【C++】日期类的实现
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前景回顾
- 知识回顾
这篇博客将运用以上知识来实现一个完整的日期类
目录
- 前景回顾
- 一、准备工作
- 二、实现内容（Date.h）
- 三、代码实现（Date.cpp）
-
- 3.1 三个没必要写的成员函数
- 3.2 构造函数
- 3.3 打印成员函数
- 3.4 运算符重载之判断日期是否相等 （==）
- 3.5 运算符重载之比较日期大小（<）
- 3.6 运算符重载之比较日期大小 （>=）
- 3.7 运算符重载之比较日期大小 （<=）
- 3.8 运算符重载之比较日期大小 （>）
- 3.9 运算符重载之判断日期是否相当 （!=）
- 3.10 日期+=天数
- 3.11 日期-=天数
- 3.12 日期+天数
- 3.13 日期 - 天数
- 3.14 前置++
- 3.15 后置++
- 3.16 前置- -
- 3.17 后置- -
- 3.18 日期 - 日期
- 四、流提取>>
- 五、流插入<<
- 五、完整代码
一、准备工作
为了方便管理，我们可以创建多个文件来实现
Test.cpp— 测试代码逻辑 （源文件）Date.cpp— 逻辑实现 （源文件）Date.h— 存放函数的声明 （头文件）
二、实现内容（Date.h）
#include 三、代码实现（Date.cpp）
3.1 三个没必要写的成员函数
- 析构函数
成员类型都是内置类型，出了作用域，其变量自动销毁。因此可以不写（但编译器会自动生成，不用管）
- 拷贝构造函数
编辑器的默认拷贝构造函数对内置类型是直接拷贝的
- 赋值操作符重载函数
编辑器的默认赋值操作符重载函数对内置类型也是直接拷贝的
3.2 构造函数
构造函数和以上三个成员函数不同，因为如果不自己定义构造函数，内置类型的默认构造函数是随机值
// 构造函数(声明给缺省值)
Date::Date(int year, int month, int day)
{
this->Year = year;
this->Month = month;
this->Day = day;
}
注意：
- 当全缺省参数声明和定义分离的情况下，声明给缺省值
- 类也可以让声明和定义分离。类声明放在
.h文件中，成员函数定义放在.cpp文件中，同时需要使用作用域限定符::
3.3 打印成员函数
void Print() const
{
cout << this->Year << '-' << this->Month << '-' << this->Day << endl;
}
3.4 运算符重载之判断日期是否相等 （==）
// ==
bool Date::operator==(const Date& x) const
{
return (Year == x.Year)
&& (Month == x.Month)
&& (Day == x.Day);
}
3.5 运算符重载之比较日期大小（<）
// <
bool Date::operator<(const Date& x) const
{
// 年份大的则大
if (Year < x.Year)
return true;
// 月份大的则大（前提：月份相同）
else if (Year == x.Year && Month < x.Month)
return true;
// 日份大的则大（前提：年月份相同）
else if (Year == x.Year && Month == x.Month && Day < x.Day)
return true;
// 若不满足以上要求，则为假
else
return false;
}
当以上
<和==写完后，以下代码都可以复用了（3.6 ~ 3.9）
3.6 运算符重载之比较日期大小 （>=）
bool Date::operator>=(const Date& x) const
{
return !(*this < x);
}
3.7 运算符重载之比较日期大小 （<=）
bool Date::operator<=(const Date& x) const
{
return (*this < x || *this == x);
}
3.8 运算符重载之比较日期大小 （>）
bool Date::operator>(const Date& x) const
{
return !(*this <= x);
}
3.9 运算符重载之判断日期是否相当 （!=）
bool Date::operator!=(const Date& x) const
{
return !(*this == x);
}
3.10 日期+=天数
// 获取某月的天数
int Date::GetMonthDay(int Year, int Month)
{
// 因为GetMonthDay函数会掉用很多次，每次调用都会为GetDay开辟空间
// 因此static修饰的变量就不会再每次调用函数的时候开辟变量空间，减少损耗
static int GetDay[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30,31,30,31 };
// 可能存在在闰年的情况
if (Month == 2 && Year % 400 == 0 || Year % 4 == 0 && Year % 100 != 0)
{
return 29;
}
return GetDay[Month];
}
// 日期+=天数
//d1 += 2
Date& Date::operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this -= -day;
}
this->Day += day;
// 可能会超过月份天数的最大值
while (this->Day > GetMonthDay(this->Year, this->Month))
{
// 超过就减当月的最大值
this->Day -= GetMonthDay(this->Year, this->Month);
// 然后月份进位
this->Month++;
// 如果月份进位超过12
if (this->Month > 12)
{
// 月份轮回
this->Month -= 12;
// 年份进位
this->Year++;
}
}
return *this;
}
日期+=天数返回的结果是给到对象本身。当生命周期结束后，*this（对象）不会被销毁，因此可以使用引用返回
3.11 日期-=天数
Date& Date::operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this += -day;
}
this->Day -= day;
// 减去的日期可能存在负数日期
while (this->Day <= 0)
{
// 月份减一（借位）
this->Month--;
// 可能存在月份借完的情况
if (this->Month <= 0)
{
this->Month += 12;
// 年份借位
