【C++】类和对象(十二)：实现日期类

大家好，我是苏貝，本篇博客带大家了解C++的实现日期类，如果你觉得我写的还不错的话，可以给我一个赞👍吗，感谢❤️
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目录

  • 1 ==/!=/>/</>=/<=运算符重载
  • 2 +/-/+=/-=运算符重载
    • (A) 先写+，再通过+写+=
    • (B) 先写+=，再通过+=写+
    • (C) 先写-，再通过-写-=
    • (D) 先写-=，再通过-=写-
  • 3 前置/后置++/--
  • 4 日期-日期
  • 5 >>/<<运算符重载
    • (A) <<
    • (B) >>
  • 6 优化
    • (A) const
    • (B) 判断日期是否有效
  • 7.模块化代码实现
    • 1. Date.h
    • 2. Date.cpp
    • 3. test.cpp

日期类需要自主实现构造函数，运算符重载（>,<,>=,<=,==,!=,+,-,+=,-=,++），不需要自主实现析构函数（没有动态开辟空间）、拷贝构造函数（成员变量中没有自定义类型的）。经过前面的学习，我们可以比较快的写出Date类的大部分

现在我们来新建3个文件Date.h、Date.cpp、test.cpp
将Date类放在Date.h文件中
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上述函数的声明写在类中，但实现写在Date.cpp中

构造函数用全缺省的，注意：缺省参数如果声明和定义分离，那么缺省参数写在函数声明，函数定义中不写。因为声明和定义分离，所以函数定义时函数名前需要加Date::
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1 ==/!=/>/</>=/<=运算符重载

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2 +/-/+=/-=运算符重载

我们有2种写法，一是先写+，再通过+写+=。二是先写+=，再通过+=写+
这里的+/-是+/-天数，如2022年3月4日加10天=2022年3月14日

(A) 先写+，再通过+写+=

在实现+运算符重载前，我们要得到每个月的天数。可以定义一个函数，用if/else条件判断语句来返回天数，当然，这比较麻烦。最简单的方法是定义一个数组
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上面的函数可以优化一下，将数组用static修饰，这样数组就不在栈区。以后就不用每调用一次GetMonthDay函数，就要定义一个数组，等到函数运行完成，还要销毁数组了。

问：下面的Date tmp=this;是拷贝构造还是赋值运算符重载？拷贝构造，因为是用已存在的类类型对象this创建新对象tmp
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为什么+运算符重载返回值类型是Date，+=运算符重载返回值类型是Date&？
如果可以，我们都希望返回的是Date&类型的，因为这返回的是引用。如果返回的是Date类型的，那么返回的是返回值的拷贝。
Tmp是临时变量，临时变量出了作用域就销毁了，所以临时变量不能用引用返回，所以返回值类型是Date。下面的返回值类型同理

(B) 先写+=，再通过+=写+

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问：上面的2种方法写+和+=，哪一种更好？

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右边的更好，因为左边的+=里复用+需要创建对象，右边的+里复用+=不需要创建对象

© 先写-，再通过-写-=

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(D) 先写-=，再通过-=写-

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同理，-/-=中先写-=再通过-=写-更好

3 前置/后置++/–

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4 日期-日期

这和-天数是函数重载

思路：
先知道哪个的日期较大/较小，让较小的日期进入循环，每循环一次，较小的日期+1，等到两日期相等，看循环的次数就知道两日期相差几天

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5 >>/<<运算符重载

(A) <<

我们知道，<<（流插入运算符）支持内置类型的打印，但不支持自定义类型的打印
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那我们想实现<<打印自定义类型怎么办？自己写一个<<的运算符重载

将<<运算符重载的声明写在类中，<<运算符重载需要有参数：cout（类型是ostream），为什么？因为<<是双操作符，因此需要2个形参，形参this隐含，所以还需要cout当实参

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为什么cout<<d1;会报错？因为双操作数的操作符，左右的操作数必须和运算符重载函数的形参顺序相同，函数的第一个形参是隐藏的this，第二个才是out。因此可以d1<<cout，而不能cout<<d1。

为解决这个问题，我们就要是out是第一个形参，this是第二个形参，可是这在类中的成员函数中是不可能的。因此<<运算符重载不能写在类里，要写在全局域中。
注意：全局函数（如函数a）的定义不能写在.h文件中。如果全局函数的定义写在.h文件中，因为.h文件被2个.cpp文件包含，所以预处理时2个.cpp文件都会展开.h文件，这样就会有2个a，链接时会报错。

因此<<运算符重载也要声明和定义分离
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Date类的成员变量是private修饰的，即不能在类外被访问。所以上图会报错，如何解决？
方法1：在Date类里写GetYear/GetMonth/GetDay函数
方法2：友元声明

