C++ 日历计算器的实现

日历计算器

创建一个日期类
- 对运算符进行重载
- - 代码

创建一个日期类

年月日为类的成员变量，所以放到私有区域，又因为成员变量为内置类型，编译器自动生成的默认构造函数对其不做处理，所以需要我们显示定义一个构造函数，而析构函数、拷贝构造、赋值运算符重载函数，这三个函数编译器默认生成的已经够用了，所以不需要显示定义，（若对以上四种函数不了解的，可以看看博主的上一篇文章）

构造函数代码如下：

Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1)
{
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}

为保证所创建出来的对象是已经被初始化的，在显式定义构造函数时，参数就用全缺省

日期的类的代码：

class Date
{
public:
	Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

对运算符进行重载

对于日期来说，哪些运算符才是有意义的，有意义的我们才需要进行重载，如：日期±天数，是有意义的，两个日期的比较也是有意义的，日期-日期也是，而日期*日期显然是没意义的，所以，只需要实现比较运算符重载、±运算符重载、前置++，后置++运算符重载即可

实现比较运算符重载函数：<、>、<=、>=、==、!=

“<”运算符重载

实现该小于运算符重载，直接把全部小于的可能性全部找出来即可，先判断年，年小的日期就小，之后到月，再到日，代码如下：

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

"=="运算符重载

年月日全部相等就说明两个日期相等，代码如下：

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

“<=”运算符重载

前面实现了小于和等于的运算符重载，我们就可以复用它们的运算符重载来实现<=的运算符重载，代码如下：

 // d1 < d2
 // *this 就相当于d1,d就相当于d2
bool operator<=(const Date& d)
{
	return *this < d || *this == d;
}

复用已经实现的运算符重载来实现另一个运算符重载，显然更加的简便

“>”运算符重载

对小于等于取反即可，代码如下：

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

“>=”运算符重载

对小于取反即可，代码如下：

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

6.“!=”运算符重载

对等于运算符取反即可，代码如下：

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

总结小技巧：对于任何一个类，若实现比较运算符的重载，其实实现小于运算符重载和等于运算符重载，或者实现大于运算符重载和等于运算符重载即可，剩下的可以直接复用

实现±运算符重载函数

“+=”运算符重载

实现日期+=天数，使用的是进位法。先将日期中的天数与所要加的天数相加，再判断相加之后的天数是否大于该日期的月份的天数，不大于就返回，若大于了则把加起来所得的天数减去该日期月份的天数，再将月份进一位，进位之后判断进位后的月份是否超过了12月，若超过则将月份调到1月，年份进一位，重复以上过程，直到相加之后的天数小于月份的天数即可，画图板如下：
在这里插入图片描述
在判断天数是否大于对应月份的天数之前，我们首先得完成对该月份的天数的获取，获取的时候还要注意判断该年是否为闰年，是闰年2月份为29天，平年的2月为28天，获取月份天数的代码如下：

int GetMonthDay(int year, int month)
{
	assert(month > 0 && month < 13);
		static int montharray[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		 // 该函数调用频繁，用static将数组放入静态区中，调用时就不需要频繁创建数组
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			//是闰年
			return 29;
		}
		return montharray[month];
}

获取月份天数完成之后就可以根据上面的进位法实现+=运算符的重载，代码如下：

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

“+”运算符重载

实现+运算符，我们可以直接复用+=运算符重载，但要注意返回值，+=返回的是加之后的日期本身，而+返回的不是日期本身，返回的是另一个对象，相当于返回的对象 = 日期 + 天数，加之后的日期是不变的，所以在这里，需要用到拷贝构造，将日期拷贝给要返回的对象，然后再在返回的对象上进行+=的复用，代码如下：

Date operator+(int day)
{
	//拷贝构造，创建临时对象
	Date tmp = *this;
	tmp += day;
	return tmp;
}

“-=”运算符重载

实现日期-= 天数，用到借位法。日期上的天数减去要减掉的天数，减完之后判断，日期上的天数是否为负数，不是就直接返回；是负数就借上一个月的天数，将负的天数与借来的天数相加，月份得退一位，退一位之后判断月份是否小于1月，若小于则置为12月，年份退一位，如此重复以上过程，直到日期上的天数不为负数即可，画图板如下：
在这里插入图片描述
代码如下：

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

“-”运算符重载

有了上述的经验，实现减号运算符重载，就直接复用-=运算符重载即可，代码如下：

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

前置“++”运算符重载

直接复用+=运算符即可，代码如下：

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

后置“++”运算符重载

后置++的运算符重载函数的参数需要增加一个int类型，与前置++构成区分，还有就是，后置++返回的是++之前的值，代码如下：

Date operator++(int)
{
	Date tmp = *this;
	*this += 1;
	return tmp;
}

前置–和后置–的运算符重载与++类似，就不多说了，会在源码中写出来

日期-日期运算符重载

日期-日期，肯定有一个日期大，一个日期小，让小的日期一直++，直到小的日期与大的日期相等，中间加了多少次，就是相差的天数。用假设法判断日期的大小，先假设减号左边的日期大，右边的小，再进行判断是否如此

int operator-(const Date& d)
{
	Date max = *this;
	Date min = d;
	int flag = 1;
	if (*this < d)
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1; // 小的减大的值为负数，所以flag置为-1
	}
	int count = 0;
	while (min != max)
	{
		min++;
		count++;
	}
	return count * flag;
}

