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C++第九弹—类与对象(六)

青葱年少 • • IT • 阅读 28

✨个人主页： 熬夜学编程的小林

💗系列专栏： 【C语言详解】 【数据结构详解】【C++详解】

日期类

1、日期类的分析和设计

1.1、日期类的功能说明

创建一个日期类，通过运算符重载实现对日期的相关计算以及比较功能。包含如下：

1、重载日期的大小比较(>  ==  >=  <  <=  !=)

2、重载赋值操作符

3、重载日期+= / -=天数

4、重载日期+ / -天数

5、重载日期前置++ / —

6、重载日期后置++ / —

7、重载日期 – 日期

1.2、日期类的分析和设计

1.2.1、数据结构的分析

创建一个日期类，成员变量包括年月日(最好将成员变量权限设置为private，这样在类外就无法访问类中成员变量，起到一定的保护作用)，内部实现获取某年某月的天数的函数，为了实现分文件设计，类中只需声明构造函数，拷贝构造函数以及日期类需要实现的重载函数。

1.2.2、文件结构设计

之前我们在C语言中学习了多文件的形式对函数的声明和定义，这里我们C++实践⼀下，我们设计三个文件：

test.cpp    //文件中日期类的测试逻辑
Date.cpp  //文件中写类中重载函数的实现等
Date.h      //文件中写日期类需要的数据类型和函数声明等

建议：写一些代码就测试一些代码。

2、日期类的结构分析

2.1、创建日期类及声明

注意：在实现操作函数之前判断是否会修改成员变量的值，如果不需要改变成员变量的值，可以使用const修饰来保护代码。

class Date
{
public:
	// 构造函数
	Date(int year, int month, int day);
	// 拷贝构造函数
	// d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 赋值运算符重载
	// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d) const;
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d) const;
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d) const;
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d) const;
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d) const;
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d) const;

	// 操作赋值操作符
	Date& operator=(const Date& d);
	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day);
	// 日期+天数
	Date operator+(int day) const;
	// 日期-天数
	Date operator-(int day) const;
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置++
	Date& operator++();
	// 后置++
	Date operator++(int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();

	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d) const;
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

2.2、在类内实现获取天数函数

根据我们日期的规则，只有2月的天数是不同的，此时我们可以创建一个数组来存放对应年份月份的天数，如果是平年的2月则为28天，如果是闰年的2月则为29天，因此我们在创建完数组之后判断一下即可。

uu们可能不太了解什么情况是闰年，闰年的规则如下：

1、每4年为一个闰年，每100年为平年。即年份%4==0且年份%100!=0.

2、每400年为一个闰年。即年份%400==0。

代码实现如下：

// 获取某年某月的天数
int GetMonthDay(int year, int month)
{
	int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };//下标表示月份
	if (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))&&(month == 2) )
		return 29;
	return days[month];
}

uu们可能一开始就写出上面的代码， 那么这个代码有没有问题呢？或者说效率高不高呢？

小林的答案是有问题，效率也没有尽可能进行优化，原因如下：

1、可以将该函数加上const进行修饰，因为后面重载函数的实现中可能会被const修饰，那么如果没有const修饰，可以调用该函数，如果有const修饰的函数就不能调用此函数。但是该函数加上const修饰，不管是否有const进行修饰函数，都可以调用。

2、没有对月份进行判断，我们的月份只有1到12月，但是我们不做判断传入负数或者大于12的月份，因此此处可以用我们C语言所学习的断言语句。

3、创建的数组是在栈区创建的，但是获取天数的函数会经常调用，那么调用一次函数就会创建一个栈空间，效率很低，此处我们可以使用static修饰，将数组放在静态区，那么就只会创建一次。

4、判断是否为闰年时，我们可以做小小的调整，根据C语言学习的短路求值原则，与运算中左边的为假则结束运算，因此我们可以将容易判断的条件放在左边。

经过调整的获取某年某月的天数函数如下：

	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month) const
	{
		assert(month > 0 && month < 13);//月份的判断
		// 因为该函数会经常调用，但是数组的值一直是不需要变化的，因此可以使用静态数组
		// 好处是在静态区只会创建一份变量
		static int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		if ((month == 2) && ((year % 400 == 0) || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) ))
			return 29;
		return days[month];
	}

注意：该函数实现的年数对负数是不支持的，1582年也可能会出现问题，因为1582年少了10天。 

2.3、在类外实现构造函数

注意：在类外实现类中声明的构造函数需要使用域作用符。

// 构造函数
Date::Date(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}

 2.4、在类外实现拷贝构造函数

// 拷贝构造函数
// d2(d1)
Date::Date(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}

2.5、在类外实现赋值运算符重载

// 赋值运算符重载
// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
Date& Date::operator=(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;

	return *this;
}

2.6、在类外实现日期的比较

// >运算符重载
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;
}
// ==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}
// >=运算符重载
bool Date::operator >= (const Date& d) const
{
	return *this > d || *this == d;
}
// <运算符重载
bool Date::operator < (const Date& d) const
{
	return !(*this >= d);
}
// <=运算符重载
bool Date::operator <= (const Date& d) const
{
	return !(*this > d);
}
// !=运算符重载
bool Date::operator != (const Date& d) const
{
	return !(*this == d);
}

注意：此处使用的思想是先实现两个比较操作，然后通过位运算操作符实现其他的操作。

2.7、在类外实现日期+-天数

// 日期+=天数
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;
}
// 日期+天数 ---使用前面实现的+=运算符重载实现
//Date Date::operator+(int day) const
//{
//	Date temp(*this);
//	temp += day;
//	return temp;
//}
 
