# 實習課第八次作業

###### tags: `NTOU CSE C++ Programming`

> 教學文件和作業說明文件： https://hackmd.io/@kogiokka/ntou-cse-cpp-nav

> 範例程式和範例專案：[Google Drive](
https://drive.google.com/drive/folders/100YvcqccLgY_27mJnubRSuPALrMAghJQ?usp=sharing)

本次作業目標為熟悉 class、constructor 和 destructor（類別、建構子和解構子）。

## 參考資料

[13.2 — Classes and class members, LEARN C++](https://www.learncpp.com/cpp-tutorial/classes-and-class-members/)

## 題目

實作一個 Stack 類別（儲存 `int` 型別）。Stack 類別應包含下列成員函式（member function）：

| 函式名稱 | 回傳值型別 | 回傳值意義 |
| - | - | - |
| `push` | `bool` | 代表**成功或失敗**。|
| `pop` | `bool` | 代表**成功或失敗**。|
| `isEmpty` | `bool` | 代表 stack **是否**為空 |
| `isFull` | `bool` | 代表 stack **是否**滿了 |
| `printStack` | `void` | 無回傳值 |

參考範例程式：`class.cpp`

### 需求

#### 一、檔案

1. 使用一個 header file
→ `stack.h`
2. `main` 函式以及 `Stack` 類別分別放在不同檔案：
→ `main.cpp`
→ `stack.cpp`

#### 二、程式碼

1. 不可用 global variables
1. 定義 class Stack
1. class Stack 定義放在 `stack.h`
1. class Stack 的 member functions 定義放在 class 外 （`stack.cpp`內）
1. 不再使用的 memory 必須全部釋放（`free` 或 `delete`）。

### 範例

用陣列（`malloc` 和 pointer）實作 class Stack（第五次版本二），包含下面功能：

| 成員函式 | 說明 |
| - | - |
| constuctor | 一個參數設定 stack 大小（預設值為 10）使用 `malloc` 分配記憶體給陣列（allocate memory）。
| destructor | 使用 `free` 釋放記憶體（deallocate meory）。
| `push` | 回傳**成功或失敗**。|
| `pop` | 回傳**成功或失敗**。|
| `isEmpty` | 回傳 stack **是否**為空 |
| `isFull` | 回傳 stack **是否**滿了 |
| `printStack` | 列印出 stack 中儲存的所有資料 |
| `stackInitial` | 接受一個參數設定堆疊的大小。如果 Stack 物件中的陣列已經持有記憶體，則分配參數指定的大小的記憶體給它，並且釋放舊的（一樣使用`malloc`和`free`）。回傳**成功或失敗**。|

#### 注意事項

在 C++ 程式碼中使用 `malloc` 時請加入`<cstdlib>` 標頭檔。

程式中使用 `malloc` 分配記憶體時 C++ 編譯器可能會報錯。例如：


因為 `malloc` 的回傳值是 `void*` 型別，而 C++ 對於型別的轉換有較嚴格的規定。所以請利用C++的`static_cast`將`malloc`回傳值 cast 到變數的型別。範例：

#include <cstdlib>

int main()
{
    int* x = static_cast<int*>(malloc(10 * sizeof(int)));
    free(x);
    return 0;
}

參考文件：https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/c/malloc

#### 參考程式架構

Stack.h

// Stack.h
#ifndef STACK_H
#define STACK_H

class Stack
{
public:
    Stack();
    Stack(int size);
    ~Stack();
    bool push(int value);
    bool pop();
    bool isEmpty();
    bool isFull();
    void printStack();
    bool stackInitial(int size);
};

#endif

Stack.cpp

// Stack.cpp
#include "Stack.h"

#include <cstdlib>

/**
 * Default Constructor. Allocate memory for the stack. The size of stack is
 * default to 10.
 */
Stack::Stack() { /* TODO */ }

/**
 * Constructor. Allocate memory for the stack.
 *
 * @param size    The initial size of the stack.
 */
Stack::Stack(int size) { /* TODO */ }

/**
 * Destructor. Deallocate the memory of the stack.
 */
Stack::~Stack() { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Push a value onto the stack.
 * 
 * @param value    The value to be pushed onto the stack.
 * @return         Success or failure.
 */
bool Stack::push(int value) { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Pop the top value from the stack.
 * 
 * @return    Success or failure.
 */
bool Stack::pop() { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Check if the stack is empty.
 * 
 * @return    Whether the stack is empty or not.
 */
bool Stack::isEmpty() { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Check if the stack is full.
 * 
 * @return    Whether the stack is full or not.
 */
bool Stack::isFull() { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Print the whole stack.
 */
void Stack::printStack() { /* TODO */ }

/**
 * Member function. Reset the stack and give it a new size.
 * 
 * @param size    The new stack size.
 * @return        Success or failure.
 */
bool Stack::stackInitial(int size) { /* TODO */ }

## 測試案例

int main()
{
    Stack s(5);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        s.push(i);
    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 3; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 2; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    //--------------------------------------
    s.stackInitial(10);
    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 10; i++)
        s.push(i);
    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    //--------------------------------------
    s.stackInitial(15);
    for (int i = 0; i < 15; i++)
        s.push(i);
    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << s.pop();

    cout << s.isEmpty();
    cout << s.isFull();

    return 0
}