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[C++入门]类和对象中（2）日期计算器的实现

news 来源：原创 2025/6/7 1:11:18

一、运算符重载

1、格式

2、简单举例

2、前置++，后置++

3、日期生成器的实现

1、声明与定义

1、友元函数

2、print函数

3、运算符重载

4、GetMonthDay

5、+，-，+=，-=的实现

6、重载流操作符

2、实现

3、定义源码

一、运算符重载

对于类实例化的对象，运算符不可以直接生成指令进行操作，库里存着的是对内置类型的操作方法。所以我们需要进行运算符重载

1、格式

函数名字为：关键字 operator 后面接需要重载的运算符符号 。

函数原型： 返回值类型 operator 操作符 ( 参数列表 )

这里还有一些注意事项

不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
重载操作符必须有一个类类型参数
用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不能改变其含义
作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
.* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出现。

2、简单举例

class Date
{
public:Date& operator=(const Date& t){if (this != &t){_year = t._year;_month = t._month;_day = t._day;}return *this;}Date(int year=0, int month=1, int day=1){_year = year;_month = month;_day = day;};
private:int _year ;int _month ;int _day ;};
int main()
{Date d1(2025,5,16);Date d2;d2 = d1;return 0;
}

这里的复制重载注释掉也可以，因为对于类中都是简单的内置类型，编译器会自动生成浅拷贝的赋值，那么什么时候需要我们自己来定义呢？

比如一些默认不支持不支持自定义的操作符<<,>>，==当我们想使用流插入提取对类的对象使用时，就必须自定义重载operator<<,>>,==等等

而对于举例的赋值操作符，当需要进行深拷贝时，编译器默认生成的显然不够用，会出现上一篇中提到的指向同一个空间导致双重释放，内存泄漏等问题

2、前置++，后置++

对于两种自增操作符，

在C语言阶段我们就学习过，当时我们默认他们使用起来区别不大，今天我们通过对对象++时的重载来研究一下这两个的区别

class Date
{
public:Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}Date& operator++(){_day += 1;return *this;}Date operator++(int){Date temp(*this);_day += 1;return temp;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

我们发现前置++与后置++不同的地方在于有无新开的中间变量，以及最后的返回方式。对于前置++，直接传引用返回，不需要开辟新的空间，而后置++则需要传值返回，在传值返回时，需要进行拷贝，效率上会有稍微一点点的差异，小编觉得使用哪个看个人爱好，在重载时，为了区分前置和后置，在后置的接收值中加一个int，传值本身没有意义，单纯的为了区分前置和后置

3、日期生成器的实现

好了来到今天的重头戏，如何实现这种日期生成器呢？

1、声明与定义

首先，我们先来看一下实现需要的所有声明

class Date
{friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);void Print() const{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}Date(const Date& d)   {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}bool operator<(const Date& x) const;bool operator==(const Date& x) const;bool operator<=(const Date& x) const;bool operator>(const Date& x) const;bool operator>=(const Date& x) const;bool operator!=(const Date& x) const;int GetMonthDay(int year, int month);// d1 + 100Date& operator+=(int day);Date operator+(int day) const;Date& operator-=(int day);Date operator-(int day) const;Date& operator++();Date operator++(int);Date& operator--();Date operator--(int);int operator-(const Date& d) const;private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

没错，我们要大量的重载运算符，这些只有重载后，才可以对类的对象使用

我们一点一点分析

1、友元函数

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

这个后边文章会详细说，这里读者只需要知道是当需要访问私有成员时，比如这里的重载的流运算操作符，这里为了重载之后保持cout<<这种格式，只能将他放在类的外边

因为类中函数自带*this指针，而指针作为第一个传入值，占据了cout的位置，所以只能如果搞在类内，cout就得放流插入后边

2、print函数

这个写声明，没什么必要声明，直接定义在类内搞成内联就好

3、运算符重载

这里进行了很多复用，减少了很多代码量，在之后我们需要重载这些操作符可以直接整上去，大家可以多熟悉一下，对于每个括号后的const，就有说法了

类的每个成员函数中第一个接收值都是this指针，但是不会显示出来，而为了方便的让调用者知道这个函数不会改变成员，（）内又没有地方加const所以我们只好将const放在（）后边对于不改变成员的函数，最好都加上const

