C++ | Date 日期类详解

简介

日期类总代码 | Date

类的定义 & 构造 & Print

类的定义

构造函数 & Print

比较类，如<、>、<=......

值加减类，如+、-、+=、-=......

加减类具体分类

判断某个月有多少天 GetMonthDay

日期类 + / +=（- / -=）整数

日期类 - 日期类

日期类++ / --（前置后置）

流相关，如<<、>>（cout、cin）

结语

简介

日期类Date实现的本质就是运算符重载和赋值运算符重载

我们要实现自定义类型像内置类型一样相加减，肯定会用到operator关键字+操作符

接下来我们要实现的分为三类：

比较类，如<、>、<=......
值加减类，如+、-、+=、-=......
流相关，如<<、>>（cout、cin）

日期类总代码 | Date

如果有需要代码的同学，下方的链接是我上传到 gitee 里的代码

2024 - 5 - 3 - gitee - Date

类的定义 & 构造 & Print

我们会建三个文件：

test.cpp
Date.cpp
Date.h

其中我们的Date.h是头文件，我们的函数声明与类的定义，以及头文件都被包含在头文件里面

另外，我们在正式开始开始讲解日期类之前，我们需要先将类给定义出来，然后将其的构造函数、析构函数、Print函数写好

类的定义

代码如下：

class Date
{
public:private:int _year;int _month;int _day;
};

构造函数 & Print

我们现在写函数都需要现在类中声明一份，然后再到Date.cpp中去实现逻辑，最后到test.cpp中进行测试

Date.h 内部代码如下：

class Date
{
public://构造函数声明Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);void Print();
private:int _year;int _month;int _day;
};

Date.cpp 内部逻辑实现：

Date::Date(int year, int month, int day):_year(year), _month(month), _day(day)
{}void Date::Print()
{cout << _year << " "<< _month << " "<< _day << endl;
}

由于我们分成了头文件与.cpp文件，所以我们在.cpp文件中实现逻辑之前我们得先Date::一下

不然我们就没法使用我们定义的类

比较类，如<、>、<=......

在开始之前，我得先介绍一个符号防止有同学没听说过：！

这个是逻辑取反：0 取反就是非 0，非 0 取反就是 0

对于这一类，我们的实现逻辑是这样的：

我们先实现<，然后再实现==

当我们将这两个实现了之后，我们就可以复用这两个，然后将其余所有比较类的函数全都表示出来

试想一下：我们实现了<和==，当我们要实现<=怎么办

那是不是同时满足<和==就算是<=

这是我们要实现>怎么办

当一个数不<=时，即<=取反（ ! 符号）就是 >

闲话少叙，我们先来实现一下小于<

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;
}

注意看，我们在上文中实现的逻辑是：如果年小于，那就小于

如果年相等（大于的情况统一出判断之后返回false），那我们就看月，如果月小于，那就小于

如果月相等，那就看天，天小于，那就小于

如果上述条件都不符合，那就是大于或者等于，反正就是不小于

注：我们这里要的只是小于，如果等于或大于，那就不是小于

接着我们来实现一下等于==

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

等于的实现逻辑相当简单，只有在我的年月日都相等的时候我的两个日期才想等

但凡有一个不相等，那就是不相等，全相等我们就直接返回一个 1，反之则是 0

接着就是很有意思的复用环节了，我们来实现一下小于等于<=

bool Date::operator<=(const Date& d)const
{return *this < d || *this == d;
}

你会看到，我们直接将自定义类型像内置类型一样进行了比较

但是这些比较的符号都是我们刚刚才实现过的：<、==

当两个日期既小于又等于时，那么这两个日期就是小于等于

趁热打铁，我们再一鼓作气将 >、>=、!=给一起实现了

bool Date::operator>(const Date& d)const
{return !(*this <= d);
}bool Date::operator>=(const Date& d)const
{return !(*this < d);
}bool Date::operator!=(const Date& d)const
{return !(*this == d);
}

我们能看到，大于就是小于等于取反

大于等于就是小于取反

不等于就是等于取反

值加减类，如+、-、+=、-=......

加减类具体分类

加减类里面其实还分了三类：

日期类 + / +=（- / -=）整数（某个日期的多少天之后）
日期类 - 日期类（宝宝，今天离我们刚开始在一起已经过了多少天了呀）
日期类++ / --（前置后置）

判断某个月有多少天 GetMonthDay

在正式开始讲之前，我们为了防止后序的逻辑太乱，所以我们就单独将判断某个月有多少天的逻辑拿出来单独实现

而这个函数我们可以在类里面实现，这是为了类的包装，增加安全性、

当然如果你非要将其定义在全局也不是不可以，随你喜欢，出事了与我无瓜

接下来我们来讲一讲判断某个月有多少天的逻辑

由于一年有12个月，如果一个月一个月地返回的话，那就太挫了

所以我们可以创建一个数组，返回之时我们就可以把月当下标返回了

int MonthDayArray[13] =
{ -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

可以看到，我们创建了一个13个数的数组，因为第一个的下表为0，我们要的效果是1月对应下标1

但是平年和闰年的判断关乎了二月的大小，所以我们不妨假设二月是28天

接着我们在下面判断今年是不是闰年且要返回的月份是不是2月，如果不是二月，那我们判不判断闰年其实没意义

所以，如果月为2月，如果传过来的年判断为闰年，我们直接返回29即可

如果不是闰年或者根本就不是二月，那我们就返回每个月对应的对应数组下标中的值即可

代码如下：

int GetMonthDay(int year, int month)
{assert(month < 13 && month > 0);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;elsereturn MonthDayArray[month];
}