this->Year--;
}
this->Day += GetMonthDay(this->Year, this->Month);
}
return *this;
}
3.12 日期+天数
// 日期+day
Date Date::operator+(int day) const
{
// 下面是拷贝构造函数，不是赋值运算符重载
Date tmp = *this;
/*tmp.Day += day;
while (tmp.Day > GetMonthDay(tmp.Year, tmp.Month))
{
tmp.Day -= GetMonthDay(tmp.Year, tmp.Month);
tmp.Month++;
if (tmp.Month > 12)
{
tmp.Month -= 12;
tmp.Year++;
}
}
return tmp;*/
// 可以直接复用(最好)
return tmp += day;
}
日期+天数只是计算出一个结果，并没有改变其对象。所以可以用一个临时变量
tmp来存储结果。但千万不能使用引用返回，因为当生命周期结束，变量tmp销毁，可能会产生随机值。
3.13 日期 - 天数
Date Date::operator-(int day) const
{
Date tmp = *this;
return tmp -= day;
}
3.14 前置++
Date& Date::operator++()
{
*this += 1;
return *this;
}
3.15 后置++
// 后置++
Date Date::operator++(int)
{
Date tmp = *this;
*this += 1;
return tmp;
}
前置++·和后置++会发生一个问题：函数名会相同。因此，C++规定：后置(++/--)重载时多增加一个int类型的参数，但调用函数时该参数不用传递。
3.16 前置- -
Date& Date::operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
3.17 后置- -
Date Date::operator--(int)
{
Date tmp = *this;
*this -= 1;
return tmp;
}
3.18 日期 - 日期
// 思路：循环计数的方法
int Date::operator-(const Date& x) const
{
// 假设一开始日期1比日期大
Date Max = *this;
Date Min = x;
int flag = 1;
// 特判存在日期2比日期1大
if (Min > Max)
{
Max = x;
Min = *this;
flag = -1;
}
int cnt = 0;
while (Min != Max)
{
Min++;
cnt++;
}
return cnt * flag;
}
四、流提取>>
有的人说了，既然可以打印日期，那能否输入日期呢？其实是可以的。那么能否用
cin或者printf函数呢？答案当然不可以。因为printf只能根据格式化输出来打印的，例如%d、%f等内置类型，cout它是能自动识别类型的（其实可以自动识别类型是因为在库中实现了【如图1】），同样的只能识别内置类型。
因此，为了能让自定函数也能使用到cin，cin就可以通过重载>>运算符来实现输出的操作：
>>有是一个双操作数：一个是日期类对象，另一个是cin。注意：cin是类对象，是istream的类对象。这个istream是这个库定义的
istream& operator>>(istream& in, Date& x)
{
int year, month, day;
in >> year >> month >> day;
// 可能存在输入非法日期
if (month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= x.GetMonthDay(year, month))
{
x.Year = year;
x.Month = month;
x.Day = day;
}
else
{
cout << "非法日期" << endl;
}
return in;
}
>>运算符重载不能成为成员函数的原因：
成员函数的第一个参数默认是this指针，它是指向当前对象的指针，而这里的第一个参数是cin，因此不能变成成员函数，那就只能定义在全局了。但是这里有个问题，那就是全局的函数就不能访问类中私有的成员变量了，这里就用 友元函数 来解决此问题，即在函数声明前加上friend放在类中(详情见Date.h)- 返回值是
istream&而不是void的原因：
如果返回值是void，那它就不能连续输入。（cin >> d1 >> d2）因为流插入的顺序是从左向右的，cin >> d1后，返回的是void类型，再cin>>d2就会产生类型冲突，因此我们可以返回d1的类型来解决此问题，而cin的类型就是istream- 两个形参能否用
const修饰：
in>>d1，in是每次都键盘上输入不能的内容，因此不能用const修饰；而d1再没获取数据之前可能是随机值，然后再通过键盘获取数据，也就改变了数据内容，因此不能用const修饰。
五、流插入<<
<<有是一个双操作数：一个是日期类对象，另一个是cout。注意：cout是类对象，是ostream的类对象。这个ostream是这个库定义的
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& x)
{
out << x.Year << "年" << x.Month << "月" << x.Day << "日" << endl;
return out;
}
out不能用const修饰的原因：
out相当于终端控制台上，而每次数据输出在控制台都不一样，因此out不能用const修饰- 更多详细细节参考流提取
>>
五、完整代码
【Date.h】
class Date
{
public:
// 友元函数
friend istream& operator>>(istream& in, Date& x);
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& x);
// 写构造函数，因为内置类型的默认构造函数是随机值
// 全缺省(注意：声明给缺省值)
Date(int year = 1, int month = 2, int day = 3);
// 不用写析构函数 - 没有向堆申请空间，出了作用域，变量自动销毁
// 不用写拷贝构造函数 - 默认的拷贝构造函数对内置类型是直接拷贝的
// 不用写赋值操作符重载函 - 其默认函数对内置类型也是直接拷贝的
// 打印成员函数
void Print() const
{
cout << this->Year << '-' << this->Month << '-' << this->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;
// 获取某月的天数
