c++ - 对堆栈模板中的返回感到困惑

Question

我正在用 C++ 实现一个通用堆栈(带有一个数组)，我对在这种情况下返回什么感到困惑:

template <class T>
T Stack<T>::pop(void) {
    if (size != 0) {
        return items[size - 1];
        size--;
    } else {
        cerr << "Cannot pop from empty stack." << endl;
        return ???;
    }
}

template <class T>
T Stack<T>::peek(void) {
    if (size != 0)
        return items[size - 1];
    else {
        cerr << "Cannot peek from empty stack." << endl;
        return ???;
    }
}

我在这里有哪些选择？我认为做一些像声明一个新的 T 变量并返回它这样的事情会很麻烦。我在画一个空白。

Answer 1

这取决于您希望类的行为(协议(protocol))是什么。由于您正在那里登录错误流，我假设您认为这是在空堆栈上调用 pop() 的错误条件。发出错误信号的标准 C++ 方法是抛出异常。像这样:

template <class T>
T Stack<T>::pop(void) {
    if (size != 0) {
        size--;
        return items[size];
    } else {
        throw std::invalid_argument("Cannot pop from empty stack.");
    }
}

另一种说法是 pop() 有一个前提“堆栈不为空”。违反前提条件通常是未定义的行为，因此您可以简单地假设堆栈不为空。这是对性能关键代码有用的方法:

template <class T>
T Stack<T>::pop(void) {
    asssert(size > 0);  // not necessary, but it's good practice to assert preconditions
    size--;
    return items[size];
}

---

以上两种方法假设在空堆栈上调用 pop() 是错误的，即它不应该发生。相反，如果您希望这是一个具有明确定义结果的有效操作，您还有其他一些选择。

返回一个表示成功的标志:

template <class T>
std::pair<T, bool> Stack<T>::pop(void) {
    if (size != 0) {
        size--;
        return std::make_pair(items[size], true);
    } else {
        return std::make_pair(T(), false);  // requires T to be default-constructible
    }
}

返回 boost::optional :

template <class T>
boost::optional<T> Stack<T>::pop(void) {
    if (size != 0) {
        size--;
        return items[size];
    } else {
        return boost::none;
    }
}

返回默认构造的T:

template <class T>
T Stack<T>::pop(void) {
    if (size != 0) {
        size--;
        return items[size];
    } else {
        return T();
    }
}