【C++】日期计算器
文章目錄
- 一、前言
- 二、日期類的實現
- 1.Date類中默認成員函數的使用
- 1.構造函數
- 2.析構函數
- 3.拷貝構造函數
- 4.賦值運算符重載
- 5.const成員函數
- 6.取地址操作符重載和const取地址操作符重載
- 2.檢查日期的合法性
- 3.運算符重載
- < 運算符重載、== 運算符重載
- <= 運算符重載、> 運算符重載
- >= 運算符重載、!= 運算符重載
- 4.改進和優化
- 5.日期操作
- 日期 + 天數、日期 += 天數
- 日期 -= 天數、日期 - 天數
- 前置 ++、后置 ++
- 前置 --、后置 --
- 日期 - 日期
- 6.<<流插入、>>流提取運算符的使用
- 三、總結
一、前言
在我們的日常生活中，我們可能需要計算幾天后的日期，或計算日期差等，現如今計算日期的方式有很多，簡單粗暴的直接查看日歷，快捷點的直接使用日期計算器來求得，先給一個網絡上的日期計算器截圖：
現在，就讓我們用代碼來實現其工作原理吧。
- 注意：本篇日期類**.h文件放聲明，.cpp**文件放定義
二、日期類的實現
1.Date類中默認成員函數的使用
1.構造函數
//構造函數 - 可寫可不寫 Date::Date(int year, int month, int day) {if (year >= 1 && month <= 12 && month >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}elsecout << "日期非法" << endl; }日期類的構造函數需要對日期的合法性進行判斷。
2.析構函數
//析構函數 - 可寫可不寫 Date::~Date() {; }日期類并沒有申請資源（動態開辟內存，打開文件），所以這里我們寫不寫都可以，系統會默認生成。
3.拷貝構造函數
//拷貝構造函數 - 可寫可不寫 Date::Date(const Date& d) {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day; }系統默認生成的拷貝構造函數會對內置類型進行淺拷貝，所以我們也不用寫，但是如果有有資源的對象時，需要深拷貝。
4.賦值運算符重載
//賦值運算符重載 - 可寫可不寫 Date& Date::operator=(const Date& d) {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this; }也可不寫，使用系統默認生成的即可。拷貝構造和賦值運算符重載的區別在于拷貝構造用于對象構造時使用，而賦值運算符重載用于已存在對象賦值時使用。后續處理有資源的對象時，需要先把舊空間釋放，再開一塊同樣大小的空間，進行數據拷貝。
5.const成員函數
//其中的例子 //日期 - 天數 Date Date::operator-(int day) const {Date ret(*this);ret -= day;return ret; }下面有很多函數都用到了const修飾，這是因為成員函數默認第一個參數為 Date* const this，而const Date* 指向的內容不能被修改，可是當它傳給Date* 時就出錯了，因為Date* 是可以修改的，這里傳過去會導致權限放大。加上const去保護this指向的內容，也就是在函數的后面加上const。
6.取地址操作符重載和const取地址操作符重載
//取地址操作符重載 Date* Date::operator&() {return this;//return nullptr; }//const取地址操作符重載 const Date* Date::operator&()const {return this;//return nullptr; }不用自己寫，除非想讓別人通過取地址操作符獲取到特定值（自己在重載函數內部寫）或屏蔽類地址。
2.檢查日期的合法性
實現日期類首先就得檢查日期的合法性，這其中就包括大小月，閏年的2月有29天，一年只有12個月等等細節都要考慮到。
