栈中assert函数

栈中的assert函数是用于在程序运行时检查某个条件是否满足，如果不满足则终止程序运行并输出错误信息。在栈中使用assert函数可以帮助我们及时发现程序中的错误，避免出现更严重的后果。

例如，在栈中使用assert函数可以检查栈是否为空，如果为空则终止程序运行并输出错误信息。代码示例：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <cassert>

using namespace std;

int main() {
    stack<int> s;
    assert(s.empty() == true); // 检查栈是否为空
    s.push(1);
    assert(s.empty() == false); // 检查栈是否为空
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了assert函数来检查栈是否为空。如果栈为空，则程序会终止运行并输出错误信息。

相关问题

-3 算术表达式求值（栈）pta本题要实现对输入的表达式进行运算求解，题目为函数补全题，请补全第二部分代码，栈的基本操作，一共包含8个栈操作函数。 补全代码后，将所写代码与题目中已给出的其他部分代码一同提交，运行测试。

在处理-3这样的算术表达式的栈（Stack）求值问题时，通常会使用逆波兰表示法（Reverse Polish Notation，RPN）来简化计算过程。逆波兰表示法不需要括号，而是通过元素顺序来确定运算次序。你需要编写一些基本的栈操作函数，例如入栈、出栈、判断栈是否为空、以及执行两个数的加减乘除等操作。

以下是可能需要补充的栈操作函数示例，假设我们已经有了一个`int`类型的栈`stk`：

#include <stack>
#include <string>

class Solution {
public:
    // 定义栈数据结构
    struct StackElement {
        int num;
        char op; // '+' '-' '*' '/'
    };

    std::stack<StackElement> stk;

    // 入栈一个操作数
    void pushNum(int num) {
        StackElement e = {num, 'n'}; // 'n' 表示这是一个数字
        stk.push(e);
    }

    // 出栈并返回顶部的操作数或操作符
    int pop() {
        if (stk.empty()) return -1; // 栈空处理
        StackElement e = stk.top();
        stk.pop();
        return e.num;
    }

    // 检查栈是否为空
    bool isEmpty() {
        return stk.empty();
    }

    // 出栈并处理操作符，如果遇到数字则入栈，直到遇到另一个操作符或数字结束
    void applyOp() {
        if (isEmpty()) return;
        
        while (!stk.empty() && (stk.top().op != 'n')) {
            int op2 = stk.top().num;
            stk.pop(); // 弹出第二个操作数

            int op1 = stk.top().num;
            stk.pop(); // 弹出第一个操作数

            switch(stk.top().op) {
                case '+': stk.top().num = op1 + op2; break;
                case '-': stk.top().num = op1 - op2; break;
                case '*': stk.top().num = op1 * op2; break;
                case '/':
                    if (op2 == 0) throw "Division by zero"; // 防止除零错误
                    stk.top().num = op1 / op2; break;
                default: assert(false); // 错误的操作符
            }
        }
    }

    // 主函数用于处理输入的表达式
    double calculate(std::string expression) {
        for (char c : expression) {
            if (isdigit(c)) {
                pushNum(c - '0'); // 转换为数字并入栈
            } else {
                applyOp(); // 当遇到操作符时应用到栈顶的两个操作数
            }
        }
        // 最后一次应用操作符
        applyOp();

        if (isEmpty()) {
            return stk.top().num;
        } else {
            throw "Invalid expression"; // 栈非空，说明表达式不完整
        }
    }
};

使用JAVA设计一个栈类MyStack（元素为整数），包括pop、push、isEmpty、isFull、size等方法。构建栈对象时，如果不传递参数则栈的大小默认为10，否则按照参数的要求创建栈的大小。在测试类中构建不同大小的栈对象，并测试各成员函数的使用。

在Java中，我们可以创建一个名为`MyStack`的线程安全的栈类，包含`pop()`、`push()`、`isEmpty()`, `isFull()` 和 `size()` 等方法。这里使用了`ArrayDeque`作为底层数据结构，因为它提供了无界数组的高效操作。以下是`MyStack`的实现：

import java.util.concurrent.ArrayDeque;

public class MyStack {
    private final int capacity;
    private ArrayDeque<Integer> stack;

    public MyStack(int size) {
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Size must be a positive integer.");
        }
        this.capacity = size;
        stack = new ArrayDeque<>(capacity);
    }

    // 添加元素到栈顶
    public void push(int value) {
        if (stack.isFull()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is full.");
        }
        stack.addLast(value);
    }

    // 删除并返回栈顶元素
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty.");
        }
        return stack.removeFirst();
    }

    // 检查栈是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return stack.isEmpty();
    }

    // 检查栈是否已满
    public boolean isFull() {
        return stack.size() == capacity;
    }

    // 返回栈当前元素的数量
    public int size() {
        return stack.size();
    }
}

测试类`MyStackTest`可以这样编写：

public class MyStackTest {
    @Test
    public void testMyStack() {
        // 创建默认大小为10的栈
        MyStack smallStack = new MyStack();
        assert !smallStack.isEmpty();
        assert smallStack.isFull(); // 初始状态下是空的，所以不是满的

        // 扩展的栈，例如容量为50
        MyStack largeStack = new MyStack(50);
        assert !largeStack.isEmpty();
        assert !largeStack.isFull();

        // 测试push和pop
        largeStack.push(1); largeStack.push(2);
        assert largeStack.pop() == 2;
        assert largeStack.pop() == 1;
        assert largeStack.isEmpty();

        // 尝试超过容量的push会抛出异常
        try {
            largeStack.push(100);
            fail("Expected an exception for overflowing stack");
        } catch (IllegalStateException e) {
            // Expected
        }
    }
}