前言
在上一章节中,我们学习了类和对象的一些内容,包括:类的相关特征、类的默认成员函数、以及操作符重载(重点)。本节就综合前面的相关内容,实现一个Date类。
Date类的构思
我们设想的Date类包括以下操作:
- 可以计算n天前\后的日期(+、-、+=、-=等);
- 判断两个日期的关系(大于,小于等);
- 可以计算两个日期之间相差多少天;
Date类的相关实现
基本框架(默认成员函数)
因为Date类型比较简单,属性只有内置类型,所以大部分默认成员函数就可以满足需求。
class Date { public: //构造函数:全缺省的默认构造函数,但需要判断合法性,所以需要自己定义 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); } } //拷贝构造函数:Date类属性全是内置类型,可以不写拷贝构造 //赋值运算符重载:Date类属性全是内置类型,赋值运算符重载也可以不用写 //析构函数:Date类属性全是内置类型,赋值运算符重载也不用写 private: int _year; int _month; int _day; };
计算n天前\后的日期
计算n天后基本思路:
日期加上天数,天数相加,判断是否超出当月的日期天数(循环判断),若超出,则月数进1,同时判断月数是否等于13,若等于则再向年进1,月变回1月;
设计流程:
- GetMonthDay()获得当月的天数;
- Date Date::operator # (int day) const (#代表多种运算符重载);
1.GetMonthDay()
功能:传入年和月,得出该月的天数。
参数:(int year, int month)
返回:int (天数)
注意:方法一般设置在头文件之外,头文件(Date.h)声明函数方法,(Date.cpp)实现方法,因此方法前需要加入Date::类域
int Date::GetMonthDay(int year, int month) { //静态设置每月天数,二月需要判断是否为闰年得出 //之所以静态,是减少频繁创造过程的损失 static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }; //if (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) && month == 2) //不太好,应当容易简单判断的条件放在&&前,优化 if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))) { return 29; } else { return daysArr[month]; } }
- Date Date::operator+=(int day) (+=运算符重载);
功能:实现Date类和int整形相加,并且直接修改该对象;
参数: (int day)
返回: Date&
Date& Date::operator+=(int day) { if (day < 0) //考虑我们输入的day是负数 { 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 (+运算符重载);
功能:实现Date类和int整形相加,返回最终日期。
参数: (int day)
返回: Date (最终日期)
Date Date::operator+(int day) const { //直接复用+=号 Date tmp(*this); tmp += day; return tmp; }
计算n天前基本思路:
日期减去天数,天数相减,判断天数是否为负数或者零(循环判断),若为负数,则月数减1,同时判断月数是否等于0,若等于则再向年借1,月变回12月;
- Date& Date::operator-=(int day) (-=运算符重载)
功能:实现Date类和int整形相减,且直接修改该对象。
参数: (int day)
返回: Date&
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 (-运算符重载)
功能:实现Date类和int整形相减,返回最终日期。
参数: (int day)
返回: Date
Date Date::operator-(int day) const { Date tmp = *this; tmp -= day; return tmp; }
补充:前置++、后置++说明
前置++,返回++后的值,实现时返回原本对象即可,所以可以引用返回。
后置++,返回++前的值,需要创建临时变量储存,临时变量出函数自动销毁,所以只能传值返回;
但我们运算符重载的时候发现,他们都以Date& operator++()为声明,这会导致编译器无法区分,从而报错。从而为了区别,C++这样规定:
前置++声明:Date& operator++();
后置++声明:Date operator++(int);
为区分他们,在后置++的传参部分加入(int)int占位,以示区分,并没有其他作用。
代码实现很简单,但必须认识到这点(减减一并实现):
// 前置++ Date& Date::operator++() { *this += 1; return *this; } // 后置++ // 增加这个int参数不是为了接收具体的值,仅仅是占位,跟前置++构成重载 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; }
判断两个日期的关系(大于,小于等);
我们需要先判断两个日期的大小关系,才可以实现两个日期的相减;
大小关系操作数我们通常只需要实现两个最基本的,其他复用就可以了:大于或者小于,以及等于。
bool operator<(const Date& x) const
功能:判断两个日期的大小,该对象是否小于x对象;
参数:(const Date& x)
返回值: bool 布尔类型
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; } // 复用 // d1 <= d2 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); }
可以计算两个日期之间相差多少天
基本思路:用最简单的思路,一天一天计算。判断并找出谁大谁小,用小的日期不断++,++过程中用临时变量计数,直到小的日期等于大的日期结束。
int Date::operator-(const Date& d) const
功能:计算两个日期之间相差多少天
参数:(const Date& d)
返回值: int (相差天数)
int Date::operator-(const Date& d) const { //假设法:任意假设大小; Date max = *this; Date min = d; int flag = 1;//巧妙运用1和-1 if (*this < d) { max = d; min = *this; flag = -1; } int n = 0; while (min != max) { ++min; ++n; } return n * flag; }
补充:流输入以及流提取操作符实现:
这里我们只是简单认识其中的一些问题即可,内容实现需要i/o相关库的基础,不容易懂。
- <<(>>) 流输入(流提取)他们无法在类域中实现,因为我们在使用cout和cin的过程中,第一参数并不是我们的Date(或其他类对象)而是cout和cin,所以我们需要定义为类外的函数方法;
- 我们要实现连续输入或输出,所以返回参数应当是ostream&或istream&;
- 外部定义实现的函数无法访问类中private的属性,因此需要类有相关方法或者设置该外部定义为友元函数;
class Date { // 友元函数声明 friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d); friend istream& operator>>(istream& in, Date& d); ...其他代码 }
代码实现:
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; }
完整代码如下:
Date.h
#pragma once #include<iostream> #include<assert.h> using namespace std; class Date { // 友元函数声明 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; } 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 + 100 Date& 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);
Date.cpp
#include "Date.h" 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; } // 复用 // d1 <= d2 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 (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) && month == 2) 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; } // d1 + 100 Date Date::operator+(int day) const { Date tmp(*this); tmp += day; return tmp; /*tmp._day += day; while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month)) { tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month); ++tmp._month; if (tmp._month == 13) { ++tmp._year; tmp._month = 1; } } 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; } // 前置++ Date& Date::operator++() { *this += 1; return *this; } // 后置++ // 增加这个int参数不是为了接收具体的值,仅仅是占位,跟前置++构成重载 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; } // d1 - d2; 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; }
总结
本节重点是实践各种操作符的重载,以简单Date类做案例。