class Date { public:bool isLeapYear(int year) //判斷是否為閏年{//四年一閏百年不閏或四百年一閏return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);}int GetMonthDay(int year, int month){//加上static防止函數頻繁調用開辟幾十個字節大小的數組，最好加上static int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (month == 2 && isLeapYear(year))return 29; //閏年2月29天elsereturn monthDayArray[month];}Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1){//這里我們不考慮公元前if (year >= 1 && month <= 12 && month >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month)){//確保日期合法_year = year;_month = month;_day = day;}} private:int _year;int _month;int _day; };3.運算符重載
< 運算符重載、== 運算符重載
- 思路：
< 運算符重載在我上一篇博文已經詳細講解過，主要是先把大于的情況全部統計出來，就比如我要比較實例化對象d1是否小于實例化對象d2，只需考慮如下三種滿足的情況：
- d1的年小于d2的年
- d1與d2年相等，d1的月小于d2的月
- d1與d2年相等月相等，d1的天小于d2的天
這三種全是小于的情況，返回true，其余返回false
- 代碼如下：
- 思路：
== 運算符重載其實非常簡單，只需要判斷d1和d2的年、月、天是否對應相等即可：
- 代碼如下：
<= 運算符重載、> 運算符重載
- 思路： 復用
<= 的運算符重載，這里要仔細想一想 <= 成立的條件是啥。不就是 要么 < 要么 = 嗎？我們只需要復用先前寫的 < 運算符重載和 <=運算符重載，無需自己耗費精力寫。
- 代碼如下：
- 思路： 復用
> 的反義就是 <=，所以我們只需要復用 <= 運算符重載，再對其取反即可解決此問題。
- 代碼如下：
>= 運算符重載、!= 運算符重載
- 思路： 復用
>= 的反義就是 <，所以我們只需要復用 < 運算符重載，再對其取反即可。
- 代碼如下：
- 思路： 復用
有了前面的基礎，寫個 != 也很簡單，對 == 取反即可
- 代碼如下：
4.改進和優化
上述我們寫的運算符重載都是建立在聲明定義分離的，這里我們可以對其進行優化，如下：
先前我們學過內聯，可以幫助我們對于短小函數減少函數調用而引發的效率損失問題，因此我們可以把上述幾個運算符重載函數放成內聯，此外，有一種簡單粗暴的方法：直接在類里定義，因為類里的函數默認內聯，還省的我們自己寫inline，而且我們也不用在類外加上類域了，當然，有些長的函數還是聲明和定義分離比較好。
- Date.h 文件：
- Date.cpp 文件：
5.日期操作
日期 + 天數、日期 += 天數
- 思路：
對于日期 + 天數，我們得到的還是一個日期。特別需要注意進位的問題（天滿了往月進，月滿了往年進），主要考慮如下幾個特殊點：
- 加過的天數超過該月的最大天數，需要進位
- 當月進位到13時，年進位+1，月置為1
- 法一：
出了作用域，對象ret不在，它是一個局部對象，我們這里不能用引用，用了的話，返回的就是ret的別名，但是ret又已經銷毀了，訪問野指針了，所以出了作用域，如果對象不在了，就不能用引用返回，要用傳值返回
- 法二：復用日期+=天數
此法是建立在日期+=天數的基礎上完成的，這里各位可以先看下文日期+=天數，然后我們進行復用：
Date Date::operator+(int day) const {//法二：復用日期 += 天數Date ret(*this);ret += day;return ret; }- 法一和法二熟優？
答案：法二更好，也就是用+去復用+=，具體原因在下文會解釋。
這里實現 += 其實有兩種方案
- 法一：
前面我實現的日期+天數，仔細觀察我的代碼，函數的第一行，我就調用了一個拷貝構造：
Date ret(*this); //拷貝構造，拿d1去初始化ret這里調用拷貝構造，是為了不在* this本身上做變動，只在ret上進行操作，其理由是日期+天數得到的是另一個日期，而不用拷貝構造直接在*this上做改動只會導致原有的日期也變化，而這個變化正是我日期 += 天數的需求。
仔細想想：+=天數就是在原有的日期上再加一定的天數，直接對*this做手腳即可，因此只需對日期+天數的代碼進行小改動即可：
Date& Date::operator+=(int day) //傳引用返回 {//如果day小于0，要單獨處理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; }注意這里是傳引用返回，原因就在于我返回的*this是全局的，出了作用域還在
- 法二：復用日期 +天數
- 法一和法二熟優？
