C++自定义DoubleStack动态栈复制后等价判断错误排查

你遇到的栈等价判断错误是多处代码逻辑缺陷共同导致的，核心问题如下：

• operator==重载存在严重逻辑错误：当栈为空（tos=0）时for循环不会执行，函数没有返回值，属于未定义行为，会随机返回真值触发错误的相等判定；且原有循环逻辑仅对比第一个元素就直接返回结果，完全没有校验两个栈的元素数量是否一致，只要第一个元素相等就会误判两栈相等。
• 拷贝构造函数实现为浅拷贝，仅复制指针地址没有开辟新的堆内存，两个对象会共享同一块存储区，析构时会触发重复释放内存的崩溃问题。
• operator=赋值运算符漏拷贝noi（元素计数）成员变量，且没有添加自赋值判断，出现自赋值场景时会直接访问已释放的野指针。
• pop函数逻辑错误：没有正确将栈顶元素赋值给传出参数，且存在不可达的return语句，返回值不符合设计预期。

1. 修正头文件声明 #

给只读接口的参数和函数加上const修饰，修正push函数的参数传递方式：

#include <iostream>

class DoubleStack
{
    public:
    
    DoubleStack(size_t capacity);
    DoubleStack(const DoubleStack& rhs);
    ~DoubleStack(void);
    DoubleStack& operator=(const DoubleStack& rhs);
    int push(double item);
    int pop(double& item);
    int empty(void);
    size_t capacity(void);
    size_t size(void);
    int operator==(const DoubleStack& rhs) const;
    friend std::ostream& operator<< (std::ostream &output, const DoubleStack& s);

    private:
    double *data;
    size_t stack_size;
    size_t tos;
    size_t noi;
};

2. 修正类实现文件的错误逻辑 #

拷贝构造函数改为深拷贝 #

DoubleStack::DoubleStack(const DoubleStack& rhs)
{
    stack_size = rhs.stack_size;
    tos = rhs.tos;
    noi = rhs.noi;
    data = new double[stack_size];
    for (size_t i = 0; i < tos; i++)
    {
        data[i] = rhs.data[i];
    }
}

重写相等判断逻辑 #

int DoubleStack::operator==(const DoubleStack& rhs) const
{
    // 元素数量不同直接判定不等
    if (noi != rhs.noi)
    {
        return false;
    }
    // 逐个对比所有元素，全部相等才返回真
    for (size_t i = 0; i < tos; i++)
    {
        if (data[i] != rhs.data[i])
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

修正赋值运算符 #

DoubleStack& DoubleStack::operator=(const DoubleStack& rhs)
{
    // 自赋值直接返回
    if (this == &rhs)
    {
        return *this;
    }
    delete[] data;
    stack_size = rhs.stack_size;
    tos = rhs.tos;
    noi = rhs.noi;
    data = new double[stack_size];
    for (size_t i = 0; i < tos; i++)        
    {
        data[i] = rhs.data[i];
    }
    return *this;                               
}

修正pop函数逻辑 #

int DoubleStack::pop(double& item)
{
    if (empty() == true)
    {
        std::cout<<"Cannot remove number because stack is empty."<<std::endl;
        return 0;
    }
    noi--;
    tos--;
    item = data[tos];
    std::cout<<"Removed "<<item<<std::endl;
    return 1;
}

补全push函数返回值类型 #

int DoubleStack::push(double item)
{
    if (noi >= stack_size)
    {
        std::cout<<"Stack size at capacity. Cannot push."<<std::endl;
        return 0;
    }
    noi++;
    data[tos++] = item;
    std::cout<<"Inserted "<<item<<std::endl;
    return 1;
}

其余成员函数（构造函数、析构函数、empty、capacity、size、流运算符）原有逻辑可正常工作，无需修改。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JCPowell