【C++小项目】实现一个日期计算器

news2025/2/25 6:08:36

目录

Ⅰ. 引入

Ⅱ. 列轮廓

Ⅲ. 功能的实现

构造函数

判断是否相等 == | !=

➡️==:

➡️!=:

判断大小 > | >= | < | <=

➡️>：

➡️<=：

➡️>=：

➡️<：

加减天数 + | += | - | -=

➡️+=：

➡️+：

➡️-：

➡️-=：

自增/自减 ++ | --

➡️前置++

➡️后置++

➡️前置--

➡️后置--

日期减日期

➡️Way1（推荐）

➡️Way2（ 这个思路繁杂很多）

Ⅰ. 引入

本篇我们用C++来实现一个日期计算器。

想知道迄今为止你在地球上一共度过了多少天吗？距离寒假还有多少天呢？一百天后会是几月几号呢？

解开这些问题的答案，只需来写一个日期计算器~👻

日期计算器是C++入门以来的第一个小项目，亲自实践一遍，我们在C++上的经验值将⬆️⬆️⬆️

🚩我们将分三步：

Step1：在头文件中把日期类的大体轮廓列出来

Step2：把声明的功能一一实现

Step3：逐个测试。我们写一点，测一点。

这样，就可顺利把日期计算器写出个七七八八。

在遇到较复杂的算法时，我会提供思路。

至于某些锦上添花的功能，我们后续想到了，再添上去。

Ⅱ. 列轮廓

🤔我们先来定义一个日期类，同时看看要实现哪些功能：

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
​
class Date {
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);  //构造函数：用于初始化
​
    void Print();   //打印日期，便于测试
​
    //功能的具体实现
    bool operator==(const Date& d);  //判断俩date是否相等
    bool operator!=(const Date& d);  
​
    bool operator>(const Date& d);    //date间比较大小
    bool operator>=(const Date& d);
    bool operator<(const Date& d);
    bool operator<=(const Date& d);
​
    Date operator+(int day);     //加(减)天数，今夕是何年
    Date& operator+=(int day);
    Date operator-(int day);
    Date& operator-=(int day);
​
    Date& operator++();     //date的自增/自减
    Date operatoe++(int);
    Date& operator--();
    Date operatoe--(int);
​
    int operator-(const Date& d);  //算两个date间差多少天
​
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

Ⅲ. 功能的实现

构造函数

➡️我们实现一个全缺省的构造函数：

class Date{
public:
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) {  
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
}

每次实例化出一个对象，都要调用构造函数，调用频率非常高。

所以，我们干脆就把这短短的几行定义在类里，做内联函数。

❓你可能会疑惑：为啥_year可以直接拿来用，不需要this->year嘛？

后者当然可以写，但没必要。因为我们在使用类的成员函数or成员变量时，this指针会默认加上的。

我们就不用一一手动加啦✌

Print

➡️Print，写在Date.c里：

void Date::Print() {
    printf("%d-%d-%d\n", _year, _month, _day);
}

❓为啥要加Date::呢？

要知道，类定义了一个全新的作用域。类里类外，是有一层屏障的。

正因为类域的存在，我们不能直接从外部访问类的成员。

因此，把成员函数拿到类外定义时，要指明作用域，即加上Date::

❓我们不是学了cout嘛，为啥不直接cout输出，还得用printf？

这个问题我们先保留着，下一趴再讲。🤪

🔬🧪这俩函数先测试一波：

void Test1() {
    Date d1(2023, 8, 23);
    Date d2;
    d1.Print();
    d2.Print();
}
int main()
{
    Test1();
    return 0;
}

结果：

判断是否相等 == | !=

➡️==:

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

➡️!=:

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

有没有发现，其实我们只实现了==，

写!=时直接套用了==的功能，这叫做复用。

复用可以减少工作量，提高代码的重用性。

❓为啥只有一个形参？

其实有两个形参：第一个形参是隐形的：this指针。只有第二个形参可见。

“d1!=d2; ” 就相当于在调用函数 “d1.operator!=(d2); ”

此函数的this指针指向d1，形参的d即d2。

🔬🧪测试一下：

void Test2() {
    Date d1(2023, 8, 23);
    Date d2(2000, 1, 1);
    if (d1 != d2) {
        cout << "unequal"<<endl;
    }
}
int main()
{
    //Test1();
    Test2();
    return 0;
}

结果：

判断大小 > | >= | < | <=

日期的大小，听着蛮抽象。其实就是日期的先后：2023年1月1日比2000年1月1日要大（后）。

➡️>：

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;
    }
}

这种算法的思路是：

写完>，先不急着写<，因为>的对立面是<=，那我们可以把这段代码复用到<=👻

➡️<=：

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

➡️>=：

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

➡️<：

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

🔬🧪测试一下：

void Test3() {
    Date d1(2023, 8, 23);
    Date d2(2000, 1, 1);
    cout << (d1 > d2) << endl;
    cout << (d1 <= d2)<<endl;
}
​
int main()
{
    //Test1();
    //Test2();
    Test3();
    return 0;
}