答案：法一。其實討論這個問題就是在討論用+去復用+=號還是用+=復用+號，答案是用+去復用+=好，因為+有兩次拷貝，而+=沒有拷貝，所以實現+=，并且用+去復用+=效率更高
日期 -= 天數、日期 - 天數
- 思路：
日期-=天數得到的還是一個日期，且是在原日期的基礎上做改動。合法的日期減去天數后的day只要>0就沒問題，若小于0就要借位了。要注意當減去的天數<0時單獨討論。具體步驟如下：
- 代碼如下：
有了先前日期+和+=的基礎，這里實現日期 - 天數直接復用日期 -= 天數即可：
//日期 - 天數 Date Date::operator-(int day) const {Date ret(*this);ret -= day;return ret; }前置 ++、后置 ++
- 思路：
C++里有前置++和后置++，這就導致一個巨大的問題，該如何區分它們，具體實現過程不難（直接復用+=即可），難的是如何區分前置和后置。因此C++規定，無參的為前置，有參的為后置。
- 代碼如下：
- 思路：
有參的即為后置，后置++拿到的返回值應該是自己本身未加過的，因此要先把自己保存起來，再++*this，隨后返回自己。
- 代碼如下：
前置 --、后置 –
- 思路：
前置–和前置++沒啥區別，只不過內部復用的是-=
- 代碼如下：
- 思路：
后置–和后置++類似，只不過內部復用的是-=，不再贅述
- 代碼如下：
日期 - 日期
- 思路：
日期 - 日期得到的是天數，首先我們得判斷兩個日期的大小，用min和max代替小的和大的，隨后，算出min和max之間的差距，若min!=max，則min就++，隨即定義變量n也自增++，最后返回n（注意符號）
- 代碼如下：
6.<<流插入、>>流提取運算符的使用
- 思路：
這里我們重載<<操作符，運算符重載是有要求的，這里的d1必須是左操作數，那么cout一定是右操作數。那么我們只能使用如下方式調用。
void Date::operator<<(ostream& out) {cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl; } int main() {Date d1, d2;d1 << cout; // d1.operator << (cout); }我們寫成成員函數，就只能這樣寫，因為隱藏的this指針默認搶了第一個參數位置。日期類對象就是左操作數，不符合使用習慣和可讀性。
那么我們采取其他的辦法，既然成員函數就只能這么寫，那我們把它變成全局函數，寫在類外面，這時候我們就可以自己控制參數的順序。
//operator(cout, d1) cout << d1; void operator<<(ostream& out, const Date& d) {cout << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl; }但是這里又會有一個大問題，我們不能訪問私有的成員變量？那我們把成員變量改成公有試一試？
這里其實會出現報錯。這是因為這個函數是全局函數，在Date.cpp、Test.cpp預處理的時候會被展開，造成多重定義的沖突問題，只要是全局函數/全局變量，都會出現這樣的問題。那我們怎么解決？
可能大家都知道應該聲明與定義分離。
這里我們還可以用另一個方法，把它變成靜態成員函數。
為什么這樣就不報錯呢？我們回憶一下static的作用，能夠改變變量/函數的生命周期。但是它還有另一個作用，會改變變量/函數的鏈接屬性：只在當前文件可見，就不用進符號表，告知編譯器我當前文件用就可以了。
那我們這里還有沒有什么問題呢？我們賦值的時候有時候會鏈式調用，這時候就會出問題。
因為 cout << d1先結合，但是并沒有返回值，這里應該有一個cout的返回值。這里我們更改一下。
這里我們其實還可以再優化一下，直接把它變成內聯函數，不僅解決頻繁調用效率低的問題，還能解決沖突問題。
因為內聯函數在用的時候直接展開，也不用進符號表。
但是我不想讓成員變成公有，能不能改變呢？
這里同樣有兩種方式：
1.創建一個公有的成員函數getYear，getMonth，getday，去訪問私有成員變量，java很喜歡用這種方式。
2.調用友元，允許你訪問私有的成員變量。
三、總結
本篇日期類把先前學到的引用，傳值/傳引用返回、拷貝構造、復用等等知識點柔和到了一起，非常值得大家操手練習練習，創作不易，還望三連。
- 日期類的源碼鏈接：日期計算器
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【C++】日期计算器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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