【C++ 基础篇：25】：【重要模板】C++ 算术（赋值）运算符重载及自增自减运算符重载【以 Date 日期类为例】
系列文章说明
本系列 C++ 相关文章 仅为笔者学习笔记记录，用自己的理解记录学习！C++ 学习系列将分为三个阶段：基础篇、STL 篇、高阶数据结构与算法篇，相关重点内容如下：
- 基础篇：类与对象（涉及C++的三大特性等）；
- STL 篇：学习使用 C++ 提供的 STL 相关库；
- 高阶数据结构与算法篇： 手动实现自己的 STL 库 及 设计实现高阶数据结构，如 B树、B+树、红黑树等。
学习集：
- C++ 入门到入土！！！学习合集
- Linux 从命令到网络再到内核！学习合集
文章目录
- 系列文章说明
- 前言
- 一、C++ 算术（赋值）运算符重载
-
- 1. 说明
- 2. += / -= 号运算符重载【以 Date 日历类为例】
-
- 2.1 设计思路
- 2.2 解决：闰年问题（计算规则及起源介绍）
- 2.3 月份天数问题
- 2.4 += 或 -= 运算符的重载设计与实现
- 2.5 测试图例结果
- 3. + 或 - 运算符重载
-
- 3.1 + 运算符的重载设计及实现及测试
- 3.2 - 运算符的重载设计及实现及测试
- 4. 关于 * 、/、*=、/= 重载设计与实现
- 二、C++ 自增自减运算符重载
-
- 1.基本认识
- 2.自增自减运算符重载实现
-
- 2.1 前置 ++ 或 -- 运算符重载实现
- 2.2 后置 ++ 或 -- 运算符重载实现
- 2.3 测试结果图例
- 相关文章
前言
- 对于类的基本学习已经到了一定的阶段，故最近几篇文章笔者将和大家分享的内容是：《
运算符重载小专题》！目前已更新：关系运算符的重载(点击跳转)、输入输出运算符重载(点击跳转)，解决的自定义类型 / 对象的比较与输入输出问题！ - 本篇文章中，笔者将与大家分享的是
自定义类型 / 对象的运算问题！即：自增自减运算符重载及算术运算符重载。
一、C++ 算术（赋值）运算符重载
1. 说明
本文中将以
+、-、+=、-=为例，设计实现算术（赋值）运算符重载！【注意：在此前运算符重载说明篇中，提及过：运算符重载不能改变其本身意义！】
2. += / -= 号运算符重载【以 Date 日历类为例】
符号含义：
+=：加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数！-=：减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数
对于我们的 Date 日期类而言，一般提供的接口会有：推算当前日期加减多少天后的日期问题！
此时就出现，如：2023-6-16 += 或 + 15天 之类的运算情形！显然使用原有的运算符是无法进行计算的！（如下图）
2.1 设计思路
故，我们需要重载我们的运算符！
由于 + 或 - 可以基于 += 或 -= 来实现，因此笔者优先实现对+= / -= 的重载！
实现设计思路：
参数问题：显然需要传递一个天数用于递推的运算。该值不需要改变，故可以使用 const 修饰。日期迭代计算问题：由于涉及到日期的更迭，我们需要考虑的每个月的天数问题！以及可能出现闰年二月的情形！
2.2 解决：闰年问题（计算规则及起源介绍）
关于：闰年问题！
判断闰年的方式（1582年后的计算准则）：该年可以被 400 整除 或 概念可以被 4 整除但不能被 100 整除，如：1900年不是闰年！
关于闰年起源问题：（以上闰年计算法则是1582年后的计算规则！）
- 1582年以来公历的置闰规则：
- 普通闰年：公历年份是4的倍数，且不是100的倍数的，为闰年（如2004年、2020年等就是闰年）。
- 世纪闰年：公历年份是整百数的，必须是400的倍数才是闰年（如1900年不是闰年，2000年是闰年）。
- 1582年以前的惯例：四年一闰；如果公元 A 年的 A（正数）能被 4 整除，那么它就是闰年；如果公元前B年的B（正数）除以4余1，那么它也是闰年。
闰年判断函数实现（如下）：
- 参数：年份
- 返回值：是 / 否
/* 闰年判断 */
bool IsLeapYear(int year) {
return (year % 400 == 0) || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0);
}
2.3 月份天数问题
为了方便计算，笔者单独把获取月份天数设计为一个函数！
设计思路：
- 参数：年份、月份
- 返回值：int 类型（天数）
- 特殊处理：二月份默认设定为 28 天，遇到闰年，即返回值 +1；
优化处理：由于获取月份天数可能使用频率较高，建议使用数组存储数据（设计如下：注意注释解释），并设定为静态数组！（避免每次调用函数新建数组的性能开销！）。
代码实现如下：
/* 获取月份天数 */
int GetMonthDay(int year, int month) {
/* 设置为静态数组提升效率 */
/* 数组大小设置为 13 ，即为了直接使用 days[month] 访问到数据 */
static int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
if (month == 2 && IsLeapYear(year)) {
return days[month] + 1;