日期类 + / +=（- / -=）整数

首先我们先来想一个问题：+和+=之间有什么不同

+是将值传过去，自身并不会改变，比如 int i = n + m; 其中 n 和 m 并没有改变

而 += 是自身的值会改变

所以我们面对这两类函数时，返回值也不一样，因为面对自身不改变的情况，我们只能创建一个临时变量，但是临时变量出了函数会销毁，所以我们的返回值不能为引用，需要让其调用拷贝构造函数，所以返回值类型为 Date

但是如果是对象自身要改变的情况，那我们就无需创建临时变量，直接在原对象的基础上进行改变即可，最后直接返回*this，所以返回值的类型需为引用，为了防止调用不必要的拷贝构造影响效率，所以参数的返回值类型为 Date&

我们先来实现一下 +=

+= 的逻辑如下：

我们先将 _day 与 day 直接相加，然后我们再对 _day 进行减小，每次减一个月的天数

我们while循环内的逻辑就是，当我的 _day 减小到比 GetMonthDay 函数返回的天数要大时，就证明我们的天数还需要再减

就好比我的月本来是 24，我想知道 100 天后是那一天，我就先 24 + 100 = 124

但是124肯定不止一个月的量，所以我们需要减

假设现在是3月，我就124 - 31 = 93，然后就来到了 4 月，但是还是有多，我就继续减，现在是 4 月就减 30，93 - 30 = 63......

直到 _day 是正常的，循环终止

我们每减一次日期，我们的月就要++一次

当我们的月为13时，我们就将13手动置为1，随后年++

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

接着我们来实现一下 +

+其实就可以直接复用+=

我们可以直接创建一个和*this一摸一样的Date类型对象tmp

我们只需要对tmp进行改变（+=）最后返回即可

代码如下：

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

接着是 -= 的实现

-= 的逻辑和 += 很类似，只不过我们现在是直接 _day - day

如此一来，我们的 _day 就为负数，我们就需要不断对其进行加的操作，并在此过程中注意月的--和年的--

但是有一个点需要注意的是，如果调用这个函数的人，要-=却传了一个负数过来，那就单独对其进行判断

如果传过来的是负数，那我们就将其 += 上负的参数即可

代码如下：

Date& Date::operator-=(int day)
{if (day < 0)return *this += - day;_day -= day;while (_day <= 0){_day += GetMonthDay(_year, _month);--_month;if (_month == 0){_month = 12;--_year;}}return *this;
}

最后是 - 的实现

类似的，我们的减就是实例化一个和 *this 一摸一样的临时对象 tmp（拷贝构造），然后对其进行 -= 操作，最后返回 tmp 即可

代码如下：

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

日期类 - 日期类

可能有人会疑惑，为什么只有日期类的-，而没有+

这是因为日期类的+是没有意义的，试想，2024年1月13号 + 2024年3月31号有什么意义？

而 - 之所以有意义是因为，如果未来有一天你的对象问你：宝，这是我们在一起的第几天啊？

也就是两个日期之间相差几天，这个是有意义的

而我们要实现这个的逻辑也较为简单：

我们只需要将两个日期分为大和小

我们找出小的那一个，不断让其+=1，然后再额外设置一个整形变量，小的那个日期类每+=1一次，整型变量就 ++ 1次

当小的那个日期和大的那个日期相等的时候，我们创建出来的那个整型变量的值就是两个日期之间的差值

当然，为了防止两个日期之间的差值为负数的情况，我们应该先将this指针指向的设置为max，另一个参数指向的为min，如果此时发现设置的max比min要小，那我们就将两者进行交换，随后设置一个变量flag，如果存在max小于min而后两者需要交换的情况，那我们就将flag赋值为-1，否则flag为1

最后返回的结果是两个日期之间的差值*flag

代码如下：

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

日期类++ / --（前置后置）

其实我们++或--的逻辑在我们将+=和-=实现完了之后都变得非常简单

我们++本质将就是+=1，那我们之间将日期类+=1即可实现++

直接将日期类-=1即可得到--

需要详细讲解的是前置与后置

我们前置与后置唯一的区别就在于，一个是先++后使用，一个是先使用后++

但是我们在写操作符名称的时候，都只能写operator++，所以我们无法分辨哪个是前置哪个是后置

本贾尼博士也发现了这个漏洞，所以就规定说，在传参数的括号中加上一个int的就是后置++

而这个int并不是说要传值的意思，里面传多少都没用，可以理解为就是对编译器的一个提醒，告诉编译器我现在的这个++是后置++

而我们前置与后置的函数返回值类型也是不一样的

前置是直接对*this指向的内容进行修改，修改完后直接返回*this即可，而*this并不是临时变量，出了函数并不会被销毁，所以我们函数的返回类型是引用，这样可以防止多调用拷贝构造影响效率，Date&

