C++模拟实现-----日期计算器（超详细解析，小白一看就会！）

news2024/11/15 12:23:01

目录

一、前言

 二、日期类计算器

 三、日期计算器的实现

🍎日期计算器各个接口的实现

🍐日期计算器的需求 

 🍉打印当前日期（并检查日期是否合理）

 💦检查日期是否合理

 💦日期类构造函数（用于日期的初始化）

 ⭐效果展示

 🍓日期之间的大小比较

 💦<  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

 ⭐效果展示

🍌日期的加减天数计算 

 💦日期 + 天数

 💦日期 + = 天数

💦 日期 -= 天数

💦日期 - 天数 

 💦日期 前置++

  💦日期 后置++

 💦日期 前置--

 💦日期 后置--

 ⭐效果展示

 🍊日期与日期之间的减法运算

 💦日期 - 日期

 ⭐效果展示

 四、日期计算器的完整代码

🍇Date.h 

🍋Date.cpp 

🥝Test.cpp

 🍍代码运行的界面

 五、共勉

一、前言

        在之前的博客学习中，我们已经详细的讲解了C++中的引用、缺省函数、this指针、构造函数、析构函数、拷贝构造函数、运算符重载等非常重要的知识，但是对于这些知识如何如何的使用还没有进行讲解，所以本次博客将以日期计算器为例，将以上知识融合起来讲解，帮助大家更好的理解。

 二、日期类计算器

        在我们的日常生活中，我们可能需要计算几天后的日期，或计算日期差等，现如今计算日期的方式有很多，简单粗暴的直接查看日历，快捷点的直接使用日期计算器来求得，先给一个网络上的日期计算器截图：

        现在，就让我们用代码来实现其工作原理吧。

 三、日期计算器的实现

🍎日期计算器各个接口的实现

 这里先建立三个文件：
1️⃣ ：Date.h文件，用于类中---函数声明
2️⃣ ：Date.cpp文件，用于类中---函数的定义
3️⃣ ：Test.cpp文件，用于测试函数
建立三个文件的目的： 将日期计算器作为一个项目来进行书写，方便我们的学习与观察。

🍐日期计算器的需求 

这里我们需要考虑，我们实现的这个日期计算器，需要实现怎样的需求呢？

  1. 需要打印当前的日期（请检查日期是否合理）
  2. 实现日期之间的大小比较
  3. 实现日期的加减天数计算
  4. 实现日期与日期之间的减法运算

 🍉打印当前日期（并检查日期是否合理）

        实现日期类首先就得检查日期的合法性，这其中就包括大小月，闰年的2月有29天，一年只有12个月等等细节都要考虑到。

 💦检查日期是否合理

//判断是否为闰年
bool Date::isLeaveYear(int year)
{
	// （四年一润，百年不润） 或者 四百年一润
	return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
}

// 获取每个月的天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	int monthday[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeaveYear(year))
	{
		return 29;
	}
	else
	{
		return monthday[month];
	}
}

 💦日期类构造函数（用于日期的初始化）

//判断是否为闰年
bool Date::isLeaveYear(int year)
{
	// （四年一润，百年不润） 或者 四百年一润
	return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
}

// 获取每个月的天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	int monthday[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeaveYear(year))
	{
		return 29;
	}
	else
	{
		return monthday[month];
	}
}

 ⭐效果展示

1️⃣：错误的日期演示   ------  -1 / -1 / -1 （年/月/日）

// 测试初始化
void Test()
{
	Date d1(-1,-1,-1);
	d1.Printf();
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}


1️⃣：正确的日期演示  --------  2023 / 10 / 28 （年/月/日）

// 测试初始化
void Test()
{
	cout << "请输入今日的日期" << endl;
	Date d1(2023,10,28);
	d1.Printf();
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

 🍓日期之间的大小比较

 💦<  运算符重载

  • 思路：

< 运算符重载在我上一篇博文已经详细讲解过，主要是先把大于的情况全部统计出来，就比如我要比较实例化对象d1是否小于实例化对象d2，只需考虑如下三种满足的情况：

  • d1的年小于d2的年
  • d1与d2年相等，d1的月小于d2的月
  • d1与d2年相等月相等，d1的天小于d2的天

这三种全是小于的情况，返回true，其余返回false

  • 代码如下：
// "<" 运算符重载
bool Date::operator<(const Date& d)
{
	if (_year < d._year ||
		_year == d._year && _month < d._month ||
		_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

 💦== 运算符重载

  •  思路：

 == 运算符重载其实非常简单，只需要判断d1和d2的年、月、天是否对应相等即可：

  • 代码如下：
// "==" 运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d)
{
	return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}

 💦<= 运算符重载

  • 思路： --  复用 (这里复用的意思是：用之前写好的运算符重载，可以减少我们的代码量)

