【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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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

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::

1 ==/!=/>/</>=/<=运算符重载

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

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

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+

问：上面的2种方法写+和+=，哪一种更好？

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-=

(D) 先写-=，再通过-=写-

同理，-/-=中先写-=再通过-=写-更好

3 前置/后置++/–

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

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

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

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

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）

完成上面的要求，就能让<<打印自定义类型

在C++中，<<是可以连续使用的，但我们实现的不可以，为什么？

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<<

(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

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

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：

运算符>>重载：

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：";}elsebreak;}return in;
}bool Date::CheckValid()
{if (_year <= 0|| _month > 12 || _month <= 0|| _day > GetMonthDay(_year, _month)){return false;}elsereturn 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;
}

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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❤️