[C++] 类与对象(中)完整讲述运算符重载示例 -- 日期类(Date) -- const成员1

简介: [C++] 类与对象(中)完整讲述运算符重载示例 -- 日期类(Date) -- const成员1

1、前言

本篇文章我们将主要实现以下的这些接口:

#include <iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
  // 获取某年某月的天数
  int GetMonthDay(int year, int month) const;
  // 全缺省的构造函数
  Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
  //打印接口
  void Print() const;
  // 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)
  Date& operator=(const Date& d);
  // 析构函数
  ~Date();
  //总结一下:只读函数可以加const,内部不涉及修改成员的都是只读函数
  // >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;
  // 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);
  // 函数重载
  // 运算符重载
  // 前置++
  Date& operator++(); //++d1 -> d1.operator()
  // 加一个int参数,进行占位,跟前置++构成函数重载进行区分
  // 后置++
  Date operator++(int); //d1++ -> d1.operator(0)
  // 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;
};

本次的项目我们以多文件来写,包含以下三个文件:



接下来我们就对以上的接口一一进行实现:

2、全缺省的构造函数

对于全缺省的构造函数正常写的时候存在一个不足,万一传参传的月份与天是不存在的,虽然对实例化的对象初始化了,但是是违法的,因此我们需要判断一下,这里就需要我们对月份的天数写一个函数,构造的时候先对比一下。

我们这里先实现GetMonthDay接口:

// 获取某年某月的天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month) const
{
  static int monthDay[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
  if(2 == month
    && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
  {
    return 29;
  }
  return monthDay[month];
}
// 全缺省的构造函数
Date::Date(int year, int month, int day)
{
  if (month < 1 || month > 12
    || day < 1 || day > GetMonthDay(year, month))// 判断日期是否合法
  {
    cout << "非法日期" << endl;
    exit(-1);
  }
  else
  {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
  }
}

对于GetMonthDay接口,我们写了一个数组存每个月有多少天,默认二月是28天,在下面我们会判断一下如果是找二月的天数,对年进行判断,看看是否为闰年,为闰年的时候直接返回29,其他的就直接返回月份对应的天数。我们对数组使用static修饰,因为后面会不断的调用此函数,因此我们将其放到静态区,只开辟一次,节省了时间,一次的时间不多,但是如果是大量的调用会极大的提升效率。


这里我们会有人问,为什么在GetMonthDay接口后面加一个const,这里我们来说明一下:



3、打印接口

打印接口没什么讲的,我们直接一把梭哈:

//打印接口
void Date::Print() const
{
  cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}

打印接口对this使用const修饰是因为,有可能我们传过来的对象是const修饰的,如果Print接口不加const就涉及权限放大的问题,导致出错。改为const后就不存在权限问题了。


4、拷贝构造

对于拷贝如果还有不清楚的可以点击后面的链接,里面有对拷贝构造详细讲解哦:点这里哦

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

5、赋值运算符重载(operator=)

5.1赋值重载是默认成员函数,重载格式:

参数类型:const T&,传引用可以提高传参效率

返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值目的是为了支持连续赋值

检测是否自己给自己赋值

返回*this:要复合连续赋值的含义

我们按重载格式来写一下:

// 赋值运算符重载
// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
Date& Date::operator=(const Date& d)
{
  if (this != &d)// 存在this就是d的情况
  {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
  }
  return *this;
}

5.2 赋值重载不能为全局函数

原因:赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值运算符重载只能是类的成员函数。

我们自己写一下试试:

我这里使用的vs2019编译器,编译器会提示,编译期间直接报错了,因此赋值运算符重载是不可以为全局函数的。

5.3 编译器默认生成

当我们不写的时候编译器会自动生成一个复制重载函数,但是默认生成的函数对内置类型是直接赋值的,对自定义类型的成员变量需要调用对应的类赋值重载函数来完成赋值。


因此,如果成员变量里存在自定义类型(类类型),自定义类型的赋值重载函数必须是正确的,这样才是对的。


如两个栈实现一个队列,队列的赋值重载函数可以默认生成,但是栈的必须自己写,因为栈存在申请资源,如果直接拷贝,两个栈使用的是同一块资源,这样的话,一个是出栈的栈,一个是进栈的栈,不管进出其实是对同一个栈进行操作,这就是错误的。


注意:如果类中未涉及到资源管理,赋值运算符是否实现都可以;一旦涉及到资源管理则必须要实现。

赋值与拷贝的区别:拷贝是一个已经存在的对象去初始化另一个要创建的对象;

赋值是两个已经存在的对象进行拷贝。

6、析构函数

对于析构函数如果还有不清楚的可以点击后面的链接,里面有对析构函数详细讲解哦:点这里哦

// 析构函数
Date::~Date()
{
  _year = 0;
  _month = 0;
  _day = 0;
}

7、operator>

对 日期>日期 的判断中

1、当年小于后,就不用再比了,直接返回false

2、当年相同比较月,月小于后,直接返回false

3、当年月都相同,日小于后,返回false

4、当以上判断都不正确,说明前面的日期 大于 后面的日期,返回true

// >运算符重载
bool Date::operator>(const Date& d) const
{
  if (_year < d._year)
    return false;
  else if (_year == d._year && _month < d._month)
    return false;
  else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
    return false;
  else
    return true;
}

8、operator==

对 日期==日期 的判断很简单,年月日分别都相等就是正确的,我们看看代码实现:

// ==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d) const
{
  if (_year == d._year && _month == d._month && _day == d._day)
    return true;
  else
    return false;
}

上面的代码还可以再精简一下:

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

9、operator>=

对于 >= 来说,我们其实可以复用上面的 >与== ,不用再去写一套逻辑来判断,>= 的逻辑就是大于或者等于。

我们来看看实现代码:

// >=运算符重载
bool Date::operator>=(const Date& d) const
{
  return (*this > d) || (*this == d);
}

10、operator<

< 与 >= 是相反的逻辑,因此我们对 >= 取反就可以实现。

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