作者:chlorine
专栏:c++专栏
赋值运算符重载(+)(+=)(++):实现完整的日期类(上)
我走的很慢,但我从不后退。
【学习目标】
- 日期(- -= --)天数重载运算符
日期-日期 返回天数- 对日期类函数进行优化(不符合常理的日期,负数,const成员)
- c++中重载输入cin和输出cout运算符
- const成员
首先我要对上面一篇类和对象(上)进行补充,上一篇主要内容
相信大家对于operator的运用以及重载运算符有了一定的了解。本次博客我会继续深化赋值运算符重载的内容,并对各函数进行优化处理。
目录

我们不只局限于对未来的计算,虽然以前的日子已经一去不复返。如果我们想知道100天是哪一天?该如何操作呢?上面的图片今天是2023年11月18日,一百天前是2023年8月10日,这是该如何计算呢?
11月已经被-100了,这里要+上的是10月份的天数。
计算过程如图所示。我们可以根据上面思路进行写代码。
主要思路:先将日-100,然后如果是负数就进入循环 ,月份-1,就可以得到在此基础上的上一个月的天数,然后我们还要考虑一个情况,就是如果月份=0,我们就要追溯到上一年的12月开始。代码如下:
- Date &Date::operator-=(int day)
- {
- _day-=day;
- while(_day<=0)
- {
- --_month;
- if(_month==0)
- {
- _month=12;
- --_year;
- }
- _day+=GetMonthDay(_year,_month);
- }
- return *this;
- }
那么-重载运算符和+重载运算符一个道理,不能改变原来的值,就创建一个临时变量tmp,保留d1原来的值,然后返回tmp.
依旧使用-复用-=的方法.
- Date Date::operator-(int day)
- {
- Date tmp(*this);
- tmp -=day;
- return tmp;
- }
前置--后置--和前置++后置++的用法是一样的
- //前置--返回的是减之后的值
- Date& Date::operator--()
- {
- *this -= 1;
- return *this;
- }
-
- //后置--返回的是减之前的值
- Date Date::operator--(int)
- {
- Date tmp = *this;
- *this -= 1;
- return tmp;
- }
我想计算一下自己的生日和今天相差多少天?我该如何用代码实现呢?
第一种思路:
思路的俩个步骤,比较于直接减方便多了。
第二种思路:
代码如下:
- int Date::operator-(const Date& d)
- {
- Date max = *this;
- Date min = d;
- int flag = 1;
- if (*this<d)
- {
- min = *this;
- max = d;
- flag = -1;
- }
- int n = 0;
- while (min != max)
- {
- ++min;
- ++n;
- }
- return n*flag;
- }
计算机的效率是可以完成循环多次的。
图中不管是+还是-都是成立的对于day是正是负都是可以计算的。
day+= -100;
大家有没有想过如果day是负数呢?上面的代码运行的结果是什么呢?
这时候我们该如何优化呢?
d1+= -day 是不是相当于 d1-=day? 那么就可以复用-=重载运算符。
这样对嘛,d1+= -100,本来是看以前的日子的,怎么算到2024了?这里我们就要考虑到数学的知识了。 *this是d1 ,d1-=day ,day是-100,那么负负得正, 就成了d1+=day,所以我们需要在day前面加个负号,即d1-= -day。 -day=100,所以 d1-=100 与 d1+=-100 等式成立。
- 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;
- }
同理:d1-= -100,看100天后的日期,那么就相当于负负得正,d1+=100,那么用到-=函数里就是 d1+=-day.
- 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;
- }
c++系统实现了一个庞大的类的库,如下图所示。其中ios为基类,其他类都直接或间接派生自ios类.
在C++中,标准库本身已经对左移运算符<<和右移运算符>>分别进行了重载,使其能够用于不同数据的输入输出,但是输入输出的对象只能是 C++内置的数据类型(例如 bool、int、double 等)和标准库所包含的类类型(例如 string、complex、ofstream、ifstream 等)。如果自己定义了一种新的数据类型,需要用输入输出运算符去处理,那么就必须对它们进行重载。本节以Date类为例来演示输入输出运算符的重载。
- cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;//输出形式
- cin>>_year>>_month>>_day; //输入形式
cout是ostream类的对象,cin是istream类的对象,要想达到这个目标,就必须以全局函数(友元函数)的形式重载<<和>>,否则就要修改标准库中的类,这显然不是我们所期望的。
以全局函数的形式重载>>,
- //cin重载
- istream& operator>>(istream& _in, Date& d)
- {
- _in >> d._year >> d._month >> d._day;
- return _in;
- }
注意:运算符重载函数中用到了Date类的private 成员变量,必须在Date类中将该函数声明为友元函数,如下例所示:
friend istream & operator>> (istream &_in,Date &d);
同样地,也可以模仿上面的形式对输入运算符>>进行重载,让它能够输出,请看下面的代码:
- //cout重载
- ostream& operator<<(ostream& _out, const Date& d)
- {
- _out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
- return _out;
- }
ostream表示输出流,cout是ostream类的对象。由于采用了引用的方式进行参数传递,并且也返回了对象的引用,所以重载后的运算符可以实现连续输出。
为了能够直接访问Date类的private成员变量,同样需要将该函数声明为complex类的友元函数:
friend ostream & operator<< (ostream &out, complex &A);
友元函数的声明:
我们有没有观察到
为什么输入重载里面的参数不加,而输出相反。
——输入年月日,如果输入流不能修改,那么就没办法进行输入了,输出在输入之后了,它保留着日期,是不能被修改的。
在这之前加coonst也是编译不过的,因为流入和流出的过程取它们其中的值也是需要改变它的状态值,所以输出输入都是不能加const的。 提取完了之后要改变其中内部的状态值的。
输入输出重载运算符代码如下:
- //cin重载
- istream& operator>>(istream& _in, Date& d)
- {
- _in >> d._year >> d._month >> d._day;
- return _in;
- }
-
- //cout重载
- ostream& operator<<(ostream& _out, const Date& d)
- {
- _out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
- return _out;
- }

