基于C++实现日期计算器的详细教程

目录

• 一、前言
• 二、日期类的实现
• 检查日期的合法性
• <  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
• 改进和优化
• 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 - 日期
• 三、总结

一、前言

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。

注意：本篇日期类.h文件放声明，.cpp文件放定义

二、日期类的实现

检查日期的合法性

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。

class Date
{
public:
    bool isLeapYear(int year) //判断是否为闰年
    {
    	//四年一闰百年不闰或四百年一闰
    	return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
    }
	static int GetMonthDay(int year, int month)
//加上static防止函数频繁调用开辟几十个字节大小的数组，最好加上
	{
		int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
		if (month == 2 && isLeapYear(year))
			return 29; //闰月29天
		else
			return monthDayArray[month];
	}
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
	{
		if (year >= 1 && month <= 12 && month >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))
		{
            //确保日期合法
			_year = year;
			_month = month;
			_day = day;
		}
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

<  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) const //类外访问成员函数需要设定类域
{
	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) const
{
	return _year == d._year &&
		_month == d._month &&
		_day == d._day;
}

<= 运算符重载

思路： --  复用

<= 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) const
{
	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) const
{
	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) const
{
	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) const
{
	return !(*this == d);
}

改进和优化

上述我们写的运算符重载都是建立在声明定义分离的，这里我们可以对其进行优化，如下：

先前我们学过内联，可以帮助我们对于短小函数减少函数调用而引发的效率损失问题，因此我们可以把上述几个运算符重载函数放成内联，此外，有一种简单粗暴的方法：直接在类里定义，因为类里的函数默认内联，还省的我们自己写inline，而且我们也不用在类外加上类域了，当然，有些长的函数还是声明和定义分离比较好。

Date.h 文件：

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
class Date
{
public:
	bool isLeapYear(int year)
	{
		//四年一润百年不润或四百年一润
		return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
	}
	//获取某月天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	//构造函数
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);
	//打印
	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}
	// <运算符重载
	bool operator<(const Date& d) const;
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d) const;
	// <=运算符重载
	bool operator<=(const Date& d) const
	{
		return *this < d || *this == d;
	}
	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d) const
	{
		return !(*this <= d);
		//return (d < *this);
	}
	// >=运算符重载
	bool operator>=(const Date& d) const
	{
		return !(*this < d);
	}
	// !=运算符重载
	bool operator!=(const Date& d) const
	{
		return !(*this == d);
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

Date.cpp 文件：

#include"Date.h"
//获取某月天数
int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	assert(year >= 0 && month > 0 && month < 13);
	static int monthDayArray[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (month == 2 && isLeapYear(year))
		return 29;
	else
		return monthDayArray[month];
}
//构造函数
Date::Date(int year, int month, int day)
{
	if (year >= 1 && month <= 12 && month >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month))
	{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	else
		cout << "日期非法" << endl;
}
// <运算符重载
bool Date::operator<(const Date& d) const //类外访问成员函数需要设定类域
{
	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) const
{
	return _year == d._year &&
		_month == d._month &&
		_day == d._day;
}

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) const
{
	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) const
{
	//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+=号还是用+=复用+号，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：

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

代码如下：

//日期 -=天数  d1-=100
Date& Date::operator-=(int day)
{
	//如果减去的天数是负数，要单独处理，直接调用+=运算符重载
	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
Date Date::operator-(int day) const
{
	Date ret(*this);
	ret -= day;
	return ret;
}

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

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++
Date Date::operator++(int i) //有参数的为后置
{
	Date tmp(*this);
	*this += 1; //复用+=
	return tmp;
}

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--() //无参的为前置
{
	*this -= 1; //直接复用-=
	return *this;
}

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) //有参数的为后置
{
	Date tmp(*this);
	*this -= 1;
	return tmp;
}

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) const
{
	int flag = 1; //方便后续计算正负
	Date max = *this;
	Date min = d;
	if (*this < d)
	{
		min = *this;
		max = d;
		flag = -1; //计算正负
	} //确保max是大的，min是小的
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		min++;
		n++;
	}//算出min和max之间绝对值差距
	return n * flag; //如果d1大，结果为正，d2大结果为负
}

三、总结

本篇日期类把先前学到的引用，传值/传引用返回、拷贝构造、复用等等知识点柔和到了一起，非常值得大家操手练习练习，创作不易，还望三连。

日期类的源码链接：gitee链接：日期计算器完善版

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