手把手教你实现日期类

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作者
筋斗云
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前言

1.头文件的实现

2.日期类函数各项功能实现

2.1 初始化和打印(比较简单)

2.2日期大小判断

2.3日期的加减运算

3.日期类的输入输出

4.测试代码参考

结束语



前言

前面我们讲解了类的对象的大部分知识,例如拷贝构造,函数重载等知识,本节我们将用所学的知识对日期类进行实现。

注意:本篇博客代码的实现综合了前面所学,同时可能会捎带一点点后面所学内容。

1.头文件的实现

定义日期的类,对公共部分的函数进行声明,私有成员的确定。

函数有日期输入输出,日期判断,日期的大小比较,日期增减。

#pragma once #include <iostream> #include <assert.h> using namespace std; 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(); 	int Getday(int year, int month) const{ 		assert(month > 0 && month < 13); 		static int monthDayArray[13] = { -1, 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 monthDayArray[month]; 	}  	bool CheckDate(); 	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; 	// d1 += 天数 	Date& operator+=(int day); 	Date operator+(int day) const; 	// d1 -= 天数 	Date& operator-=(int day); 	Date operator-(int day) const; 	// d1 - d2 	int operator-(const Date& d) const; 	 	// ++d1 -> d1.operator++() 	Date& operator++(); 	 	// d1++ -> d1.operator++(0) 	// 为了区分,构成重载,给后置++,强⾏增加了⼀个int形参 	// 这⾥不需要写形参名,因为接收值是多少不重要,也不需要⽤ 	// 这个参数仅仅是为了跟前置++构成重载区分 	Date operator++(int); 	Date& operator--(); 	Date operator--(int); 	// 流插⼊,流输入输出   // 不建议,因为Date* this占据了⼀个参数位置,使⽤d<<cout不符合习惯    //void operator<<(ostream& out);  private: 	int _year; 	int _month; 	int _day; }; ostream& operator<<(ostream& out, const Date&d); istream& operator>>(istream& in, Date& d);

在这里,我们用了一个数组来存取各月份的天数,避免连续用多个if else选择语句使代码冗杂,痛过闰年判断来进一步决定二月份的天数。

这个获取月份天数我们要频繁调用,所以我们直接定义在类里面,默认内联函数,频繁调用。

2.日期类函数各项功能实现

因为是在.cpp文件,在我们定义的头文件Date类以外,所以类外声明我们要用到 ::  操作符。

即Date:: 

2.1 初始化和打印(比较简单)

bool Date::CheckDate() { 	if (_month < 1 || _month > 12 		|| _day < 1 || _day > Getday(_year, _month)) 	{ 		return false; 	} 	else 	{ 		return true; 	} } Date::Date(int year, int month, int day) { 	_year = year; 	_month = month; 	_day = day; 	if (!CheckDate()) 	{ 		cout << "⽇期⾮法" << endl; 	} } void Date::Print(){ 	cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; }

这里我们写了个检查日期函数,为了方便判断我们所给定的日期是否是非法的,也使日期类函数功能更加完善。

2.2日期大小判断

判断日期大小,从年月日依次判断,通过代码发现,只要实现了基本的等于和大小判断,其他的判断实现我们都可以用过逻辑运算形式来实现。这样可以减少代码量。

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) 			return _day < d._day; 		else 			return false; 	} 	else 		return false; } bool Date::operator<=(const Date& d) const { 	return *this < d || *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) 			return _day  > d._day; 		else 			return false; 	} 	else 		return false; } */ bool Date::operator>(const Date& d) const { 	return !(*this < d); } bool Date::operator>=(const Date& d) const { 	return *this > d || *this == d; } 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); }

2.3日期的加减运算

对于加减运算看起来简单,思路也挺丰富,但是通过代码实现还是有一定的难度的,接下来小编带领大家分析实现。

日期加天数

对于日期加天数,我们要进位并且还要判断是否满年和满该月,然后向前加

Date& Date::operator+=(int day) { 	if (day < 0) { 		return *this -= (-day); 	}     _day += day; // 将传入的天数加到当前日期的天数上 	while (_day > (Getday(_year, _month))) { // 检查当前日期是否超过了这个月的天数 		_day -= Getday(_year, _month); // 减去这个月的天数 		_month++; // 月份加一 		if (_month == 13) { // 如果月份超过 12 			_month = 1; // 重置为 1 			_year++; // 年份加一 		} 	} 	return *this; // 返回当前对象的引用 }

这里的返回是传引用返回,在原来的日期上进行修改,更好的支持链式操作,当然我们也可以通过传值返回,只不过要拷贝一份,加临时变量。

为了方便区分理解,传引用我们定义为+=,传值为+

传值调用法可以借鉴+=的思路,创建一个临时变量temp,在所有成员前面加temp.即可

Date Date::operator+(int day) const{ 	Date temp = *this; 	temp._day += day; 	while (temp._day > (Getday(temp._year, temp._month))) { 		temp._day -= Getday(temp._year,temp. _month); 		temp._month++; 		if (temp._month == 13) { 			temp._month = 1; 			temp._year++; 		}  	} 	return temp; }