4、GetMonthDay

对于每个月份，对应的日期是不一样的，我们手动整一个数组出来方便我们对应日期

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{static int daysArr[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 daysArr[month];}
}

数组元素为13是为了与月份对应，毕竟没有0月吗，对于2月这个特殊的月份，我们需要考虑闰年的问题，注意在判断语句的部分，我们先判断是否为2月份，用&&来连接，不是2月份就直接跳出循环，可以缩短运行时间

5、+，-，+=，-=的实现

Date& Date::operator+=(int day)
{if (day < 0){return *this -= -day;}_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}

先来判断正负，对于加等，如果接收值是负数，直接相反数后复用减等

在自身实现部分，我们也要注意，一年只有12个月，超出要进位，最后，因为中间没有中间变量，直接传引用返回

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

有了加等，+就很简单了，依旧是代码复用，用中间变量tmp接收一下即可

对于减等和减，同样的套路

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

依然是写一个服复用一个，注意对于减，不是超出而是不足，小于0时，向上一年借位

6、重载流操作符

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{int year, month, day;in >> year >> month >> day;if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}return in;
}

由于cout，cin不能直接对类的成员使用，所以我们需要进行重载

流插入比较简单，值得一提的是流提取，我们用d.直接访问了获取天数这个函数，理论上没什么问题，但是最好将GetMonthDay改为静态函数，这样就存储在静态区可以直接访问了

2、实现

今天是2025.5.18，我们常说一万年太久，只争朝夕，这里我们也不一万年了，咱们就来算算从今天开始1000天之后是什么日子，希望到时候大家都可以完成自己今日的憧憬与愿望，怀揣朝气开始新征程

这里留个小彩蛋，2028年2月再来回头看这过往种种

3、定义源码

Date::Date(int year, int month, int day)
{if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}
}bool Date::operator<(const Date& x) const
{if (_year < x._year){return true;}else if (_year == x._year && _month < x._month){return true;}else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day){return true;}return false;
}bool Date::operator==(const Date& x) const
{return _year == x._year&& _month == x._month&& _day == x._day;
}bool Date::operator<=(const Date& x) const
{return *this < x || *this == x;
}bool Date::operator>(const Date& x) const
{return !(*this <= x);
}bool Date::operator>=(const Date& x) const
{return !(*this < x);
}bool Date::operator!=(const Date& x) const
{return !(*this == x);
}int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{static int daysArr[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 daysArr[month];}
}Date& Date::operator+=(int day)
{if (day < 0){return *this -= -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)  const
{Date tmp(*this);tmp += day;return tmp;
}Date& Date::operator-=(int day)
{if (day < 0){return *this += -day;}_day -= day;while (_day <= 0){--_month;if (_month == 0){_month = 12;--_year;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}Date Date::operator-(int day) const
{Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;
}Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}Date Date::operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}Date Date::operator--(int)
{Date tmp = *this;*this -= 1;return tmp;
}int Date::operator-(const Date& d) const
{Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1;}int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag;
}ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{int year, month, day;in >> year >> month >> day;if (month > 0 && month < 13&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}return in;
}

大家可以自行测试一下自己喜欢的功能

以上就是本篇博客的全部内容啦，有任何不足欢迎大家在评论区交流指正！！

一、运算符重载

1、格式

2、简单举例

2、前置++，后置++

3、日期生成器的实现

1、声明与定义

1、友元函数

2、print函数

3、运算符重载

4、GetMonthDay

5、+，-，+=，-=的实现

6、重载流操作符

2、实现

3、定义源码

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