《C++初阶之类和对象》【经典案例：日期类】

往期《C++初阶》回顾：

/------------ 入门基础 ------------/
【C++的前世今生】
【命名空间 + 输入&输出 + 缺省参数 + 函数重载】
【普通引用 + 常量引用 + 内联函数 + nullptr】
/------------ 类和对象 ------------/
【类 + 类域 + 访问限定符 + 对象的大小 + this指针】
【类的六大默认成员函数】
【初始化列表 + 自定义类型转换 + static成员】
【友元 + 内部类 + 匿名对象】

前言：

(✧∇✧)ﾉ hi~ ，小伙伴们早上好呀！(๑˃̵ᴗ˂̵)و 昨天终于考完试啦~🎉 今天就要收拾行李回家咯 🧳在踏上归途之前，博主决定为大家带来类和对象专题的最后一节精华内容：【经典案例：日期类】的实现！✨
这个案例将串联我们之前学过的所有重要概念，绝对是检验学习成果的完美实践！💪

经过前面关于 C++ 类和对象的系统学习 📚✨，我们已经逐步掌握了：

• 类的定义 💡
• 对象的创建与使用 🔄
• 成员变量和成员函数的设计 💻

这些知识就像搭建高楼的基石 🏢⛏️，为我们接下来的实践操作奠定了坚实的基础 💪！现在，是时候将这些理论运用到实际中，亲手实现一个"日期类"啦~ (๑•̀ㅂ•́)و✧

------------代码实现------------

设计指南

我们要实现的日期类(Date)应该具备以下功能：

• 存储年、月、日信息
• 支持日期的合法性验证
• 实现日期的基本运算(如：加减天数)
• 支持日期的比较操作
• 提供多种格式的日期输出

程序代码

头文件：Data.h

#pragma once//任务1：包含需要使用的头文件
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;//任务2：实现日期类
class Date
{/*------------------------------第四部分：使用友元函数进行运算符重载------------------------------*/friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);  //输出流重载friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);         //输入流重载
public:/*------------------------------第一部分：定义默认函数------------------------------*//*--------------实现：默认构造函数--------------*/Date(int year,int month,int day)  //全缺省的默认构造函数:_year(year),_month(month),_day(day){}/*------------------------------第二部分：Date类的成员函数------------------------------*//*--------------实现：“打印日期”的成员函数--------------*/void Pirnt(){cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;}/*--------------实现：“获取某年的某月的天数”的成员函数--------------*/int GetMonthDay(int year, int month) //注意：该成员函数使用频繁，所以选择类内实现，自动为内联函数{//1.使用断言保证传入的日期的合法性assert(month >= 1 && month <= 12);//2.定义一个静态数组存储一年的每月的天数static int MonthDayArray[13] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };//3.判断年是闰年还是平年//1）能被4整除且不能被100整除的年正好是闰年//2）能被400整除的年也是闰年//特殊的情况 （二月的天数）if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){return 29;}//正常的情况else{return MonthDayArray[month];}}/*--------------声明：“判断一个日期是否合法”的成员函数--------------*/bool checkDate();/*------------------------------第三部分：使用成员函数进行运算符重载------------------------------*//*--------------声明使用成员函数重载的“比较运算符”--------------*/bool operator<(const Date& d)const;bool operator<=(const Date& d)const;bool operator>(const Date& d)const;bool operator>=(const Date& d)const;bool operator==(const Date& d)const;bool operator!=(const Date& d)const;/*--------------声明使用成员函数重载的“加减运算符”--------------*/Date& operator+=(int day);Date operator+(int day)const;Date& operator-=(int day);Date operator-(int day)const;int operator-(const Date& d)const;/*--------------声明使用成员函数重载的“自增/自减运算符”--------------*/Date& operator++();    //前置++Date operator++(int);  //后置++Date& operator--();    //前置--Date operator--(int);  //后置--
private:int _year;int _month;int _day;
};//任务3：声明流运算符重载
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in,  Date& d);