而后置是需要在函数内部实例化一个临时变量tmp，而我们直接对*this进行修改，最后将tmp返回，因为我们实现的是后置++，*this指向的内容需要更改，但是我们需要返回的是一个更改之前的值，所以我们需要备一份。但是对象tmp是临时的，出了函数的作用域就会被销毁，所以我们只能任其调用拷贝构造，所以返回类型不能为引用，Date

综上，++ / --（前置 / 后置）代码如下：

Date& Date::operator--()//前置
{*this -= 1;return *this;
}Date Date::operator--(int)//后置
{Date tmp = *this;tmp -= 1;return tmp;
}Date& Date::operator++()//前置
{*this += 1;return *this;
}Date Date::operator++(int)//后置
{Date tmp = *this;tmp += 1;return tmp;
}

流相关，如<<、>>（cout、cin）

我们在C语言中曾学到了printf和scanf

我们都知道其用法，就是先指定类型，接着我们再将要打印的变量放上去

如果只是打印内置类型还好，但如果是打印自定义类型呢？我们没办法用printf打印自定义类型

本贾尼博士之所以整了一个cout、cin（流插入流提取），就是因为想像打印内置类型一样打印自定义类型的，并且cout可以自动判断要打印变量的类型

我们来看一张图：

如上我们可以看到，cout 和 cin 是两个实例化出来的全局对象，类的类型分别是 ostream、istream

而 ostream、istream 又被包在iostream里面

而我们如果想要实现可以像内置类型一样打印自定义类型的话，我们只需要自己实现一下operator<< 和 operator>> 即可

我们先不考虑连续打印的问题，返回值先设置为void

而我们的参数就传一个ostream&类型的对象即可，剩下还有一个this指针（这里埋一个坑）

代码如下：

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

但是当我们想要调用的时候，却会发现调用不了

Date s1(2024, 1, 13);
cout<<s1;

你会发现调用不了，这是因为我们在调用的时候，要遵循的顺序是参数的顺序

看我们函数内实现的逻辑，我们的第一个参数是this指针，随后才是ostream

这就意味着如果按照上面写的函数的话，我们就需要将调用的顺序改一下我们才能调用成功

Date s1(2024, 1, 13);
s1<<cout;

如果还不理解的话，我们来显示调用一下我们的函数相信你就能看得懂了

s1.operator<<(cout)

综上，我们如果这么写的话与我们日常的使用逻辑相悖，所以我们需要做出相应的调整

但是this指针已经将第一个参数的位置给牢牢地占住了，我们没有办法做更改

所以我们需要将这个函数变为全局的

当这个函数编程全局的的时候，我们就能够自己定义参数的位置了

void operator<<(ostream& out, const Date& d)

但是如上我们就=还是不能正常调用

这是因为当我们将这个函数变为全局函数的时候，这个函数就无法调用类里面的私有变量

为此，我们需要使用友元的方式进行解决

我们在这里先简单提一下友元的概念，具体的知识我们放到下一篇博客类和对象下中去讲

友元，就是说：我是你的朋友，所以你的东西就是我的东西，但是只是你把我当朋友，我还没有把你当朋友，所以你的东西我能用，但我的东西你不能用

要定义成友元也比较简单，我们只需将函数的声明在类中任意位置放一份，并在最前面加上一个friend即可，如下：

friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

.h文件全：

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 GetMonthDay(int year, int month){assert(month < 13 && month > 0);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;elsereturn MonthDayArray[month];}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;Date& operator+=(int day);//*this要变，故不加constDate operator+(int day)const;Date& operator-=(int day);Date operator-(int day)const;int operator-(const Date& d);Date& operator--();Date operator--(int);Date& operator++();Date operator++(int);//日期类无需析构函数，编译器默认生成的就够用
private:int _year;int _month;int _day;
};ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

所以我们的<<就变成了：

void operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << " " << d._month << " " << d._day << endl;
}

但是，如果我们遇到需要连续打印的情况，我们写的这个函数就不够用了，因为没有返回值

但是如果我们想要支持连续打印的话，我们需要将out传回去

所以，最终版本如下：

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << " " << d._month << " " << d._day << endl;return out;
}

接着我们来看一下 >>

这个也是一样的，我们的istream是一个类，我们同样将其设置为全局函数，最后通过友元的方式令其能够访问到私有变量，而为了支持连续赋值，所以我们同样需要一个返回值，返回值的类型就是istream&

代码如下：

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}

结语

到这里我们的日期类就结束了

如果你觉得这篇博客对你有帮助的话，希望各位能够多多支持！！

（比心）