写在前面

我们今天写一个Date类作为C++初始类的结尾，这里涉及到的知识，里面有很多运算符的重载,包括权限的问题,我们都已经分享过了，所以大家不用担心，这里算是一个总结吧.我这里用的的是Linux环境,主要是锻炼自己的能力.

成果

我们要完成一个什么样的Date类呢,大家可以搜一下时间计算器,我们就完成他们的功能,比如说加减300天或者看看两个日期之间的天数,这就是我们要完成的任务.

准备工作

这里我们用三个文件来写,分别是Date.h,Date.cpp,test.cpp.我们先把初始工作给做好了,我们先把框架各搭出来,后面要的功能一一补足.

Date.h

#include 
#include 

using std::cout;
using std::endl;

class Date
{
public:
    
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
  //析构函数
  ~Date();
  // 拷贝构造
  Date(const Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
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Date.cpp

#include "Date.h"

Date::Date(int year, int month, int day)
{
}

~Date()
{
}

Date(const Date& d)
{
}
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test.cpp

#include "Date.h"
int main()
{
    
    return 0;
}
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构造函数

我们先来写一下日期类的构造函数,本来这是没有多少问题的,但是我们知道一个月的天数是有限制的,而且还有闰年于平年之分,这就考虑的有点难度了,但是这要符合我们的客观规律.我们先来把思路捋顺.

第一点 我们把年月份给对象,其中肯定都是大于0的整数,这个是毋庸置疑的,第二步,我们要判断这一年是平年还是闰年,第三步,要判断给的月数的对应的天数是否合理.

我们分别用方法来完成自己的要求.

判断平年 or 闰年

这个很简单,记得去类里面声明这个方法.

bool Date::isLeap(int year)
{
  assert(year > 0);
  return (year % 4 == 0 && year %100 != 0)
    || year % 400 == 0;
}
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判断天数是否合理

我们都知道每一月分都有固定的天数,而且月份是肯定小于13的,

int Date::isLegitimate(int year,int month)
{
  
  static int monthDay[13] = {0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
  assert(month > 0 && month < 13);
  assert(day > 0);
  //判断闰年 && 而且 月份是 2 月
  if(isLeap(year) && month == 2)
  {
    return 29;
  }
  return monthDay[month];  
}
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我来解释一下我们定义数组的时候为什么用的是 static ? 我们知道,这是一个函数,也就是说函数栈帧会在结束后销毁,但是我们可能多次调用这个函数,为了避免多次开辟和销毁该数组的空间,这里直接用static修饰得了.

写好构造函数

到这里我们已经写好了的构造函数,没必要在说其他了.

Date::Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
{
   if(year > 0 && month > 0 && month <13 && day <= isLegitimate(year,month))
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    else 
    {
        // 这里应该抛出一个异常 
        // 现在我还不太会 暂时用 assert代替
        assert(NULL);
    }
}
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析构函数 & 拷贝构造

说实话,这两个函数我们不用写,主要是我们没有使用动态开辟空间,都是一些基本的内容,编译器生成的已经完全够了,这里大家看看就行了.

由于这两个函数都不大,这里就声明成内联函数函数吧,在类内实现.

// 析构函数
inline ~Date()
{
  _year = 0;
  _month = 0;
  _day = 0;
}
 
// 拷贝构造
inline Date(const Date& d)
{
  _year = d._year;
  _month = d._month;
  _day = d._day;
}
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运算符重载

某种意义上,运算符重载才是我们今天的大头,我们不是重载所有的运算符,而是要重载那些符合我们逻辑的,例如一个日期加上一个日期就没有什么意义,这里就不会重载它.

逻辑运算符的重载

这个基本的逻辑运算符都有意义,这里我们一一给大家重载出来,同时也验证一下.

重载 ==

这个很好写,如果日期的年月日都相等,那么这两个日期一定相等.

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

如果一个日期的年数比较大,那么它一定更大,如果相等,就比较月份,如果月份还相等,那就比较天数,这就是这个的原理.

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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重载 >=

只要我们完成了上面的两个,后面就可以直接调用它们了,避免重复造轮子.

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

从这里开始,我就不演示结果了,都是和之前的一样.

我们知道,小于的对立面就是大于大于等于

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

小于等于的对立面是大于,我们已经实现了.

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

这个更加简单,不等于不就是等于的对立面吗

bool Date::operator!=(const Date& d) const
{
  return !(*this ==  d);
}
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算数运算符的重载

上面的都挺简单的,这里算数运算符我们要重载的有加法,等于,减法,前置和后置++…有一定的额难度,尤其是加法和减法.

重载 =

等于的重载基本来说对于我们是没有任何问题的,但是有一点是需要我们注意的,无论是C语言还是C++都是支持连等的,也就是a = b = c,那就意味者我们们重载等于的时候是要有返回值的.

Date& Date::operator=(const Date& d)
{
  // 避免 重复
  if(this != &d)
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
  return *this;
}
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重载 +

说实话，加号还是比较简单的，我们首先要把给的天数判断一下,假如要是小于零,就去调用重载的减号,后面我会实现减法的,这里先考虑好.