友元声明即在类中也写一下函数的声明，且在声明前+friend（全局域里也需要有函数的声明，因此这个函数的声明有2个）
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完成上面的要求，就能让<<打印自定义类型

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在C++中，<<是可以连续使用的，但我们实现的不可以，为什么？
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因为我们相等<<运算符重载没有返回cout，如果返回了cout，那么第一次cout<<d1后的返回值是cout，那接下来的表达式为cout<<d2<<endl。因此修改<<运算符重载的返回值，就能连续使用<<

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(B) >>

Cin的类型是istream。>>和<<运算符重载一样，都需要在类中有友元声明

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6 优化

(A) const

在Date类的成员函数中，有许多是不修改*this的，所以这些函数的this指针可以被const修饰

(B) 判断日期是否有效

像下图，2月30日是不可能的情况，所以我们需要对输入的日期进行检查
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在哪里需要检查日期的有效性呢？需要输入日期的地方：构造函数和>>运算符重载

构造函数：
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运算符>>重载：

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7.模块化代码实现

1. Date.h

#pragma once

#include<iostream>

using std::endl;
using std::cout;
using std::cin;
using std::istream;
using std::ostream;


class Date
{
public:
	bool CheckValid();
	Date(int year = 2020, int month = 1, int day = 1);
	
	bool operator==(const Date& d) const;
	bool operator!=(const Date& d) const;
	bool operator>(const Date& d) const;
	bool operator<(const Date& d) const;
	bool operator>=(const Date& d) const;
	bool operator<=(const Date& d) const;

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

	Date& operator++();
	Date operator++(int);
	Date& operator--();
	Date operator--(int);

	int operator-(const Date& d);

	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		static int monthday[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0))
		{
			return 29;
		}
		return monthday[month];
	}

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

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

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

2. Date.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Date.h"

Date::Date(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;

	if (!CheckValid())
	{
		cout << "构造日期错误" << _year << "-" << _month << "-" << _day << 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 !(*this == d);
}

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

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

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

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

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

Date& Date::operator+=(int 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)
//{
//	Date tmp(*this);//拷贝构造
//	//Date tmp = *this;//拷贝构造
//	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++;
//			tmp._month = 1;
//		}
//	}
//	return tmp;
//}
//
//Date& Date::operator+=(int day)
//{
//	*this = *this + day;
//	return *this;
//}

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

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

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

//d++
Date Date::operator++(int)
{
	Date tmp(*this);
	*this += 1;
	return tmp;
}

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

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



//d1-d2
int Date::operator-(const Date& d)
{
	Date max(*this);
	Date min(d);
	int flag = 1;
	if (min > max)
	{
		flag = -1;
		max = d;
		min = *this;
	}

	int tmp=0;
	while (min != max)//比min<max要简单
	{
		++min;
		tmp++;
	}

	return tmp * flag;
}

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
	return out;
}


istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	cout << "请依次输入年月日：";
	while (1)
	{
		in >> d._year >> d._month >> d._day;

		if (!d.CheckValid())
		{
			cout << "输入的日期错误，请重新输入：";
		}
		else
			break;
	}
	return in;
}

bool Date::CheckValid()
{
	if (_year <= 0
		|| _month > 12 || _month <= 0
		|| _day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		return false;
	}
	else
		return true;
}

3. test.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Date.h"

int main()
{
	Date d1(2022, 2, 30);
	cout << d1 << endl;
	

	/*d1.operator<<(cout);
	cout << d1;
	d1 << cout;*/

	/*cin >> d1;
	cout << d1 << endl;*/

	/*d3 = d1--;
	cout << d3;

	d3 = --d2;
	cout << d3;*/

	//cin >> d3;


	/*cin >> d1 >> d2 >> d3;
	cout << d1 << d2 << d3;*/

	//cout << d1;

	/*d1.operator<<(cout);
	d1 << cout;*/

	/*cout << (d1 - d2) << endl;
	cout << (d2 - d1) << endl;*/

	/*d3 = ++d1;
	d3.Print();

	d3 = d2++;
	d3.Print();*/

	/*d3 = d1 + 49;
	d3.Print();

	d3= d1 - 342;
	d3.Print();

	d2 += 67;
	d2.Print();

	d2 -= 98;
	d2.Print();*/


	/*d2 = d1;
	cout << (d1 == d2) << endl;
	cout << (d1 != d2) << endl;
	cout << (d1 > d2) << endl;
	cout << (d1 >= d2) << endl;
	cout << (d1 < d2) << endl;
	cout << (d1 <= d2) << endl;*/

	return 0;
}

好了，那么本篇博客就到此结束了，如果你觉得本篇博客对你有些帮助，可以给个大大的赞👍吗，感谢看到这里，我们下篇博客见❤️

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