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日期类计算器的实现以及运算符重载

前言

众所周知，运算符重载是C++类与对象中非常重要的一环。今天我们介绍内容就是通过模拟实现日期类的计算机，来详细的了解运算符是如何重载的。

注：代码给在文末。

创建一个日期类

大致步骤可以分为以下：

    **1、构建一个 Date 日期类，需要有三个成员变量：年、月、日。**

** 2、写一个构造函数，将传入的年月日的数据利用起来。**

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
public:
    Date(const int year = 1, const int month = 1, const int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

1、重载 == 号

这一步非常简单，我们只需要判断年月日是否都相等就可以了。

代码：

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

2、重载 > 号

我们需要先比较年，再比较月，最后比较日。

思路：

  **  1、先比较年，如果年大于，返回 true。**

** 2、如果年相等，再比较月，如果月大于，返回 true。**

** 3、如果年和月都相等，最后比较日，如果日大于，返回 true。**

代码：

bool Date::operator>(const Date& d) const
{
    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;
}

3、复用重载后的 > 和 == 来重载 >= 、!= 、< 、<=

我们如果还去考虑其中的逻辑去重载剩下的判断符，那么需要的时间成本会很高，我们只需要复用前面写的符号，可以让我们大大节约时间成本。

代码：

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

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

4、重载 += 号

我们可以先让日加上我们需要 += 的天数。这时候我们还需要写一个函数GetMonthDay获取一个月的天数，当类的日大于当月天数的时候，月份++，天数减去当月天数，如果月份到达了13，那就让他变为1，年份 ++。

注： 这里写的GetMonthDay还去要判断是否是闰年，所以我们传参还需要传年份。

    由于这个函数经常用到，我们直接到类内定义作为对象的内联函数。

    传入的参数可能是一个负数，所以我们还需要考虑负数的情况。

代码：

int GetMonthDay(int year, int month)
{
    static int montharr[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;
    }
    else
    {
        return montharr[month];
    }
}
Date& Date::operator+=(const int day)
{
    if (day < 0)
    {
        return  *this -= abs(day);
    }
    _day += day;
    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        _month++;
        if (_month == 13)
        {
            ++_year;
            _month -= 12;
        }

    }
    return *this;
}

** 分析：**这里返回值类型为 Date& 的原因是返回的时候会生成一个返回值的拷贝，用一个引用的话能减少一次拷贝。有返回值的原因是为了能够链式调用，也就是能够连续使用。

5、重载 + 号

  • 号与 += 号唯一的区别在于，+ 号返回的是还没变之前的数据。所以就需要在函数里面创建一个临时变量来存储变化之前的数据。我们只需要复用 += 就行了。

代码：

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

6、重载 -= 号

**思路和 += 的重载很相似。我们需要先用日减去需要 -= 的天数，如果 _day <= 0。那么先 **

**_month-- ，然后 _day 加上当月的天数即可。如果 _month == 0，那么我们需要 _year-- ,然后将 ****_month 重置为12。**

注：传入的参数可能是一个负数，所以我们还需要考虑负数的情况。

代码：

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

7、重载 - 号

和 + 号的思路一样。

代码：

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

    return ret;
}

8、前置++和后置++的重载

前置++：返回 +=1后的 this指针 即可。

代码：

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

由于返回后 this 指针还是存在的，所以我们可以返回Date类型的引用来减少一次拷贝。

后置++：由于无法区分前置和后置，所以在函数的参数中加了一个 int 类型来区分。

后置++要返回未变化之前的数据，所以我们还得创建一个变量来记录。

代码：

Date Date::operator++(int)
{
    Date ret(*this);
    *this += 1;

    return ret;
}

分析：通过这两段代码我们就能够知道，前置++的性能要由于后置++，原因就是能够少创建一个临时的变量，返回的时候返回引用也减少了一次拷贝。

9、前置--和后置--的重载

这个和++的思路是一致的，我们看下面的代码：

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

    return ret;
}

10、- 号的再次重载：两个日期类相减

我们知道，两个日期类相减，得到的其实就是他们之间相差的天数。因此这个函数的返回值也就是int类型了。

思路：我们应该先来判断一下是前面的大还是后面的大，然后如果是后面的大，那我们最后的结果就应该乘上一个-1，这里我们用 flag 来代替。当小的那个对象 ++ 到大的对象一样大的时候，++的次数就是中间差的天数的。

int Date::operator-(const Date& d) const
{
    Date max = *this;
    Date min = d;
    int flag = 1;

    if (*this < d)
    {
        min = *this;
        max = d;
        flag = -1;
    }

    int ret = 0;
    while (min != max)
    {
        ++min;
        ret++;
    }
    return ret * flag;
}

11、 << 和 >> 号的重载。

当我们创建一个名叫d1的变量时，cout << d1 是不可以的，因为编译器不知道该怎么做。

那么就要我们来重载 << 号。

其实，cout和cin也是类的对象的一种，cout也就是ostream类的一个对象。

所以函数括号内的一个参数就是osteam&类型的了，我们命名out。但是我们知道，如果这个函数是在Date类内的，那么函数的第一个参数就会是this指针，那么到时候的输出的指令就应该是

d1 << cout 那这样和我们的预期就颠倒了，所以我们需要在 Date 类外来定义。这样就可以做到Date类型的参数为第二个了。

代码：

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

分析：增加内联的原因是这段代码比较短，并且会频繁调用。

       返回值为 ostream& 使得可以链式调用。

号和 << 号的思路一样，代码如下：

inline istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
    in >> d._year >> d._month >> d._day;
    return in;
}

全篇代码

Date.h

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;

class Date
{
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
    Date(const int year = 1, const int month = 1, const int day = 1)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        static int montharr[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;
        }
        else
        {
            return montharr[month];
        }
    }

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

    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;

    //返回引用是因为要拷贝
    Date& operator+=(const int day);
    Date operator+(const int day) const;
    Date& operator-=(const int day);
    Date operator-(const int day) const;
    Date& operator++();
    Date operator++(int);
    Date& operator--();
    Date operator--(int);

    //两个日期相减
    int operator-(const Date& d) const;
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

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

inline istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
    in >> d._year >> d._month >> d._day;
    return in;
}

Date.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Date.h"
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
    return _year == d._year
        && _month == d._month
        && _day == d._day;
}

bool Date::operator>(const Date& d) const
{
    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;
}

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

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

//返回引用是因为要拷贝
Date& Date::operator+=(const int day)
{
    if (day < 0)
    {
        return  *this -= abs(day);
    }
    _day += day;
    while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
    {
        _day -= GetMonthDay(_year, _month);
        _month++;
        if (_month == 13)
        {
            ++_year;
            _month -= 12;
        }

    }
    return *this;
}

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

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

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

    return ret;
}

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

Date Date::operator++(int)
{
    Date ret(*this);
    *this += 1;

    return ret;
}

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

    return ret;
}

int Date::operator-(const Date& d) const
{
    Date max = *this;
    Date min = d;
    int flag = 1;

    if (*this < d)
    {
        min = *this;
        max = d;
        flag = -1;
    }

    int ret = 0;
    while (min != max)
    {
        ++min;
        ret++;
    }
    return ret * flag;
}
标签： c++ 开发语言 类和对象
本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_65139309/article/details/127301980
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