C++运算符重载详解（日期类实操）

前言：为什么要实现运算符重载？

在C语言中，对于内置类型，我们可以根据符号>、<、==等去直接比较大小，但是对于自定义来说，肯定不能直接比较大小，例如下面的日期类，想要比较两个两个日期的大小，或者相差多少天，直接写运算符肯定是不行的。

class Date
{
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

这时候就需要运算符重载出马了！

运算符重载的概念：

运算符重载是具有特殊函数名的函数，也具有其返回值类型，函数名字以及参数列表，其返回值类

型与参数列表与普通的函数类似。

函数名字为：

关键字operator后面接需要重载的运算符符号。

函数原型：

返回值类型 operator操作符(参数列表)。

注意：

• 不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@ 
• 重载操作符必须有一个类类型参数
• 用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不 能改变其含义
• 作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
• .* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。

日期类运算符实操

头文件（函数的声明）

class Date
{
public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	//打印日期
	void Print();

	// 全缺省的构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
	// 拷贝构造函数
  // d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 赋值运算符重载
  // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d);
	// 析构函数
	~Date();
	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day);
	// 日期+天数
	Date operator+(int day);
	// 日期-天数
	Date operator-(int day);
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置++
	Date& operator++();
	// 后置++
	Date operator++(int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();

	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d);
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d);
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d);
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d);
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d);
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d);
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

重载实现（函数的定义）：

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	int arr[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	//判断闰年
	if ((month == 2) && ((year % 4 == 0 && year % 100 == 0) || (year % 400 == 0)))
		return 29;
	return arr[month];
}

void Date::Print()
{
	cout << _year << '-' << _month << '-' << _day;
}


//构造函数的参数声明给，定义不给
Date::Date(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}


Date::Date(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

Date& Date::operator=(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
	return *this;
}

Date::~Date()
{
	_year = 0;
	_month = 0;
	_day = 0;
}

bool Date::operator==(const Date& d)
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}

bool Date::operator<(const Date& d)
{
	if (_year < d._year)
		return true;
	if (_year == d._year && _month < d._month)
		return true;
	if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
		return true;
	return false;
}

bool Date::operator>(const Date& d)
{
	return !operator<(d) && !operator==(d);
}

bool Date::operator>=(const Date& d)
{
	return operator==(d) || operator>(d);
}

bool Date::operator <= (const Date& d)
{
	return !operator>(d);
}

bool Date::operator != (const Date& d)
{
	return !operator==(d);
}


Date& Date::operator+=(int day)
{
	_day += day;
	while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		_day -= GetMonthDay(_year, _month);
		_month++;
		if (_month == 13)
		{
			_year++;
		}
	}
	return *this;
}

//前置++和后置++的区别就是构成重载，参数加上int
//在调用的时候，有参数会调用前置++，没有参数会调用后置++
Date& Date::operator++()
{
	(*this) += 1;
	return *this;
}

 // 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然后给this+1
 //       而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用


Date Date::operator++(int)
{
	//调用拷贝构造函数
	Date tmp(*this);
	(*this) += 1;
	return tmp;
}

Date& Date::operator-=(int day)
{
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		_month--;
		if (_month == 0)
		{
			_year--;
			_month = 12;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}


int Date::operator-(const Date& d)
{
	int cnt = 0;
	while (*this != d)
	{
		cnt++;
		(*this)--;
	}
	return cnt;
}

Date& Date::operator--()
{
	(*this) -= 1;
	return *this;
}

Date Date::operator--(int)
{
	Date tmp(*this);
	(*this) -= 1;
	return tmp;
}

Date Date::operator+(int day)
{
	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 == 13)
		{
			tmp._year++;
		}
	}
	return tmp;
}

重载过程中的注意点：

• 构造函数如果声明和定义分离，声明需要将参数赋缺省值，定义不需要写，以防混淆。
• 传参数时尽量都要用引用传参，可以提高传参的效率
• 传返回值时，如果返回值在调用完这个函数没有被销毁，需要引用返回，如果销毁了，直接返回。
• 多复用已经实现的函数！

赋值运算符重载：

1. 赋值运算符重载格式

• 参数类型：const T&，传递引用可以提高传参效率
• 返回值类型：T&，返回引用可以提高返回的效率，有返回值目的是为了支持连续赋值检测是否自己给自己赋值
• 返回*this ：要复合连续赋值的含义

2、前置++后置++的重载区别

 // 前置++和后置++都是一元运算符，为了让前置++与后置++形成能正确重载
 // 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，编译器自动传递
 // 注意：后置++是先使用后+1，因此需要返回+1之前的旧值，故需在实现时需要先将this保存一份，然后给this+1（调用拷贝构造函数）
 //       而temp是临时对象，因此只能以值的方式返回，不能返回引用

this指向的对象函数结束后不会销毁，故以引用方式返回提高效率

输入流输出流操作符重载

为什么cin cout能够自动识别任意类型的数据呢？

本质上就是函数的重载！

原码：

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;

	return out;
}

istream& operator>>(istream& in, const Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;

	return in;
}

总结：

其他的运算符一般是实现成成员函数，<< >>运算符必须是实现到全局，这样才能让流对象做第一个参数，才符合可读性。不然可读性很差，像下面定义在类的内部：

重载流操作符为什么必须用引用？

如果我们使用值传送来传递一个流给函数，那么在函数里要生成一个该流的临时变量，生成临时变量的时候，就要调用对应的拷贝构造函数，并且这个拷贝构造函数必须是以一个值传送的流作为参数的——但是流就是没有这样的拷贝构造函数！

分析：

流本质是为了解决，自定义类型的输入和输出问题，printf scanf 无法解决自定义类型的输入输出问题

面向对象 + 运算符重载解决！