我们继续优化吧~

这个日期符合常理嘛?显然是不符合的。所有的对象是构造出来的,所以我们再构造的时候加一些检查~


既然输出流对于不合理的日期进行了检查,那么输入呢?

输入非法日期之后,是可以直接通过的,那我们就得给流输入进行检查。

- //cin重载
- istream& operator>>(istream& _in, Date& d)
- {
- //第一种写法
- _in >> d._year >> d._month >> d._day;
- if (d._month > 0 && d._month < 13
- && d._day>0 && d._day <= d.GetMonthDay(d._year, d._month))
- {
- }
- else
- {
- //cout << "非法日期" << endl;
- assert(false);
- }
- return _in;
-
- //第二种写法:
- 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);
- }
- }
一共俩种写法,第二种更灵活。



如何让权限平移或者缩小呢?我们只需要给Date*this改成const Date*this就可以了。

我们不能动this的类型,因为它是隐含的是无法动的,那么如何将类型改成const使权限不放大呢?所以祖师爷就直接再函数后面加个const就可以了。
这里加个const 修饰的是*this。const Date* this我们之前就复习了const,这里const修饰的类型是Date,修饰的内容是*this。
重点:成员函数后面加const以后,普通和const对象都可以调用(权限的平移和权限的缩小)。

那我们所写的所有成员函数都能加个const嘛?
——当然不是,要修改的对象成员变量函数不能加。
比如+=成员函数后面加个const。
_day===》this->day,const修饰的是this指向的内容,指向的内容都不能修改如何+=呢?——肯定不行。那么+呢?
+不会改变我自己,我们上面说了成员函数后面加const以后,普通和const对象都可以调用(权限的平移和权限的缩小)。(只要不改变成员变量都可以加)
所以我们看看还有什么可以加const?

为什么d1 这里就考虑到了权限的放大缩小平移问题了,d2是const显然传过去就是权限的放大,当然是不可以的。所以最好的方式就是给这些成员函数都加const。 结论:只要成员函数内部不修改成员变量,就应该加const,这样const对象和普通对象都可以调用。 这些成员函数都可以后面加const,因为按上面的结论,就是不修改内部成员变量。 我走的很慢,但我从不后退。

🕶️完整代码
🚩Date.h
🚩Date.cpp
🚩test.cpp