<= 的运算符重载，这里要仔细想一想 <= 成立的条件是啥。不就是 要么 < 要么 = 吗？我们只需要复用先前写的 < 运算符重载和 <=运算符重载，无需自己费老大劲推导其内部原理。

  • 代码如下：
// "<=" 运算符重载
bool Date::operator<=(const Date& d)
{
	// 运算符重载的复用
	return *this < d || *this == d;
}

 💦>  运算符重载

  • 思路： --  复用

> 的反义就是 <=，所以我们只需要复用 <= 运算符重载，再对其取反即可解决此问题。

  • 代码如下：
// ">" 运算符重载
bool Date::operator>(const Date& d)
{
	return !(*this <= d);
}

 💦>= 运算符重载

  • 思路： --  复用

>= 的反义就是 <，所以我们只需要复用 < 运算符重载，再对其取反即可。

  • 代码如下：
// ">="运算符重载、
bool Date::operator>=(const Date& d)
{
	return !(*this < d);
}

 💦!= 运算符重载

  • 思路： --  复用

有了前面的基础，写个 != 也很简单，对 == 取反即可

  • 代码如下：
//"!="运算符重载
bool Date::operator!=(const Date& d)
{
	return !(*this == d);
}

 ⭐效果展示

此时我们拿   "<"运算符   举例子

// 测试"<"运算符
void Test1()
{
	Date d1(2023,10,28);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << "d2的日期为：";
	Date d2(2023, 10, 27);
	d2.Printf();
	cout << endl;
	if (d2 < d1)
	{
		cout << "d1的日期 < d2的日期" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "d2的日期 > d1的日期" << endl;
	}
}

int main()
{
	Test1();
	return 0;
}

🍌日期的加减天数计算 

 💦日期 + 天数

  • 思路：

对于日期 + 天数，我们得到的还是一个日期。特别需要注意进位的问题（天满了往月进，月满了往年进），主要考虑如下几个特殊点：

  • 加过的天数超过该月的最大天数，需要进位
  • 当月进位到13时，年进位+1，月置为1

  • 法一：
Date Date::operator+(int day) 
{
	Date ret(*this); //拷贝构造，拿d1去初始化ret
	ret._day += day;
	while (ret._day > GetMonthDay(ret._year, ret._month))
	{
		ret._day -= GetMonthDay(ret._year, ret._month);
		ret._month++;
		if (ret._month == 13)
		{
			ret._year++;
			ret._month = 1;
		}
	}
	return ret;
}

        出了作用域，对象ret不在，它是一个局部对象，我们这里不能用引用，用了的话，返回的就是ret的别名，但是ret又已经销毁了，访问野指针了，所以出了作用域，如果对象不在了，就不能用引用返回，要用传值返回

  • 法二：复用日期+=天数

此法是建立在日期+=天数的基础上完成的，这里各位可以先看下文日期+=天数，然后我们进行复用：

Date Date::operator+(int day) 
{
	//法二：复用日期 += 天数
	Date ret(*this);
	ret += day;
	return ret;
}
  • 法一和法二熟优？

答案：法二更好，也就是用+去复用+=，具体原因在下文会解释。
 

 💦日期 + = 天数

 这里实现 += 其实有两种方案

  • 法一：

前面我实现的日期+天数，仔细观察我的代码，函数的第一行，我就调用了一个拷贝构造：

Date ret(*this); //拷贝构造，拿d1去初始化ret

        这里调用拷贝构造，是为了不在*this本身上做变动，只在ret上进行操作，其理由是日期+天数得到的是另一个日期，而不用拷贝构造直接在*this上做改动只会导致原有的日期也变化，而这个变化正是我日期 += 天数的需求

        仔细想想：+=天数就是在原有的日期上再加一定的天数，直接对*this做手脚即可，因此只需对日期+天数的代码进行小改动即可：

Date& Date::operator+=(int day) //传引用返回
{
	//如果day小于0，要单独处理
	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;
}

注意这里是传引用返回，原因就在于我返回的*this是全局的，出了作用域还在
 

  • 法二：复用日期 +天数
Date& Date::operator+=(int day)
{
	//法二：复用
	* this = *this + day; //让d1+过天数后再返回给自己从而实现+=
	return *this;
}
  • 法一和法二熟优？

答案：法一。其实讨论这个问题就是在讨论用+去复用+=好还是用+=复用+好，答案是用+=去复用+好，因为+有两次拷贝，而+=没有拷贝，所以实现+，并且用+=去复用+效率更高
 

💦 日期 -= 天数

  • 思路：

日期-=天数得到的还是一个日期，且是在原日期的基础上做改动。合法的日期减去天数后的day只要>0就没问题，若小于0就要借位了。要注意当减去的天数<0时单独讨论。具体步骤如下：