那么我们该如何把这个逻辑给完善好呢?第一步,就是把给的天数直接加到_day上面,如果还没有超过当前月最大的天数,我们就直接返回这个日期就可以了,否则就把日期减去当前月最大的天数,当前月加一,注意,这里要明白,如果当前月是12月,我们直接把月份置为1,年加上一,这里要注意一点东西 ,我们不修改原来的日期

我们可以分为三种情况,每一个我都列出来,本质上是一个循环.

1. 2022-2-1 + 12 _day = 13 < 2月份的最大值,返回 2022-2-13
2. 2022-4-30 + 7 _day = 37 > 4月份最大值, _day-=30 月份+1 = 5,我们发现 _day = 7 < 5月份的最大值,循环结束
3. 2022-12-31 + 2 _day = 33 > 12月份最大值, _day-=31,月份是12,直接置为1, _year加1,继续循环,判断 _day = 2是不是满足循环条件

Date Date::operator+(const int day) const
{
  //先判断  day 是否是 小于零
  if(day < 0)
  {
    return (*this)-(-day);
  }
  // 第一步  来个第三方 不要修改原来的
  Date ret(*this); // 这是拷贝构造
  ret._day += day;
  while(ret._day > ret.isLegitimate(ret._year,ret._month))
  {
    ret._day -= ret.isLegitimate(ret._year,ret._month);
    
    if(ret._month == 12)
    {
      ret._month = 1;
      ret._year += 1;
    }
    else 
    {
      ret._month += 1;
    }
  }

  return ret;
}
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重载+=

我们直接复用+和=就可以了,这里没什么可以分享的.

Date& Date::operator+=(const int day)
{
  //判断 是不是 小于 0
  if(day < 0)
  {
    return (*this) = (*this) - (-day);
  }
  return (*this) = (*this) + day;
}
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重载 -

我们们这里要重载加号的的话,需要分为两种共请情况

• 参数 是 天数
• 参数 是 日期

很荣幸,C++是支持重载的,我们也按照步骤来.

参数是天数

这个就是计算一个日期减去多少天得到另一个日期,也是比较简单的,我们要考虑一些之情况,这里小于零的情况就不解释了,主要看我们的思路是什么.

我们首先把_day减去day,判断是不是小于0,小于的话,就从上个月的日期天数加到 _day上,直到它它大于0,这里要注意的是,如果我们的月份恰好是12,那么上一个月是1月份,并且年也要减1

Date Date::operator-(const int day) const
{
  // day 的大小 
  if(day < 0)
  {
    return (*this) + (-day);
  }
  Date ret(*this);
  ret._day -= day;

  //开始判断  ret._day 
  while(ret._day <= 0)
  {
    // 找上一个月的
    if(ret._month == 1)
    {
      ret._month = 12;
      ret._year -= 1;
    }
    else 
    {
      ret._month -= 1;
    }
    int days = ret.isLegitimate(ret._year,ret._month);
    ret._day += days;
  }
  return ret;
} 
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参数是日期

这个更加简单的,我们计算的是两个日期之间差的天数,我们可以复用前面的方法.

还是先说下思路,我们想,如果一个较小的日期每次加一,直到加到和较大的日期完全一样,我们计算加的次数是不是就可以完成这个操作符的重载了.那么我们如何要得到更小的日期,是不是要比较,然后交换这里是不用的,我们用一个标志位.我们假设日期A比日期B小,标志位flag = 1,如果不成立,我们把flag编程-1,随即我们用日期A加上flag,进行循环.

int Date:: operator-(const Date& d)
{
  // 给一个 数  来计数
  int count = 0;
  int flag = 1;
  // 不能修改原来的，这里用一个第三方
  Date ret(*this);
  if(ret > d)
  {
    flag = -1;
  }
  while(ret != d)
  {
    ret += flag;
    count++;
  }
  return flag*count;
  
}
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重载-=

这个我们复用减号就可以了,就不解释了.

Date& Date::operator-=(const int day)
{
  if(day < 0)
  {
    return(*this) = (*this)+(-day);
  }
  return (*this) = (*this) - day;
}
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重载++

我们这就不解释前置和后置的区别了,上一个博客分享过了,直接开始吧.

前置

前置是不需要带参数的.

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

需要带一个int类型的参数

Date Date::operator++(int day)
{
  Date ret(*this);
  *this += 1;
  return ret;
}
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重载 –

既然我们都把减法给重载了,那这我们直接复用就可以了

前置

不带参数

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

带上参数

Date Date:: operator--(int day)
{
  Date ret(*this);
  *this -= 1;
  return ret;
}
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重载流提取 & 流插入

这原理我们已经分享过了,这里就不加赘述了,记得使用友元

>>

std::istream& operator>>(std::istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}
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std::ostream& operator<<(std::ostream& out, Date& d)
{
	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
	return out;
}
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