Объяснение ADT C++ с примером и кодом: реализация стека

ADT (абстрактный тип данных) — это концепция программирования, которая позволяет определять структуру данных и операции, которые можно над ней выполнять, без указания деталей реализации. Такое разделение интерфейса и реализации обеспечивает инкапсуляцию и модульность кода, обеспечивая гибкость и возможность повторного использования кода.

В C++ ADT обычно реализуются с использованием классов или структур. Определение класса служит интерфейсом, определяющим операции, которые можно выполнять со структурой данных, а детали реализации скрыты внутри методов класса.

Вот пример реализации ADT для простой структуры данных стека в C++:

#include <iostream>
#define MAX_SIZE 100
class Stack {
  private:
    int arr[MAX_SIZE];
    int top;
  public:
    Stack() {
        top = -1;
    }
    bool isEmpty() {
        return top == -1;
    }
    bool isFull() {
        return top == MAX_SIZE - 1;
    }
    void push(int data) {
        if (isFull()) {
            std::cout << "Stack Overflow" << std::endl;
            return;
        }
        arr[++top] = data;
    }
    int pop() {
        if (isEmpty()) {
            std::cout << "Stack Underflow" << std::endl;
            return -1;
        }
        return arr[top--];
    }
    int peek() {
        if (isEmpty()) {
            std::cout << "Stack is empty" << std::endl;
            return -1;
        }
        return arr[top];
    }
};
int main() {
    Stack stack;
    stack.push(10);
    stack.push(20);
    stack.push(30);
    std::cout << stack.pop() << std::endl;
    std::cout << stack.pop() << std::endl;
    std::cout << stack.peek() << std::endl;
    return 0;
}

В этом примере класс Stackпредставляет ADT. Он имеет частные элементы данных, такие как массив arrдля хранения элементов стека и topдля отслеживания индекса верхнего элемента. Класс предоставляет общедоступные методы, такие как isEmpty(), isFull(), push(), pop(), и peek()для выполнения операций со стеком.

Метод push()добавляет элемент в стек, pop()удаляет и возвращает верхний элемент, peek()возвращает верхний элемент, не удаляя его, isEmpty()проверяет, пуст ли стек, а isFull()проверяет, заполнен ли стек.

Выполнение примера кода приведет к выводу:

30
20
10

Это демонстрирует функциональность стека ADT.