【C++】（5）类和对象练习，日期类的实现，运算符重载

文章目录

日期类的实现
- 函数实现
完整代码
- .h
- .cpp

日期类的实现

日期类的实现主要是练习运算符重载，只要是对于日期的计算有意义的运算符都应该重载。

注：本篇文章的日期只考虑公元后的。

函数实现

在中篇我们已经实现了==和<的重载：

重载`==`

比较两个日期是否相同

//.cpp
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}
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重载`<`

判断左值日期是否在右值日期的前面

//.cpp
bool Date::operator<(const Date& d) const
{
	return ((_year < d._year)
		|| (_year == d._year && _month < d._month)
		|| (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day));
}
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构造函数

构造函数应该对用户传进来的日期初始化进行检查

为此，我们首先要判断年月日是否在合法的范围，要判断day的范围，需要GetMonthDay函数获得这个月的天数，同时还要用isLeapYear判断是否是闰年，因为isLeapYear函数较短，所以可以直接写在类里面作为内联。

//.h
bool isLeapYear(int year)
{
    return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
}
//.cpp
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
	static int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeapYear(year))
		return 29;
	else
		return monthDayArray[month];
}

Date::Date(int year, int month, int day)
{
	if (year >= 1
		&& month <= 12 && month >= 1
		&& day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	else
	{
		cout << "日期非法" << endl;
	}
}
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重载`<=` `>` `>=` `!=`

我们已经写好了<和==的重载，建议直接复用这两个来实现

bool operator<=(const Date& d) const
{
	return *this < d || *this == d;
}
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重载>

复用<=的重载即可

bool operator>(const Date& d) const
{
	return !(*this <= d);
}
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建议复用<，可以少调用一个函数

bool operator>(const Date& d) const
{
	return d < *this;
}
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重载>=

复用<的重载即可

bool operator>=(const Date& d) const
{
	return !(*this < d);
}
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复用<=也可以，但是多调用一个函数

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

复用==

bool operator!=(const Date& d) const
{
	return !(*this == d);
}
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因为上面4个函数都比较短小，所以建议直接定义到类里面。

重载`+=` `+` `-=` `-`天数

由于+=是直接在原对象上+，所以我们先实现+=

重载+=

让一个日期对象+=天数。

思路是直接把day加到_day上，如果_day不合法，那么就进位，如果月份不合法，就继续进位。

为了支持连续的+=，要有返回值。

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;
}
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👆：如果有人传入了负数的day呢？

传入负数的day，_day -= day有可能小于1，也进不去下面的while循环进行处理，最终导致结果错误。当然-=也面临同样的问题，

注意到+=一个负数就是-=这个负数的相反数，我们接下来实现-=，然后让它们相互复用即可。

重载+

复用+=，并且不能改变原对象，

这里就拷贝构造一个中间对象ret，返回ret必须传值返回，因为ret出作用域会被销毁。

Date Date::operator+(int day) const
{
	Date ret(*this);
	ret += day;
	return ret;
}
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不建议先写+的重载，然后重载+=的时候复用+，因为+肯定是需要拷贝构造的，如果+=复用了+，那么+=也要调用拷贝构造，影响效率。

重载-= -

同上，先实现-=，-直接复用-=

_day -= day，如果_day不合法，则需要向前借位。

Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
		return *this += -day;
	_day -= day;
	while (_day < 1)
	{
		_month--;
		if (_month == 0)
		{
			_month = 12;
			_year--;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}

Date Date::operator-(int day) const
{
	Date ret(*this);
	ret -= day;
	return ret;
}
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重载`++` `--`

前置++和后置++都是单操作数，它们的重载要如何区分呢？

要区分就需要构成函数重载，C++语法规定，增加一个int类型额外参数的是后置++(注意：额外参数必须是int类型)

Date& operator++() //前置++
{
    *this += 1;
    return *this;
}
Date operator++(int) //后置++
{
    Date tmp(*this);
    *this += 1;
    return tmp;
}
Date& operator--() //前置--
{
    *this -= 1;
    return *this;
}
Date operator--(int) //后置--
{
    Date tmp(*this);
    *this -= 1;
    return tmp;
}
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调用的时候++d等价于d.operator++()，d++等价于d.operator++(0)，编译器会自动传入一个额外参数表示调用后置++。这个参数本身没有意义，所以形参部分可以省略变量名，只写int

小知识：通过++和–的重载我们可以发现，前置的效率高一些，因为后置多了两个拷贝构造。

重载`-`（计算日期间隔天数）

我们再重载一个-，只不过这里是日期减日期，表示两个日期间隔天数。

int Date::operator-(const Date& d) const
{
	int flag;
	Date max, min;
	if (*this > d)
	{
		max = *this;
		min = d;
		flag = 1;
	}
	else
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		++n;
		++min;
	}
	return n * flag;
}
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👆：先看左右操作数哪个更大，并用flag控制正负号，让小日期一直++到大日期，统计的次数即为两个日期的间隔天数。

完整代码

.h

#pragma once
#include <iostream>
#include <cassert>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

class Date
{
public:
	bool isLeapYear(int year)
	{
		return year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
	}
	int GetMonthDay(int year, int month);
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

	bool operator==(const Date& d) const;
	bool operator<(const Date& d) const;

	bool operator<=(const Date& d) const
	{
		return *this < d || *this == d;
	}
	bool operator>(const Date& d) const
	{
		return d < *this;
	}
	bool operator>=(const Date& d) const
	{
		return !(*this < d);
	}
	bool operator!=(const Date& d) const
	{
		return !(*this == d);
	}
    
	Date& operator+=(int day);
	Date operator+(int day) const;

	Date& operator-=(int day);
	Date operator-(int day) const;

	Date& operator++() //前置++
	{
		*this += 1;
		return *this;
	}
	Date operator++(int) //后置++
	{
		Date tmp(*this);
		*this += 1;
		return tmp;
	}
	Date& operator--() //前置--
	{
		*this -= 1;
		return *this;
	}
	Date operator--(int) //后置--
	{
		Date tmp(*this);
		*this -= 1;
		return tmp;
	}

	int operator-(const Date& d) const;

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
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.cpp

#include "Date.h"

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	assert(year >= 1 && month >= 1 && month <= 12);
	static int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeapYear(year))
		return 29;
	else
		return monthDayArray[month];
}

Date::Date(int year, int month, int day)
{
	if (year >= 1
		&& month <= 12 && month >= 1
		&& day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	else
	{
		cout << "日期非法" << endl;
	}
}

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

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

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;
}

Date Date::operator+(int day) const
{
	Date ret(*this);
	ret += day;
	return ret;
}

Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
		return *this += -day;
	_day -= day;
	while (_day < 1)
	{
		_month--;
		if (_month == 0)
		{
			_month = 12;
			_year--;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}

Date Date::operator-(int day) const
{
	Date ret(*this);
	ret -= day;
	return ret;
}

int Date::operator-(const Date& d) const
{
	int flag;
	Date max, min;
	if (*this > d)
	{
		max = *this;
		min = d;
		flag = 1;
	}
	else
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		++n;
		++min;
	}
	return n * flag;
}
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还有流插入<<和流提取>>的重载本篇文章未实现。因为涉及到友元，我们将在下篇作为例子实现。

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原文地址：https://blog.csdn.net/CegghnnoR/article/details/125410958