  1. 当减的天数为负数，则为+=，直接调用
  2. 若减后的day<0，月-1
  3. 若月 = 0，则年-1，月置为12

 
  • 代码如下：
// 日期-= 天数 ：d1 d1 - 100
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;
}

💦日期 - 天数 

有了先前日期+和+=的基础，这里实现日期 - 天数直接复用日期 -= 天数即可：

// 日期-天数 ： d1 - 100
Date Date::operator-(int day)
{
	// 调用拷贝构造
	Date temp(*this);
	// 复用 "-="
	temp -= day;
	return temp;
}

 💦日期 前置++

  • 思路：

        C++里有前置++和后置++，这就导致一个巨大的问题，该如何区分它们，具体实现过程不难（直接复用+=即可），难的是如何区分前置和后置。因此C++规定，无参的为前置，有参的为后置。

  • 代码如下：
// 前置++ （无参的为前置，有参的为后置）
Date& Date::operator++()
{
	// 直接复用 +=
	*this += 1;
	return *this;
}

  💦日期 后置++

  • 思路：

        有参的即为后置，后置++拿到的返回值应该是自己本身未加过的，因此要先把自己保存起来，再++*this，随后返回自己。

  • 代码如下：
// 后置++（无参的为前置，有参的为后置）
// int i 这里的形参可以写，可以不写
Date Date::operator++(int i)
{
	Date temp(*this);
	*this += 1;
	return temp;
}

 💦日期 前置--

  • 思路：

前置--和前置++没啥区别，只不过内部复用的是-=

  • 代码如下：
// 前置--
Date& Date::operator--()
{
	*this -= 1;
	return *this;
}

 💦日期 后置--

  • 思路：

后置--和后置++类似，只不过内部复用的是-=，不再赘述

  • 代码如下：
//后置--
Date Date::operator--(int i)
{
	Date temp(*this);
	*this -= 1;
	return temp;
}

 ⭐效果展示

 举例：将日期 + 100 天  ：2023 / 10 / 28  + 100

// d1+=100 测试
void Test3()
{
	Date d1(2023, 10, 28);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << endl;
	d1 += 100;
	cout << "d1的日期+100为：";
	d1.Printf();
}

int main()
{
	Test3();
	return 0;
}

 🍊日期与日期之间的减法运算

 💦日期 - 日期

  • 思路：

       日期 - 日期得到的是天数，首先我们得判断两个日期的大小，用min和max代替小的和大的，随后，算出min和max之间的差距，若min!=max，则min就++，随即定义变量n也自增++，最后返回n（注意符号）

  • 代码如下：
// 日期 - 日期
int Date::operator-(const Date& d)
{
	// 方便后续计算正负
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;
	// 确保max是大的  min是小的
	if (*this < d)
	{
		min = *this;
		max = d;
		flag = -1;  //计算正负
	}
	int n = 0;
	// 计算min和max之间的绝对值差距
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}
	return n * flag;
}

 ⭐效果展示

 举例：计算 2023 / 10 /28  -------------   2023  / 11 / 11  的天数差距 

// 日期 - 日期
void Test4()
{
	Date d1(2023, 11, 11);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << "d2的日期为：";
	Date d2(2023, 10, 28);
	d2.Printf();
	cout << endl;
	cout << "d1与d2之间的天数差距为：";
	int ret = d1 - d2;
	cout << ret << endl;

}

int main()
{
	Test4();
	return 0;
}

 四、日期计算器的完整代码

🍇Date.h 

#pragma once
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

class Date
{
public:
	// 构造函数用于初始化 -- 声明 
	// 在声明中缺省函数需要 写清楚  在定义中缺省函数就不要写了 防止编译器分不清
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

	//判断是否为闰年
	bool isLeaveYear(int year);
	
	// 获取每个月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	
	// 打印
	void Printf();

	// "<" 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: d1 = d1 + 100
	Date& operator+= (int day);

	// 日期 + 天数 d1+100  d1不变
	Date operator+(int day);

	// 日期-= 天数 ：d1 = d1 - 100
	Date& operator-=(int day);

	// 日期-天数 ： d1 - 100
	Date operator-(int day);

	// 前置++ （无参的为前置，有参的为后置）
	Date& operator++();

	// 后置++（无参的为前置，有参的为后置）
	Date operator++(int i);
	
	// 前置--
	Date& operator--();

	//后置--
	Date operator--(int i);

	// 日期 - 日期
	int operator-(const Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

🍋Date.cpp 

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Date.h"

// 构造函数用于初始化
Date::Date(int year, int month, int day)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
	if (_year < 1 || _month < 1 || _month>12 || _day<1 || _day>GetMonthDay(_year, _month))
	{
		assert(false);
	}
}