// 日期+天数 ---直接实现
Date Date::operator+(int day) const
{
	Date temp(*this);
	temp._day += day;
	while (temp._day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		temp._day -= GetMonthDay(temp._year, temp._month);
		++temp._month;
		if (temp._month == 13)
		{
			++temp._year;
			temp._month = 1;
		}
	}
	return temp;
}
// 日期-=天数
Date& Date::operator-=(int day)
{
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			--_year;
			_month = 12;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}
// 日期-天数 ---使用前面-=运算符重载实现
Date Date::operator-(int day) const
{
	//Date temp(*this);
	Date temp(*this);
	temp -= day;

	return temp;
}

 日期-天数 ---直接实现
//Date Date::operator-(int day) const
//{
//	//Date temp(*this);
//	Date temp(*this);
//	temp._day -= day;
//	while (temp._day <= 0)
//	{
//		--temp._month;
//		if (temp._month == 0)
//		{
//			--temp._year;
//			temp._month = 12;
//		}
//		temp._day += GetMonthDay(temp._year, temp._month);
//	}
//	return temp;
//}

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

2.8、在类外实现日期-日期

思想：计算第一个类与第二个类的差值，我们在前面已经实现了++和比较操作，此处只需要先判断哪个日期类大，小的日期类++多少次等于大的日期类就是相差的天数。

// 日期-日期 返回天数
int Date::operator-(const Date& d) const
{
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;
	if (*this < d)
	{
		flag = -1;
		max = d;
		min = *this;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}
	return n * flag;
}

3、日期类分文件的代码实现

3.1、test.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"

int main()
{
	Date d1(2022, 1, 1);
	d1 += 1;

	Date d2(2022, 1, 2);
	d2 = d2 + 10;

	Date d3(2022, 1, 3);
	d3 -= 2;
	
	Date d4(2022, 1, 4);
	d4 = d4 - 10;

	Date d5(2022, 1, 5);
	Date d6 = d5--;

	//Date d6 = d5.operator--(10);  //后置--

	Date d7(2022, 1, 18);
	Date d8(2022, 1, 8);

	cout << (d7 - d8) << endl;

	return 0;
}

3.2、Date.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"


// 构造函数
Date::Date(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}
// 拷贝构造函数
// d2(d1)
Date::Date(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}
// 赋值运算符重载
// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
Date& Date::operator=(const Date& d)
{
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;

	return *this;
}

// >运算符重载
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;
}
// ==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
	return _year == d._year
		&& _month == d._month
		&& _day == d._day;
}
// >=运算符重载
bool Date::operator >= (const Date& d) const
{
	return *this > d || *this == d;
}
// <运算符重载
bool Date::operator < (const Date& d) const
{
	return !(*this >= d);
}
// <=运算符重载
bool Date::operator <= (const Date& d) const
{
	return !(*this > d);
}
// !=运算符重载
bool Date::operator != (const Date& d) const
{
	return !(*this == d);
}


// 日期+=天数
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;
}
// 日期+天数 ---使用前面实现的+=运算符重载实现
//Date Date::operator+(int day) const
//{
//	Date temp(*this);
//	temp += day;
//	return temp;
//}
 
// 日期+天数 ---直接实现
Date Date::operator+(int day) const
{
	Date temp(*this);
	temp._day += day;
	while (temp._day > GetMonthDay(_year, _month))
	{
		temp._day -= GetMonthDay(temp._year, temp._month);
		++temp._month;
		if (temp._month == 13)
		{
			++temp._year;
			temp._month = 1;
		}
	}
	return temp;
}
// 日期-=天数
Date& Date::operator-=(int day)
{
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			--_year;
			_month = 12;
		}
		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}
// 日期-天数 ---使用前面-=运算符重载实现
Date Date::operator-(int day) const
{
	//Date temp(*this);
	Date temp(*this);
	temp -= day;

	return temp;
}

 日期-天数 ---直接实现
//Date Date::operator-(int day) const
//{
//	//Date temp(*this);
//	Date temp(*this);
//	temp._day -= day;
//	while (temp._day <= 0)
//	{
//		--temp._month;
//		if (temp._month == 0)
//		{
//			--temp._year;
//			temp._month = 12;
//		}
//		temp._day += GetMonthDay(temp._year, temp._month);
//	}
//	return temp;
//}

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



// 日期-日期 返回天数
int Date::operator-(const Date& d) const
{
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;
	if (*this < d)
	{
		flag = -1;
		max = d;
		min = *this;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}
	return n * flag;
}

3.3、Date.h

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

class Date
{
public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month) const
	{
		assert(month > 0 && month < 13);
		// 因为该函数会经常调用，但是数组的值一直是不需要变化的，因此可以使用静态数组
		// 好处是在静态区只会创建一份变量
		static int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		if ((month == 2) && ((year % 400 == 0) || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0)))
			return 29;
		return days[month];
	}
	// 构造函数
	Date(int year, int month, int day);
	// 拷贝构造函数
	// d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 赋值运算符重载
	// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
		// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d) const;
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d) const;
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d) const;
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d) const;
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d) const;
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d) const;

	// 操作赋值操作符
	Date& operator=(const Date& d);
	// 日期+=天数
	Date& operator+=(int day);
	// 日期+天数
	Date operator+(int day) const;
	// 日期-天数
	Date operator-(int day) const;
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置++
	Date& operator++();
	// 后置++
	Date operator++(int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();

	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d) const;
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

总结

本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！

版权声明：本文为博主作者：小林熬夜学编程原创文章，版权归属原作者，如果侵权，请联系我们删除！

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