当然一个简便的方法是临时生成一个temp,通过+=函数改变temp,再返回temp。

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

日期减天数

我们要采取借位的方法,通过用上一个月份的天数加到_day上,直到>0为止。

Date& Date::operator-=(int day) {     if (day < 0) { 	return *this += (-day); }     _day -= day; // 从当前日期的天数中减去传入的天数     while (_day <= 0) { // 检查当前日期的天数是否小于或等于0         _month--; // 减少月份         if (_month == 0) { // 如果月份变为0,意味着需要回到上一年             _month = 12; // 将月份重置为12             _year--; // 年份减少         }         _day += Getday(_year, _month); // 为当前月份添加天数     }     return *this; // 返回当前对象的引用, }

同样分为传值和传引用,实现类似于加天数,所以不多加赘述了。

Date Date::operator-(int day) const { 	Date temp = *this; 	temp -= day; 	return temp; }

 这里额外还有日期的加加减减,其中又分为后置和前置C++祖师爷有自己的规定方法,记住就行,而实现方法就直接调用加减天数即可,因为加减天数只是限制成了一天而已。

在头文件的注释中也提到了规定:


    // ++d1 -> d1.operator++()
    Date& operator++();
    
    // d1++ -> d1.operator++(0)
    // 为了区分,构成重载,给后置++,强行增加了一个int形参
    // 这里不需要写形参名,因为接收值是多少不重要,也不需要用
    // 这个参数仅仅是为了跟前置++构成重载区分

    Date operator++(int);
    Date& operator--();
    Date operator--(int);

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

 这里同样分为了传值和传引用。

日期-日期

因为日期+日期没有实际意义,所以我们就不用实现了。对于日期-日期,首先我们想到了年月日分别相减再换成天,或者说都换算成天数相减,两者都要计算闰年个数,较为麻烦。

这里我们可以借鉴加加的思想,让小的日期一直+,直到等于大的日期,加的次数就是日期差了。

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

这里用了flag=1/-1,是为了满足日期相减的正负,因为大小日期是个函数内的局部,且小到大算出来的n都是正的,n*flag就满足了实际情况。

3.日期类的输入输出

我们如果想自己定义一个输出输入的话,这里就要用到流输入输出,因为是自定义类型输入输出,所以我们要自己创建。

void Date::operator<<(ostream& out) { 	out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; }

这种定义实现的时候有个缺陷,因为有默认的this指针,所对应参数就有问题,所以用正常的顺序cout<<就是错的。

Date d(2024, 8, 2);
d << cout;//正确格式

因为Date* this占据了⼀个参数位置,使⽤d<<cout不符合习惯。 

所以我们设置了两个参数,ostream& out, const Date&d,理所当然的我们放在了类外,因而又出现了一个问题,访问不了私有成员,在前面的博客中我们提到了几种解决方法,在这里我们采取友元函数的方法,在函数前面加friend,在类里定义,具体的友元讲解在类的对象完结撒花会提到。

函数的模板定义在头文件有详细注明。

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) { 	while (1) 	{ 		cout << "请依次输入年月日:>"; 		in >> d._year >> d._month >> d._day;  		if (!d.CheckDate()) 		{ 			cout << "输入日期非法:"; 			d.Print(); 			cout << "请重新输入!!!" << endl; 		} 		else 		{ 			break; 		} 	}  	return in; }

输入与输出是类似的思路,只是这里设置了循环来控制输入。

4.测试代码参考

#include "Date.h" void test1() { 	Date d1(2024, 7, 30); 	d1.Print(); 	++d1; 	++d1; 	Date ret = d1++; 	ret.Print(); 	d1.Print(); 	// Date d2 = d1 + 100; 	 //d2.Print(); 	 //d1 += 100; 	 //d1.Print(); } void test2() { 	Date d1(2024, 7, 30); 	Date d2(2024, 7, 30); 	bool result = (d1 >= d2); 	d1 -= 100; 	d1.Print(); 	Date d3 = d1 - 100; 	d3.Print(); 	--d3; 	d3.Print(); } void test3() { 	Date d(2024, 8, 2); 	//d << cout; 	cout << d; 	Date d1, d2; 	cin >> d1 >> d2; 	cout << d1 << d2 << endl; } int main() { 	 	//Date d2 = d1 + 100; 	//d2.Print(); 	//test2(); 	/* 	Date d1(2024, 7, 31); 	Date d2(2024, 12, 29); 	cout << d1 - d2 << endl; 	cout << d2 - d1 << endl; 	*/ 	//test1(); }

可以根据自己的需求进行修改。

结束语

本篇博客到此结束,大家可以根据自己的需求自己添加功能,小编实力有限,所以功能只能实现这么多,大家可以在评论区多多发表自己的观点。

最后给小编点赞支持下吧!!!

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