【C++语言】Date类的代码实现（操作符重载运用）

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文章目录

  • 前言
  • Date类的构思
  • Date类的相关实现
    • 基本框架（默认成员函数）
    • 计算n天前\后的日期
    • 补充：前置++、后置++说明
    • 判断两个日期的关系（大于，小于等）；
    • 可以计算两个日期之间相差多少天
    • 补充：流输入以及流提取操作符实现：
  • 总结
  • C++语言系列学习目录

前言

在上一章节中，我们学习了类和对象的一些内容，包括：类的相关特征、类的默认成员函数、以及操作符重载（重点）。本节就综合前面的相关内容，实现一个Date类。

Date类的构思

我们设想的Date类包括以下操作：

  1. 可以计算n天前\后的日期（+、-、+=、-=等）；
  2. 判断两个日期的关系（大于，小于等）；
  3. 可以计算两个日期之间相差多少天；

Date类的相关实现

基本框架（默认成员函数）

因为Date类型比较简单，属性只有内置类型，所以大部分默认成员函数就可以满足需求。

class Date
{
public://构造函数：全缺省的默认构造函数，但需要判断合法性，所以需要自己定义Date::Date(int year, int month, int day){if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}}//拷贝构造函数：Date类属性全是内置类型，可以不写拷贝构造//赋值运算符重载：Date类属性全是内置类型，赋值运算符重载也可以不用写//析构函数：Date类属性全是内置类型，赋值运算符重载也不用写
private:int _year;int _month;int _day;
};

计算n天前\后的日期

计算n天后基本思路：
日期加上天数，天数相加，判断是否超出当月的日期天数（循环判断），若超出，则月数进1，同时判断月数是否等于13，若等于则再向年进1，月变回1月；

设计流程：

  1. GetMonthDay（）获得当月的天数；
  2. Date Date::operator # (int day) const （#代表多种运算符重载）；

1.GetMonthDay（）
功能：传入年和月，得出该月的天数。
参数：(int year, int month)
返回：int （天数）

注意：方法一般设置在头文件之外，头文件（Date.h）声明函数方法，（Date.cpp）实现方法，因此方法前需要加入Date::类域

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{//静态设置每月天数，二月需要判断是否为闰年得出//之所以静态，是减少频繁创造过程的损失static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }; //if (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) && month == 2) //不太好，应当容易简单判断的条件放在&&前，优化if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))){return 29;}else{return daysArr[month];}
}
  1. Date Date::operator+=(int day) （+=运算符重载）；
    功能：实现Date类和int整形相加，并且直接修改该对象；
    参数: （int day）
    返回： Date&
Date& Date::operator+=(int day)
{if (day < 0) //考虑我们输入的day是负数{return *this -= -day;}_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}
  1. Date Date::operator+(int day) const （+运算符重载)；
    功能：实现Date类和int整形相加，返回最终日期。
    参数: （int day）
    返回： Date （最终日期）
Date Date::operator+(int day)  const
{//直接复用+=号Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;
}

计算n天前基本思路：
日期减去天数，天数相减，判断天数是否为负数或者零（循环判断），若为负数，则月数减1，同时判断月数是否等于0，若等于则再向年借1，月变回12月；

  1. Date& Date::operator-=(int day) (-=运算符重载)
    功能：实现Date类和int整形相减，且直接修改该对象。
    参数: （int day）
    返回： Date&
Date& Date::operator-=(int day)
{if (day < 0){return *this += -day;}_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){_month = 12;--_year;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}
  1. Date Date::operator-(int day) const (-运算符重载)
    功能：实现Date类和int整形相减，返回最终日期。
    参数: （int day）
    返回： Date
Date Date::operator-(int day) const
{Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;
}

补充：前置++、后置++说明

前置++，返回++后的值，实现时返回原本对象即可，所以可以引用返回。
后置++，返回++前的值，需要创建临时变量储存，临时变量出函数自动销毁，所以只能传值返回；

但我们运算符重载的时候发现，他们都以Date& operator++（）为声明，这会导致编译器无法区分，从而报错。从而为了区别，C++这样规定：
前置++声明：Date& operator++();
后置++声明：Date operator++(int);
为区分他们，在后置++的传参部分加入（int）int占位，以示区分，并没有其他作用。

代码实现很简单，但必须认识到这点（减减一并实现）：

// 前置++
Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}
// 后置++
// 增加这个int参数不是为了接收具体的值，仅仅是占位，跟前置++构成重载
Date Date::operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}Date Date::operator--(int)
{Date tmp = *this;*this -= 1;return tmp;
}