结果：

加减天数 + | += | - | -=

➡️+=：

日期加天数要考虑进位的问题。我举个例子，先顺下思路：

2023-12-21往后推40天

61相比当月的31已经溢出了，

怎么判断是否溢出呢？

写个函数GetMonthDay()，取到每月的天数进行比对

GetMonthDay()实现如下：

int Date::GetMonthDay(int year, int month) {
    int days[13]={ 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
    int ret = days[month];
​
    //考虑闰年的2月是29天的情况
    //闰年，要么能被4整除&&不能被100~；要么能被400整除
​
    if (month == 2
        && (year % 4 == 0 && year % 100 == 0
            || year % 400 == 0)) {
        ret += 1;
    }
​
    return ret;
}

☑️operator+=实现如下：

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

➡️+：

有了+=，+就直接复用~👻

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

🤔❓思考：为啥不能这样写？

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

因为：

➡️-：

加要考虑进位，减要考虑借位。

举例：2023-3-2 往前40天

思路：

🌀你可能有点晕：-38为什么要借2月的28？

可以把2023-3-2往前40天视为2023-3-0往前38天。

此时要借位，我们没法从3月借，因为它是空的。只能从2月借。

☑️实现：

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

➡️-=：

同样，复用🥰

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

🔬🧪测试一下：

void Test4() {
    Date d1(2023, 12, 21);   //+  +=
    Date d2(d1);
    (d1 + 40).Print();
    (d2 += 700).Print();
    
    Date d3(d1);   //-  -=
    Date d4(2023, 3, 2);
    (d3 -= 400).Print();
    (d4 - 40).Print();
}

结果：

自增/自减 ++ | --

我们用参数占位来区分前置/后置++：

前置：operator++( )

后置：operator++( int )

❓前置++和后置++的区别是什么？

这俩都能实现自增，但返回值不同。

前置：++d; 先加加，再使用。返回的是加加后的值。

后置：d++;先使用，再加加。返回的是加加前的值。

假设d=0，d++：返回1，d=1

++d：返回0，同时实现自增，d=1

所以说，后置加加是不能引用返回的。而前置可以。

➡️前置++

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

➡️后置++

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

➡️前置--

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

➡️后置--

Date Date::operator--(int) {
    Date ret = *this;
    *this -= 1;
    return ret;
}

🔬🧪测试一下：

void Test5() {
    Date d1(2023, 1, 1);   //++
    Date d2(d1);
    (++d1).Print();
    (d2++).Print();
​
    Date d3(2023, 1, 1);  //--
    Date d4(d3);
    (--d3).Print();
    (d4--).Print();
}

结果：

日期减日期

距离新年还有多少天呢？

Date(2024,1,1) - Date(2023,8,24) =❓天

➡️Way1（推荐）

我们刚刚不是写了好多功能嘛，复用起来~👻

实现：

int Date::operator-(const Date& d) {
    Date More = *this;  //先把date标个大小
    Date Less = d;
​
    if (Less > More) {
        More=d;
        Less=*this;
    }
​
    int count = 0;    //用计数法算差值
    while (Less<More) {
        Less++;    //复用🥰👻
        count++;
    }
​
    int flag = 1;      //我们不知道是大-小or小-大
    if (More == d) {    //为了区分结果的正负，引入flag
        flag = -1;  
    }
​
    return count*flag;
}

这种方法虽然思路简单，但是深度复用了代码，效率会下降。

➡️Way2（ 这个思路繁杂很多）

（❗这个方法效率会⬆️，但是较复杂，可略过不看！）

Q: 2023-2-13到2024-1-15，要过多少天？、

思路：

Step1：把月、日转化成总天数；

Step2：年与年之间相减，天与天之间相减

Step3：全化成天

实现：

Step1 我们先写一个把月、日转换成天数的函数ConverttoDay( )

如下：

int Date::ConverttoDay(int year, int month, int day) {
    int MonthtoDay = 0;
    month -= 1;
​
    while (month) {
        MonthtoDay += GetMonthDay(year, month);
        month--;
    }
​
    int ret = MonthtoDay + day;
    return ret;
}

Step2 实现operator-函数

int Date::operator-(const Date& d) {
    //先判断日期的大小
    Date BigDate = *this;
    Date SmallDate = d;
​
    if (BigDate < SmallDate) {
        Date tmp = SmallDate;
        SmallDate = BigDate;
        BigDate = tmp;
    }
​
    //把月、日都转换成天
    int BigDay = ConverttoDay(BigDate._year, BigDate._month, BigDate. _day);
    int SmallDay = ConverttoDay(SmallDate._year, SmallDate._month, SmallDate._day);
​
​
    int RetofDay = BigDay - SmallDay;  //天之间相减，大天-小天
    
    int BigYear = BigDate._year;
    int SmallYear = SmallDate._year;
​
    //年之间相减，大年-小年
    int CountDay = 0;
​
    while (SmallYear < BigYear) {
        CountDay += 365;
​
        if (SmallYear % 4 == 0 && SmallYear % 100 != 0  //考虑闰年
            || SmallYear % 400 == 0) {
            CountDay += 1;
        }
​
        SmallYear++;
    }
​
    //把两者的天数合一
    int ret = RetofDay + CountDay;
​
    int flag = 1;
    if (*this == BigDate) {
        flag = -1;
    }
​
    return flag * ret;
}

🔬🧪测试一下：

void Test6() {
    Date d1(2023, 8, 24);
    Date d2(2024, 1, 1);
​
    printf("%d\n", d2 - d1);
}

结果：

OK, 到这我们的日期计算器已经完成啦~🥰👻

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