//判断是否为闰年
bool Date::isLeaveYear(int year)
{
	// （四年一润，百年不润） 或者 四百年一润
	return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
}

// 获取每个月的天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	int monthday[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeaveYear(year))
	{
		return 29;
	}
	else
	{
		return monthday[month];
	}
}

void Date::Printf()
{
	cout << _year << " / " << _month << " / " << _day << endl;
}

// "<" 运算符重载
bool Date::operator<(const Date& d)
{
	if (_year < d._year ||
		_year == d._year && _month < d._month ||
		_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

// "==" 运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d)
{
	return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}

// "<=" 运算符重载
bool Date::operator<=(const Date& d)
{
	// 运算符重载的复用
	return *this < d || *this == d;
}

// ">" 运算符重载
bool Date::operator>(const Date& d)
{
	return !(*this <= d);
}

// ">="运算符重载、
bool Date::operator>=(const Date& d)
{
	return !(*this < d);
}

//"!="运算符重载
bool Date::operator!=(const Date& d)
{
	return !(*this == d);
}

// 日期+= 天数: d1 = d1 + 100
Date& Date::operator+=(int day)
{
	// 防止传入的天数为 负数（-100）
	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;
}

// 日期 + 天数 d1+100  d1不变
Date Date::operator+(int day)
{
	// 调用拷贝构造
	Date temp(*this);
	temp += day;
	return temp;
}

// 日期-= 天数 ：d1 d1 - 100
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;
}

// 日期-天数 ： d1 - 100
Date Date::operator-(int day)
{
	// 调用拷贝构造
	Date temp(*this);
	// 复用 "-="
	temp -= day;
	return temp;
}

// 前置++ （无参的为前置，有参的为后置）
Date& Date::operator++()
{
	// 直接复用 +=
	*this += 1;
	return *this;
}

// 后置++（无参的为前置，有参的为后置）
// int i 这里的形参可以写，可以不写
Date Date::operator++(int i)
{
	Date temp(*this);
	*this += 1;
	return temp;
}

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

//后置--
Date Date::operator--(int i)
{
	Date temp(*this);
	*this -= 1;
	return temp;
}

// 日期 - 日期
int Date::operator-(const Date& d)
{
	// 方便后续计算正负
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;
	// 确保max是大的  min是小的
	if (*this < d)
	{
		min = *this;
		max = d;
		flag = -1;  //计算正负
	}
	int n = 0;
	// 计算min和max之间的绝对值差距
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}
	return n * flag;
}

🥝Test.cpp

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Date.h"

// 测试初始化
void Test()
{
	cout << "请输入今日的日期" << endl;
	Date d1(2023,10,28);
	d1.Printf();
}

// 测试"<"运算符
void Test1()
{
	Date d1(2023,10,28);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << "d2的日期为：";
	Date d2(2023, 10, 27);
	d2.Printf();
	cout << endl;
	if (d2 < d1)
	{
		cout << "d1的日期 < d2的日期" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "d2的日期 > d1的日期" << endl;
	}
}

// d1 + 100 测试
void Test2()
{
	Date d1(2023,10,27);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	Date d2;
	d2 = d1 + 100;
	cout << "d1的日期+100为：";
	d2.Printf();
}

// d1+=100 测试
void Test3()
{
	Date d1(2023, 10, 28);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << endl;
	d1 += 100;
	cout << "d1的日期+100为：";
	d1.Printf();
}

// 日期 - 日期
void Test4()
{
	Date d1(2023, 11, 11);
	cout << "d1的日期为：";
	d1.Printf();
	cout << "d2的日期为：";
	Date d2(2023, 10, 28);
	d2.Printf();
	cout << endl;
	cout << "d1与d2之间的天数差距为：";
	int ret = d1 - d2;
	cout << ret << endl;

}

void Test5()
{

	cout << " ***********   欢迎来到  日期计算器   ***********" << endl<<endl;
	cout << "输入今日的日期: >" ;
	int y, m, d;
	cin >> y >> m >> d;
	cout << endl;
	Date d1(y, m, d);
	//d1.Printf();
	cout << "输入需要对比的日期: >";
	int y1, m1, dd;
	cin >> y1 >> m1 >> dd;
	cout << endl;
	Date d2(y1, m1, dd);
	//d2.Printf();
	cout << "两个日期之间的天数差距为：";
	int ret = d - dd;
	cout << ret << endl;
}

int main()
{
	Test5();
	return 0;
}

 🍍代码运行的界面

 五、共勉

  以下就是我对C++日期计算器的理解，如果有不懂和发现问题的小伙伴，请在评论区说出来哦，同时我还会继续更新对C++ 类和对象的理解，请持续关注我哦！！！  

 

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