判断两个日期的关系（大于，小于等）；

我们需要先判断两个日期的大小关系，才可以实现两个日期的相减；
大小关系操作数我们通常只需要实现两个最基本的，其他复用就可以了：大于或者小于，以及等于。

bool operator<(const Date& x) const
功能：判断两个日期的大小，该对象是否小于x对象；
参数：(const Date& x)
返回值： bool 布尔类型

bool Date::operator<(const Date& x) const
{if (_year < x._year){return true;}else if (_year == x._year && _month < x._month){return true;}else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day){return true;}return false;
}bool Date::operator==(const Date& x) const
{return _year == x._year&& _month == x._month&& _day == x._day;
}// 复用
// d1 <= d2
bool Date::operator<=(const Date& x) const
{return *this < x || *this == x;
}bool Date::operator>(const Date& x) const
{return !(*this <= x);
}bool Date::operator>=(const Date& x) const
{return !(*this < x);
}bool Date::operator!=(const Date& x) const
{return !(*this == x);
}

可以计算两个日期之间相差多少天

基本思路：用最简单的思路，一天一天计算。判断并找出谁大谁小，用小的日期不断++，++过程中用临时变量计数，直到小的日期等于大的日期结束。

int Date::operator-(const Date& d) const
功能：计算两个日期之间相差多少天
参数：(const Date& d)
返回值： int （相差天数）

int Date::operator-(const Date& d) const
{
//假设法：任意假设大小；Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;//巧妙运用1和-1if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1;}int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;
}

补充：流输入以及流提取操作符实现：

这里我们只是简单认识其中的一些问题即可，内容实现需要i/o相关库的基础，不容易懂。

  1. <<(>>) 流输入（流提取）他们无法在类域中实现，因为我们在使用cout和cin的过程中，第一参数并不是我们的Date（或其他类对象）而是cout和cin，所以我们需要定义为类外的函数方法；
  2. 我们要实现连续输入或输出，所以返回参数应当是ostream&或istream&；
  3. 外部定义实现的函数无法访问类中private的属性，因此需要类有相关方法或者设置该外部定义为友元函数；
class Date
{// 友元函数声明friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);...其他代码
}

代码实现：

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{int year, month, day;in >> year >> month >> day;if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}return in;
}

完整代码如下：

Date.h

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;class Date
{// 友元函数声明friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);void Print() const{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}bool operator<(const Date& x) const;bool operator==(const Date& x) const;bool operator<=(const Date& x) const;bool operator>(const Date& x) const;bool operator>=(const Date& x) const;bool operator!=(const Date& x) const;int GetMonthDay(int year, int month);// d1 + 100Date& operator+=(int day);Date operator+(int day) const;Date& operator-=(int day);Date operator-(int day) const;Date& operator++();Date operator++(int);Date& operator--();Date operator--(int);int operator-(const Date& d) const;private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

Date.cpp

#include "Date.h"Date::Date(int year, int month, int day)
{if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}
}bool Date::operator<(const Date& x) const
{if (_year < x._year){return true;}else if (_year == x._year && _month < x._month){return true;}else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day){return true;}return false;
}bool Date::operator==(const Date& x) const
{return _year == x._year&& _month == x._month&& _day == x._day;
}// 复用
// d1 <= d2
bool Date::operator<=(const Date& x) const
{return *this < x || *this == x;
}bool Date::operator>(const Date& x) const
{return !(*this <= x);
}bool Date::operator>=(const Date& x) const
{return !(*this < x);
}bool Date::operator!=(const Date& x) const
{return !(*this == x);
}int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };//if (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) && month == 2)if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))){return 29;}else{return daysArr[month];}
}Date& Date::operator+=(int day)
{if (day < 0){return *this -= -day;}_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}// d1 + 100
Date Date::operator+(int day)  const
{Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;/*tmp._day += day;while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month)){tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);++tmp._month;if (tmp._month == 13){++tmp._year;tmp._month = 1;}}return tmp;*/
}Date& Date::operator-=(int day)
{if (day < 0){return *this += -day;}_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){_month = 12;--_year;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}Date Date::operator-(int day) const
{Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;
}// 前置++
Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}// 后置++
// 增加这个int参数不是为了接收具体的值，仅仅是占位，跟前置++构成重载
Date Date::operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}Date Date::operator--(int)
{Date tmp = *this;*this -= 1;return tmp;
}// d1 - d2;
int Date::operator-(const Date& d) const
{Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1;}int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;
}ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{int year, month, day;in >> year >> month >> day;if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}return in;
}

总结

本节重点是实践各种操作符的重载，以简单Date类做案例。

C++语言系列学习目录

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