這種思想將貫徹在我們編程的整個過程中。下面我們一步一步來做。
1.類方法簽名初步設計
對於設計一個類而言我們應該由外而內的進行設計,首先考慮它對外部提供的接口,再去考慮其內部的安排。對於棧而言，最重要的外部特性就是壓棧和彈棧，所以要設計兩個方法Push和pop,對於壓棧而言，壓進去的元素存放在哪，所以就要用數組來開辟一段連續的存儲空間來對棧進行順序存儲。所以初步設計如下：
public class Stack
{
private int[] array = new int[3];
public void Push(int element)
{
}
public int Pop()
{
return 0;
}
}
具體的方法應該如何實現呢？我們知道壓棧和彈棧都是在棧頂進行的，如何表示棧頂呢？我們可以設置一個計數器cout對每次壓棧操作進行計數，同樣對於彈棧操作也進行計數，使得計數器總是表示棧內元素的個數。所以在之前的代碼中添加相關語句，現在代碼如下：
public class Stack
{
private int[] array = new int[3];
private int count;
public void Push(int element)
{
count++;
}
public int Pop()
{
count--;
return 0;
}
}
接著我們來分別實現兩個方法的功能。
public void Push(int element)
{
this.array[this.count] = element;
count++;
}
public int Pop()
{
int ele = this.array[this.count - 1];
count--;
return ele;
}
至此兩個方法的功能已經基本實現。
2.設計衍化 -- 考慮到邊界情況，使用異常機制
現在要考慮一個問題，即棧的存儲空間是用數組來固定分配的，那麼壓棧就可能出現棧滿後溢出的情況。為了應對這種異常情況我們需要采取相應的措施。類似的棧也會出現棧空的情況下彈棧的情況。我們先來處理後者：
public int Pop()
{
if (this.count == 0)
{
throw new Exception("堆棧已經為空！");
}
int ele = this.array[this.count - 1];
--this.count;
return ele;
}
然後我們在測試方法中添加try-catch語句便能夠對拋出的異常進行處理。
而對於push方法，我們希望在棧滿的情況下追加存儲空間應該如何做呢？
我們再定義一個數組，開辟出兩倍於原數組的連續存儲空間，然後將原數組中的元素拷貝給新數組，再將新數組的引用賦值給原數組以便於外部使用。
public void Push(int element)
{
if (this.count == this.array.Length)
{
int[] array2 = new int[this.array.Length * 2];
for (int i = 0; i < this.array.Length; i++)
{
array2[i] = array[i];
}
this.array = array2;
}
this.array[this.count] = element;
this.count++;
}
這樣一來，這個類就已經基本設計好了。
3.功能測試
在main方法中添加如下測試代碼：
static void Main(string[] args)
{
try
{
Stack stack = new Stack();
stack.Push(2);
stack.Push(5);
stack.Push(8);
stack.Push(9);
int ele1 = stack.Pop();
Console.WriteLine("{0}", ele1);
int ele2 = stack.Pop();
Console.WriteLine("{0}", ele2);
int ele3 = stack.Pop();
Console.WriteLine("{0}", ele3);
int ele4 = stack.Pop();
Console.WriteLine("{0}", ele4);
}
catch (Exception exception)
{
Console.WriteLine("執行發生錯誤！" + exception.Message);
}
Console.Read();
}
