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！
