【C++】运算符重载（日期类的实现）

前言

博主在快写完类和对象（中）时，突然发现需要用到运算符重载的知识
但是运算符有很多运算符要进行重载，会导致文章的篇幅略长
所以就单独写了一个，另外，日期类是学习运算符重载比较好的一个例子，所以这里就用了日期类来讲解运算符重载

运算符重载

众所周知，对于内置类型我们可以直接使用运算符进行计算
int y=1, int x=1 x+y
这显然是可以的

那自定义类型可不可以直接用运算符来算呢？
比如
stack s1; stack s2; s1+s2

当然是不可以的

这不是显而易见吗
现在编译器也不至于聪明到能直接分辨出用户的自定义类型的运算。
要是编译器真的高级到这个程度，那就是更高级的语言了

但是类如果要进行加减乘除的时候又要进行函数的调用

如果能直接用加减乘除等操作符的话，那不是能大大增强函数的可读性吗？

所以就有了关键字

operator

运算符重载函数的形式为：
void（返回类型）operator<(需要重载的运算符)（参数）
例：

Date& operator+=(int x);

这里在使用operator进行重载时
有几个点需要注意：

1.不可以用operator重载一个原本没有意义的符号。

如：operator@

2.运算符重载必须有一个自定义类型的对象

因为本来运算符重置就是为了自定义类而创建
要是没有自定义类的对象参数
那还有啥意义。

这五个运算符不能进行重载。

4.讲了很多次
自定义类型深究到最后，也就只是内置类型

所以当我们编写运算符重载函数的时候：
内置类型的运算符含义不能进行改变

你想改也改不了。

全局和类中

这里来给大家提个问题，全局和类，有啥区别

1. 全局中的函数无法随意调用类中的私人成员

就会出现这样尴尬的场面（这里有解决方法，但是还是留在之后讲）

但是如果将运算符重载函数写在类中，就可以随意调用了。

2. 类中有this指针这个存在

这意味着运算符重载在全局和类中有不同的定义方式

上面我们看到了：

全局对象需要完全地写出参数

但是在类中的函数因为有this指针的隐形传参，所以不需要将全部参数写出来

class Date
{Date& operator+=(int day) {}
}

这里this指针将对象的地址传了过去

所以不需要像全局变量一样传一个类的对象形参

所以为了方便，还是尽量讲运算符重载函数写在类中。

日期类的实现

日期算是我们生活中常见的了。

成员变量的确定

由
年-月-日组成

所以我们这里针对成员变量的设计也是十分容易

class Date
{
private:int _year;int _month;int _day;
};

构造函数

还记得我们这里要创建构造函数的原因吗？

因为date类中全是内置类型
编译器自动生成的默认构造函数不会对内置类型变量进行设定。
所以遇到内置类型就要自己写构造函数了

这里就写个缺省的和无参的

//缺省Date(int year,int month,int day){_year = year;_month = month;_day = day;}//无参
Date()
{_year = 2023;_month = 5;_day = 24;
}

拷贝构造

因为拷贝构造属于构造函数里的，这里就直接把它放在这里了

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

运算符重载部分

这个部分算是正式进入我们的正题了

这里的函数我都默认放在类中进行实现的。

+=的重载

这里要实现的功能是：

日期+=天数 =>（返回）新日期

注意这个运算符号是+=，原本就是要对前一个值进行改变的。
所以我们这里就是对 原对象进行+=，然后返回原对象就好

这里理解起来很容易，但是要实现起来的话还是有点小繁琐的。

思路

想要得到日期+天数转化为日期。

1.首先要得到知道每个月的天数

2.将现在日期的天数和传参的天数相加

3.判断，现在天数是否大于这个月应有的天数

若大于：
扣除每个月对应的天数，然后月份+1

若小于：
则日期已经++完成，直接返回就好

实现

我们要知道所在的这个月的天数，所以我们需要设定一个函数专门用来返回当月的对应的天数

GETmonthday

int GETmonthday(int year, int month)
{static int arr[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 arr[month];
}

这里通过静态数组将每个月对应的天数存储下来
(因为这个函数在后续需要多次调用，所以使用静态数组，防止多次开辟空间影响效率)