}
return days[month];
}
2.4 += 或 -= 运算符的重载设计与实现
设计思路（注意点）：
- 基本思路：总是在第几日上增加 / 减少天数实现推算日期，过程中注意判断月份更迭与年份更迭！
- 参数：推算所传递的天数。
返回值：日期的引用！其他细节见注释！
+= 运算符重载（实现如下）
/* += 赋值运算符重载 */
Date& Date::operator += (const int day) {
_day += day; /* 直接递增天数 */
while (_day > GetMonthDay(_year, _month)) { /* 日期“合法性”判断 */
/* 若：天数大于本月的固定天数，则 天数 - 本月天数，并将月份 + 1 */
_day -= GetMonthDay(_year, _month); /* 天数更跌 */
_month += 1; /* 月份更迭 */
if (_month == 13) { /* 年份更迭 */
_month = 1;
_year++;
}
}
return *this;
}
-= 运算符重载（实现如下）
Date& Date::operator -= (const int day) {
_day -= day;
while (_day < 1) { /* 判断天数合法性 */
if (_month == 1) { /* 特殊点：年份更迭 */
_month = 13; /* 注意此处：13，为的是后续统一的月份更迭计算 */
_year--;
}
_day += GetMonthDay(_year, _month - 1);
_month--;
}
return *this;
}
2.5 测试图例结果
3. + 或 - 运算符重载
结合上一篇文章中提及，提高代码复用性，此处可以直接使用已有的 += 或 -= 实现 + 或 - 运算符的重在！
3.1 + 运算符的重载设计及实现及测试
+ 运算符重载（实现如下，注意注释提示）
注意返回值：不是引用！
/*
在该函数中，不会去修改 Date 对象本身，
而是返回一个新的对象，
函数外部可以赋值给原对象或新对象！
*/
Date Date::operator+(const int day) const
{
// Date ret(*this); /* 拷贝构造 */
Date ret = *this;
ret += day;
return ret;
}
3.2 - 运算符的重载设计及实现及测试
+ 运算符重载（实现如下，注意注释提示）
注意返回值：不是引用！
/*
在该函数中，不会去修改 Date 对象本身，
而是返回一个新的对象，
函数外部可以赋值给原对象或新对象！
*/
Date Date::operator-(const int day) const
{
// Date ret(*this); /* 拷贝构造 */
Date ret = *this;
ret -= day;
return ret;
}
4. 关于 * 、/、*=、/= 重载设计与实现
- 关于 * 、/、*=、/= 重载设计与实现，根据前文内容，照葫芦画瓢即可！
二、C++ 自增自减运算符重载
1.基本认识
在 C/C++ 中，我们可以使用
++ / --来对我们定义的数据变量进行自增自减操作！这俩运算符可谓是新人学习的噩梦，尤其是大学生期末考试试卷中，那没有任何实际意义的自增自减运算符组合求值问题。【基本使用如下图所示！】
在以往的学习中，可能大家或多或少听说过：
前置自增自减 效率高于 后置自增自减。【当然在现在的编译器下肯定是几乎没有区别的，早已被优化】
已知，
自增自减运算符分为：前置 和 后置，主要区别就是：
- 前置是：优先自身运算后再参与到其他运算；
- 后置是：先参与其他运算之后，再自身运算！
2.自增自减运算符重载实现
前置后置的
++ / --实际使用中，我们书写就是前置和后置的区别，但是在重载的时候我们该怎么办？
函数写法：使用函数重载！重载函数的区分方式：使用一个参数来区别！方案：前置使用无参形式，后置使用含参形式【注：实际实现后，我们不需要去显示传递后置实现过程中的那个参数！编译器会自动辨别为自增自减运算符重载的区别参数】函数返回值：对象本身（引用返回）
设计代码如下（注意复用代码）：
2.1 前置 ++ 或 – 运算符重载实现
前置 ++ ，即先 +1 再返回！前置 -- ，即先 -1 再返回！
/* 前置 ++ */
Date& Date::operator++()
{
return *(this + 1);
}
/* 前置 -- */
Date& Date::operator--()
{
return *(this - 1);
}
2.2 后置 ++ 或 – 运算符重载实现
后置 ++ ，即先返回，再运算！（借助：临时对象）后置 -- ，即先返回，再运算！（借助：临时对象）
/* 后置 ++ */
Date& Date::operator++(int)
{
Date ret(*this);
*this += 1;
return ret;
}
/* 后置 -- */
Date& Date::operator--(int)
{
Date ret(*this);
*this += 1;
return ret;
}
2.3 测试结果图例
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