int GetMonthDay(int Year, int Month);
// 日期+=天数
Date& operator+=(int day);
// 日期-=天数
Date& operator-=(int day);
// 日期+day(返回的变量销毁了，不能用引用返回)
Date operator+(int day) const;
// 日期-day(返回的变量销毁了，不能用引用返回)
Date operator-(int day) const;
// 前置++()
Date& operator++();
// 后置++
Date operator++(int);
// 前置--
Date& operator--();
// 后置--
Date operator--(int);
// 日期-日期 = 天数(int)
int operator-(const Date& x) const;
private:
int Year;
int Month;
int Day;
};
//流提取
istream& operator>>(istream& in, Date& x);
// 流插入
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& x);
【Date.cpp】
#include "Date.h"
// 构造函数(声明给缺省值)
Date::Date(int year, int month, int day)
{
this->Year = year;
this->Month = month;
this->Day = day;
}
// ==
bool Date::operator==(const Date& x) const
{
return (Year == x.Year)
&& (Month == x.Month)
&& (Day == x.Day);
}
// <
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;
else return false;
}
// 写出了 < 和 == 以下都可以复用
// >=
bool Date::operator>=(const Date& x) const
{
return !(*this < x);
}
// <=
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);
}
// 获取某月的天数
int Date::GetMonthDay(int Year, int Month)
{
static int GetDay[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30,31,30,31 };
if (Month == 2 && Year % 400 == 0 || Year % 4 == 0 && Year % 100 != 0)
{
return 29;
}
return GetDay[Month];
}
// 日期+=天数
Date& Date::operator+=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this -= -day;
}
this->Day += day;
while (this->Day > GetMonthDay(this->Year, this->Month))
{
this->Day -= GetMonthDay(this->Year, this->Month);
this->Month++;
if (this->Month > 12)
{
this->Month -= 12;
this->Year++;
}
}
return *this;
}
// 日期-=天数
Date& Date::operator-=(int day)
{
if (day < 0)
{
return *this += -day;
}
this->Day -= day;
while (this->Day <= 0)
{
// 月份减一（借位）
this->Month--;
// 可能存在月份借完的情况
if (this->Month <= 0)
{
this->Month += 12;
this->Year--;
}
this->Day += GetMonthDay(this->Year, this->Month);
}
return *this;
}
// 日期+day
Date Date::operator+(int day) const
{
// 下面是拷贝构造函数，不是赋值运算符重载
Date tmp = *this;
return tmp += day;
}
// 日期-day
Date Date::operator-(int day) const
{
Date tmp = *this;
return tmp -= day;
}
// 前置++()
Date& Date::operator++()
{
*this += 1;
return *this;
}
// 后置++
Date Date::operator++(int)
{
Date tmp = *this;
*this += 1;
return tmp;
}
// 前置--
Date& Date::operator--()
{
*this -= 1;
return *this;
}
// 后置--
Date Date::operator--(int)
{
Date tmp = *this;
*this -= 1;
return tmp;
}
// 日期1-日期2 = 天数(int)
int Date::operator-(const Date& x) const
{
Date Max = *this;
Date Min = x;
int flag = 1;
if (Min > Max)
{
Max = x;
Min = *this;
flag = -1;
}
int cnt = 0;
while (Min != Max)
{
Min++;
cnt++;
}
return cnt * flag;
}
// 流提取
istream& operator>>(istream& in, Date& x)
{
int year, month, day;
in >> year >> month >> day;
if (month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= x.GetMonthDay(year, month))
{
x.Year = year;
x.Month = month;
x.Day = day;
}
else
{
cout << "非法日期" << endl;
}
return in;
}
//流插入
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& x)
{
out << x.Year << "年" << x.Month << "月" << x.Day << "日" << endl;
return out;
}