通过传来的年月，来进行 闰年/平年 对应月 的判断
得到对应的天数后返回。

operator+=

//这里返回值用了引用，因为+=返回的就是原对象，函数结束后没有随着函数被销毁。
Date& operator+=(int day) 
{_day += day;//将天数和天数相加while (_day > this->GETmonthday(_year,_month))//当现有天数大于本月总天数，程序继续{_day -= GETmonthday(_year, _month);_month++;//天数减去这个月对应天数，当前月份++if (_month > 12)//当月份大于12时，年++，当前月份变为1{_month = 1;_year++;}}return *this;//返回改变后的天数
}

+的重载

思路

+和+=有啥区别？

+=对原对象进行了改变，并且返回的也是原对象

而+ 就不一样了：
不会对原对象进行赋值改变
并且返回的是：原对象与天数相加后的新对象

实现

这里搞懂了区别后就可以进行实现了

这里就会发现：
其实+=和+中间的对象与天数相加的思路一样
就是需要
1.返回新对象
2.原对象不能进行改变。

Date operator+(int day)
{
//用原对象进行了拷贝构造出了tmpDate tmp(*this);//将tmp进行+=（用的是之前实现的+=重载）tmp += day;
//返回tmpreturn tmp;
}

-=的与-的重载

这里其实思路和+=与+的重载相似，所以这里就不多讲了
因为这篇博客主要是想讲清不同运算符重载的实现

实现

//-=的实现
Date& operator-=(int day)
{_day -= day;while (_day <= 0){_day += GETmonthday(_year, _month);_month--;if (_month < 1){_month = 12;_year--;}}return *this;
}
}
//-的实现
Date operator-(int day)
{Date tmp(*this);tmp -= day;return tmp;
}

各个比较运算符的重载

这里比较运算符算是最简单的运算符重载了

传入一个Date类对象
和this指针的本对象进行年月日比较
最后返回布尔值即可

实现

//<的实现
bool operator<(const Date& d)
{if (_year < d._year)return true;else if (_year == d._year && _month < d._month)return true;else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)return true;return false;
}//大于的实现
bool operator>(const Date& d)
{return ((!(*this < d)) && (!(*this == d )));
}//等于的实现
bool operator==(const Date& d)
{return _day == d._day && _year == d._year && _month == d._month;
}
//大于等于的实现
bool operator>=(const Date& d)
{return !(*this < d);
}
//小于等于的实现
bool operator<=(const Date& d)
{return !(*this > d);
}
//不等于的是实现
bool operator!=(const Date& d)
{return !(*this == d);}

前置++与后置++

这里还是和之前一样，来搞清楚这两个的区别

前置++：

直接对象+1，然后返回对象值即可

后置++
先返回对象的原值，然后对象值++
这里的实现思路肯定不是这样，return值了以后函数就结束，怎么还能++

所以这里就要用原对象创建新对象
对原对象++，返回创建的新对象

搞清楚思路了以后，接下来还有个问题

区分两者：

还记的运算符重载的命名方式吗

void（返回类型）operator<(需要重载的运算符)（参数）

但是前置++和后置++，都是++运算符

所以定义时都是operator++

这就不好区分了

但是祖师爷在定义的时候就发现

自增运算符都是对单个对象的运算

所以传参时不需要传任何参数
（原对象this指针会进行传递）

那让编译器给前置运算符或者前置运算符
随便传一个参数不就可以识别了吗

所以选择了后置++

Date& Date::operator++()
//前置++
Date Date::operator++(int)
//后置++
//用户自己声明时，要在后置运算符加上int参数

实现

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

所以从上面的实现中可以看出

当我们用自定义类型的++时，最好使用前置++

因为后置++需要创建一个新对象，会影响效率。

同样对于内置类型前置++和后置++

虽然也大致是这样的原理
前置++比后置++更加有效率
但是因为内置类型拷贝成本比较低
所以没有特意去区分前置++和后置++的使用

（=）赋值运算符的重载

我们知道，赋值运算符也是默认成员函数之一
就是用户不写时，编译器会自己生成。

目的：将一个对象的值，赋值给另一个对象

实现

这个赋值构造函数可能看着没啥问题

但是别忘了，对于内置类型来说，赋值能这样做

x=y=c=a
能做到这样的连续赋值。

但是我们的这个实现方法不能进行连续赋值

原因就在于：
返回类型为空。

所以这里需要把赋值后的原对象进行返回

Date& operator=(Date& d1)
{_year = d1._year;_day = d1._day;_month = d1._month;return (*this);
}

后话

这里其实还有很多内容没有去实现。

比如说
对象与对象的运算符
后置–与前置–
但是这里主要是想带大家学习一下重载运算符而已，
所以这个日期类就点到为止。