流插入“<<”运算符重载

该运算符应重载为全局函数，若重载成成员函数的话，第一个参数为隐含的this指针，第二个参数为cout，调用时为对象<<cout显然不具有惯性和可读性，所以重载为全局函数时，就可以置cout为第一个参数了，要输出的对象为第二个参数，调用时为cout<<对象，cout的类型为ostream。还要满足连续输出的情况，所以返回的是cout，输出时的顺序是从左往右输出，在输出就可连续输出，与赋值运算符重载的连续赋值类似，但方向不同。重载成全局函数时，又涉及到了访问私有变量的问题，可以使用友元关键字friend来解决这个问题，在类中的公共区域对该函数做友元函数声名即可，代码如下：

class Date
{
public:
		friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
	return out;
}

流提取“>>”运算符重载

与流插入重载类似，只不过流提取的类型为istream类型，代码如下：

 // 也需要友元函数声明
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

代码

#include <iostream>
#include "Date.h"
#include <assert.h>
using std::cout;
using std::endl;

class Date
{
public:
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
	// 检查日期是否合法
	bool CheckDate()
	{
		if (_month < 1 || _month > 12 || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			return false;
		}
		else
		{
			return true;
		}
	}
	Date(int year = 2024, int month = 1, int day = 1)
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
		if (!CheckDate())
		{
			cout << "日期非法：";
			cout << *this << endl;
		}
	}
	void Print()
	{
		cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
	}
	bool operator<(const Date& d)
	{
		if (_year < d._year)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month < d._month)
		{
			return true;
		}
		else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)
		{
			return true;
		}
		else
		{
			return false;
		}
	}
	bool operator==(const Date& d)
	{
		return _year == d._year
			&& _month == d._month
			&& _day == d._day;
	}
	bool operator<=(const Date& d)
	{
		return *this < d || *this == d;
	}
	bool operator>(const Date& d)
	{
		return !(*this <= d);
	}
	bool operator>=(const Date& d)
	{
		return !(*this < d);
	}
	bool operator!=(const Date& d)
	{
		return !(*this == d);
	}
	int GetMonthDay(int year, int month)
	{
		assert(month > 0 && month < 13);
		static int montharray[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		// 该函数调用频繁，用static将数组放入静态区中，调用时就不需要频繁创建数组
		if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
		{
			//是闰年
			return 29;
		}
		return montharray[month];
	}
	Date& operator+=(int day)
	{
		//防止+=的天数是个负数
		if (day < 0)
		{
			*this -= -day;
			return *this;
		}
		_day += day;
		while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
		{
			//先动天数
			_day -= GetMonthDay(_year, _month);
			++_month;
			if (_month == 13)
			{
				_month = 1;
				++_year;
			}
		}
		return *this;
	}
	Date operator+(int day)
	{
		//拷贝构造，创建临时对象
		Date tmp = *this;
		tmp += day;
		return tmp;
	}
	Date& operator-=(int day)
	{
		if (day < 0)
		{
			*this += -day;
			return *this;
		}
		_day -= day;
		while (_day <= 0)
		{
			--_month;
			if (_month == 0)
			{
				_month = 12;
				_year--;
			}
			_day += GetMonthDay(_year, _month);
		}
		return *this;
	}
	Date operator-(int day)
	{
		Date tmp = *this;
		tmp -= day;
		return tmp;
	}
	Date& operator++()
	{
		*this += 1;
		return *this;
	}
	Date operator++(int)
	{
		Date tmp = *this;
		*this += 1;
		return tmp;
	}
	Date& operator--()
	{
		*this -= 1;
		return *this;
	}
	Date operator--(int)
	{
		Date tmp = *this;
		*this -= 1;
		return tmp;
	}
	int operator-(const Date& d)
	{
		Date max = *this;
		Date min = d;
		int flag = 1;
		if (*this < d)
		{
			max = d;
			min = *this;
			flag = -1;
		}
		int count = 0;
		while (min != max)
		{
			min++;
			count++;
		}
		return count * flag;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
	return out;
}
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
	while (1)
	{
		cout << "请依次输入年月日->";
		in >> d._year >> d._month >> d._day;
		if (d.CheckDate())
		{
			break;
		}
		else
		{
			cout << "日期非法，请重新输入!" << endl;
		}
	}
	return in;
}