【C++初阶】第三站:类和对象(中) -- 日期计算器

2024-02-18 06:52

本文主要是介绍【C++初阶】第三站:类和对象(中) -- 日期计算器,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

前言

日期类的声明.h

日期类的实现.cpp

获取某年某月的天数

全缺省的构造函数

拷贝构造函数

打印函数

日期 += 天数

日期 + 天数

日期 -= 天数

日期 - 天数

前置++

后置 ++

前置 --

后置--

日期类中比较运算符的重载

<运算符重载

==运算符重载

!= 运算符重载

<=运算符重载

>运算符重载

>=运算符重载

=运算符重载

日期 - 日期


前言

        在学习了类的6个默认成员函数后,我们现在动手实现一个日期类,以便巩固所学知识。

日期类的声明.h

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:// 获取某年某月的天数int GetMonthDay(int year, int month);// 全缺省的构造函数Date(int year = 1, int month = 1,int day = 1);// 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();//打印函数void Print()const;//<运算符重载bool operator<(const Date& d);//==运算符重载bool operator==(const Date& d);//!= 运算符重载bool operator!=(const Date& d);//<=运算符重载bool operator<=(const Date& d);//>运算符重载bool operator>(const Date& d);//>=运算符重载bool operator>=(const Date& d);// 日期+=天数Date& operator+=(int day);// 日期+天数Date operator+(int day);// 日期-=天数Date& operator-=(int day);// 日期-天数Date operator-(int day);// 前置++Date& operator++();// 后置++Date operator++(int);// 前置--Date& operator--();// 后置--Date operator--(int);//日期-日期 返回天数int operator-(const Date& d);private:int _year;int _month;int _day;
};

日期类的实现.cpp

获取某年某月的天数

需要注意的地方有两点:

        1️⃣为什么要用const static定义数组?

        1.static:这意味着monthArray数组是一个静态局部变量。静态局部变量只在程序运行时初始化一次,并且它的生命周期将持续到程序结束,而不是每次函数调用时重新创建。在这个上下文中,这意味着无论这个GetMonthDay函数被调用多少次,monthArray数组都只会被初始化一次,提高了效率并节省了内存。

        2.const 这表示monthArray数组是常量,其内容在定义后不可更改。由于数组存储的是每个月的天数,这是一个固定不变的数据(除了二月可能因闰年而变化),所以声明为const可以防止意外修改,并允许编译器进行一些优化。

         2️⃣if判断条件要先写month == 2,判断是否是2月,接着才去判断是否是闰年。因为如果一个月不是二月,就没必要判断是否为闰年了。

图解:

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{const static int monthArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if ((month == 2)				//  0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 12&& ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))){return 29;}return monthArray[month];
}

        综合起来,const static int monthArray[13]表示一个存储每月天数的只读数组,在整个程序执行期间保持不变,而且在整个类内部可访问。这样设计既保证了数据的安全性,也提高了程序的运行效率。

全缺省的构造函数

   注意:当函数的声明和定义分离时,我们给初始值的时候要在.h(声明)去给,不能放到.cpp(定义)去给

Date::Date(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;//检查日期是否合法if (month < 1 || month>12|| day<1 || day>GetMonthDay(year, month)){cout << "非法日期" << endl;exit(-1);}
}

拷贝构造函数

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

打印函数

     成员函数后面加上 const 关键字表示该函数不会修改类的任何成员变量(除了那些声明为mutable的成员)。这样的函数被称为“常量成员函数”。
void Date::Print()const
{cout << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
}

所以这个函数的作用:打印日期对象的信息,但并不改变日期对象的状态。

日期 += 天数

  • _day加了整数以后,<=该月的最大天数,则不需要修改,直接返回该日期
  • _day加了整数以后,>=该月的最大天数,则用和之后的_day减去该月的最大天数,之后++_month
  • 如果_month==13,则需要++_year,把_month置为1。如果_month未满13,则重复第二步过程,直到不满足循环条件为止。

Date& Date::operator+=(int day)
{if (day < 0){return *this -= (-day);}
//_day是哪年哪月哪天的天数,day是要加的天数_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year,_month)){ //加完之后的日期天数,减了该月应当有的天数,之后++_month_day -= GetMonthDay(_year, _month);++_month;if (_month == 13){++_year;_month = 1;}}return *this;
}

注意:当需要加的天数为负数时,则需要复用-=运算符重载。

日期 + 天数

        +和+=的区别在于,是否会改变操作数原本的值。

图解:

        还有一点需要注意的是,日期+=天数的返回值是引用&返回,由上面的图解可以知道,+=操作符会改变操作数原来的值,所以+=运算符重载函数返回时,*this对象(传进来的初始值)出了函数作用域还在,没有被销毁,使用引用提高效率。

        但是+运算符不一样,日期+天数不会改变原操作数的值,所以this指针指向的对象出了函数作用域就被销毁了,不能使用传引用返回。这时使用拷贝构造创建一个tmp对象,直接改变拷贝的那个对象tmp并返回,以传值返回的方式返回

图解:

Date Date::operator+(int day)
{Date tmp(*this);// 拷贝构造tmp,用于返回tmp += day;    // 复用operator+=return tmp;
}

还有一点需要注意的是:为什么要用+复用+=而不是+=复用+

日期 -= 天数

        对于-=运算符重载函数,进来先用初始值减掉要求的天数,若减去后得到的天数>0,则直接返回该日期。若减去后的天数<=0,则表明该日期不合法,需要调整,逻辑如下:

        1.当_day<0时,--_month

        2.若_month此时为0,则需要向年借位,--_year,并且重新把_month置为12,并将减去后得到的天数与该月应有的天数相加,除非_day>0,则需要像下图一样反复借位。

           若_month不为0,只需要将减去后得到的天数与该月应有的天数相加,直到_day>0,否则循环上述条件。

        3.最后需要返回*this,跟+=运算符同理,this指向的对象出了作用域还在,使用传引用返回。

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

注意:当需要减的天数为负数时,转而调用+=运算符重载函数。

日期 - 天数

        和+运算符的重载类似,-运算符的重载可以直接复用上面的-=运算符重载函数的实现。

Date Date::operator-(int day)
{Date tmp(*this);// 拷贝构造tmp,用于返回tmp -= day;// 复用operator-=return tmp;
}

注意:-=运算符的重载函数采用的是引用返回,而-运算符的重载函数的返回值是传值返回,因为 -运算符重载函数中的tmp对象出了函数作用域被销毁了,所以不能使用引用返回。

前置++

        直接复用+=运算符的重载函数

Date& Date::operator++()
{*this += 1;// 复用operator+=return *this;
}

后置 ++

        我们可以看出前置++和后置++的运算符重载是及其相似的,为了区分,给个int作为占位符也同样作为区分的标准,有参的是后置++,无参的为前置++。

Date Date::operator++(int)
{Date tmp(*this);// 拷贝构造tmp,用于返回*this += 1;// 复用operator+=return tmp;
}

注意:后置++需要返回+1之前的值,调用拷贝构造创建的tmp对象保存++之前的初始值,接着再让this指向的对象+1,返回tmp(对象+1之前的初始值),由此我们可知返回时应用传值返回,不能用传引用返回(出了作用域tmp就销毁了)。

前置 --

        无参的--为前置--,传引用返回,直接复用前面的-=运算符的重载函数。

Date& Date::operator--()
{*this -= 1;// 复用operator-=return *this;
}

后置--

        有参的--为后置--,传值返回,直接复用前面的 -=运算符的重载函数。

Date Date::operator--(int)
{Date tmp(*this);// 拷贝构造tmp,用于返回*this -= 1;// 复用operator-=return tmp;
}

日期类中比较运算符的重载

        只需要实现<和==的运算符重载函数,其他的比较函数直接复用即可(赋值=运算符重载除外)。

<运算符重载

        先判断_year是否小于d._year,条件为true,则判断_month是否小于d._month,对于_day同理。

这其中的继续条件是在年相等或者月相等的条件下,继而比较日是否小于,若不满足条件则返回false。

bool Date::operator<(const Date&d)
{if (_year < d._year){return true;}if (_year == d._year && _month < d._month){return true;}if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day){return true;}else{return false;}
}

==运算符重载

        若年月日均相等则条件为真,其中一个不等就为false。

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

!= 运算符重载

        这里复用了==运算符的重载函数,首先计算 *this == d,即当前对象与传入对象 d 是否相等,然后对结果取反(!),如果两者原本相等,则结果为假(false),表示不相等;如果不相等,则结果为真(true),同样表示不相等。

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

<=运算符重载

        复用了<和==的运算符重载函数,条件为true只需满足其中一个即可

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

>运算符重载

>,小于等于的反面为大于

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

>=运算符重载

>=,小于的反面为大于等于

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

=运算符重载

这个运算符重载特殊在于:上面的运算符返回值都是bool,而此运算符为传引用返回

Date& Date::operator=(const Date& d)
{if (*this != d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}return *this;
}

日期 - 日期

        找到两个日期中的较大和较小者,然后通过不断递增较小的日期直到与较大的日期相等,计算出两者之间的天数差,并根据初始比较结果确定正负号。

int Date::operator-(const Date& d)
{Date max = *this;// 假设第一个日期较大Date min = d;// 假设第二个日期较小int flag = 1;// 此时结果应该为正值if (*this < d){// 假设错误,纠正max = d;min = *this;flag = -1;//改为负值}int n = 0;while (min!= max){++min;//较小的日期++++n;//相差的总天数}return n * flag;
}

逻辑:

  1. 首先创建了两个临时变量 max 和 min,将当前对象 *this 的值赋给 max,传入参数 d 的值赋给 min。初始化一个整型变量 flag 为1,这个标志位将在最后的结果中决定返回值的正负,表示是从max日期到min日期的方向。

  2. 判断当前对象 *this 是否小于传入参数 d。如果是,则交换 max 和 min 的值,并将 flag 设置为 -1,这意味着我们要计算的是从较小的日期(min)到较大的日期(max)之间的天数差。

  3. 初始化一个计数器 n 为0,用于记录相差的天数。

  4. 使用一个循环来递增 min 直到它等于 max。每次循环中,min 会增加一天,并且计数器 n 也会增加1,这样就统计出了从 min 到 max 所经过的天数。

  5. 循环结束后,返回 n * flag。由于之前已经通过 flag 标记了方向,所以无论开始时是哪一天在前,都会得到正确的天数差。

🔧本文修改次数:0

🧭更新时间:2024年2月17日

这篇关于【C++初阶】第三站:类和对象(中) -- 日期计算器的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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