源文件：

Data.cpp

#include "Date.h"
/*---------------------------------实现:“检查一个日期是否合法”---------------------------------*/
bool Date::checkDate()
{if (_month < 1 || _month>12 || _day<1 || _day>GetMonthDay(_year, _month)){return false;}else{return true;}
}/*---------------------------------“比较”运算符的重载函数的实现---------------------------------*//*---------------------1.实现：运算符<的重载函数---------------------*/
bool Date::operator<(const Date& d)const
{//1.比较年份if (_year < d._year){return true;}//2.年份相同比较月份else if (_year == d._year){if (_month < d._month){return true;}//3.年月相同比较日else if (_month == d._month){return _day < d._day;}}return false;
}/*---------------------2.实现：运算符<=的重载函数---------------------*/
bool Date::operator<=(const Date& d)const
{return *this < d || *this == d;
}/*---------------------3.实现：运算符>的重载函数---------------------*/bool Date::operator>(const Date& d)const
{return !(*this <= d);
}/*---------------------4.实现：运算符>=的重载函数---------------------*/bool Date::operator>=(const Date& d)const
{return !(*this < d);
}/*---------------------5.实现：运算符==的重载函数---------------------*/
bool Date::operator==(const Date& d)const
{只要两个日期的：年、月、日中有一个不相等，这两个日期就不相等//if (_year != d._year || _month != d._month || _day != d._day)//{//	return false;//}return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}/*---------------------6.实现：运算符!=的重载函数---------------------*/
bool Date::operator!=(const Date& d)const
{return !(*this == d);
}/*---------------------------------“加减”运算符的重载函数的实现---------------------------------*/
/*---------------------1.实现：运算符+=的重载函数（日期 += 天数）---------------------*/
Date& Date::operator+=(int day)
{//1.判断要加上的天数是不是负数 if (day < 0){return *this -= (-day);}//2.直接将天数加在日期的天数上_day += day;//3.使用while循环修正日期的天数while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){//3.1：直接将不合法的天数减去当前日期的这一月应有的天数_day -= GetMonthDay(_year, _month);//3.2：调整月份_month++;//3.3：修正月份if (_month > 12){_year++;_month = 1;}}return *this;
}/*---------------------2.实现：运算符+的重载函数（日期 + 天数）---------------------*/
Date Date::operator+(int day)const
{Date tmp = *this;tmp += day;return tmp;
}/*---------------------3.实现：运算符-=的重载函数（日期 -= 天数）---------------------*/
Date& Date::operator-=(int day)
{//1.判断要减去的天数是不是负数if (day < 0){return *this += (-day);}//2.直接将天数减去日期的天数_day -= day;//3.使用while循环修正日期的天数while (_day <= 0){//3.1：调整月份_month--;//3.2：修正月份if(_month<0){_year--;_month = 12;}//3.3：直接将不合法的天数加上当前日期的上一月应有的天数_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}/*---------------------4.实现：运算符-的重载函数（日期 - 天数）---------------------*/
Date Date::operator-(int day)const
{Date tmp = *this;tmp -= day;return tmp;
}/*---------------------5.实现：运算符-的重载函数（日期 - 日期）---------------------*/
int Date::operator-(const Date& d) const
{//1.使用假设法：假设调用者的日期更大，被调者d的日期更小Date max = *this;Date min = d;//2.调整max和min的日期int flag = 1;  //flag的设置很关键：日期之差没有负值，可以使用flag进行调整if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1; }//3.定义变量记录两个日期之间的天数差值int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag; 
}/*---------------------------------“自增/自减”运算符的重载函数的实现---------------------------------*//*---------------------1.实现：运算符前置++的重载函数---------------------*/
Date& Date::operator++()
{*this += 1;return *this;
}/*---------------------2.实现：运算符后置++的重载函数---------------------*/
Date Date::operator++(int)
{Date tmp = *this;*this += 1;return tmp;
}/*---------------------3.实现：运算符前置--的重载函数---------------------*/
Date& Date::operator--()
{*this -= 1;return *this;
}/*---------------------4.实现：运算符后置--的重载函数---------------------*/
Date Date::operator--(int)
{Date tmp = *this;*this -= 1;return tmp;
}/*---------------------------------“流运算符”运算符的重载函数的实现---------------------------------*/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)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;if (!d.checkDate()){cout << "输出的日期不合法！！！";}return in;
}

Test.cpp

#include "Date.h"void printTestResult(const char* testName, bool passed) 
{cout << testName <<"\t" << "[" << (passed ? "成功" : "失败") << "]" << endl;
}int main() 
{cout << "===== 日期类测试 =====" << endl;/*----------------测试1: 日期合法性----------------*/Date valid(2024, 5, 15);   //合法日期Date invalid(2024, 2, 30); //不合法日期printTestResult("日期合法性检查", valid.checkDate() && !invalid.checkDate());/*----------------测试2: 比较运算符----------------*/Date d1(2024, 5, 15);Date d2(2024, 5, 16);bool cmpResult = (d1 < d2) && (d1 <= d2) && !(d1 > d2) && !(d1 >= d2);printTestResult("比较运算符", cmpResult);/*----------------测试3: 加法运算----------------*/Date d3 = d1 + 30;Date expectedAdd(2024, 6, 14);printTestResult("日期+天数", d3 == expectedAdd);/*----------------测试4: 减法运算----------------*/Date d4 = d1 - 25;Date expectedSub(2024, 4, 20);printTestResult("日期-天数", d4 == expectedSub);Date d5(2024, 4, 15);int sub = d1 - d5;printTestResult("日期-日期", sub == 30);/*----------------测试5: 自增运算符----------------*/Date d6 = d1;Date postInc = d6++; //注意这里的细节：先进行后置++的测试，再进行前置++的测试，这样输出的结果会更直观一点Date preInc = ++d6;printTestResult("自增运算符", (postInc == Date(2024, 5, 15)) && (preInc == Date(2024, 5, 17)));/*----------------测试6: 流输出----------------*/cout << "流输出测试: " << d1;/*----------------测试7: 流输入（手动验证）----------------*/cout << "请输入日期 (YYYY MM DD): ";Date input(2025, 5, 15);cin >> input;cout << "输入结果: " << input;return 0;
}

运行结果：

------------核心操作------------

操作一：获取某年的某月的天数

/*--------------实现：“获取某年的某月的天数”的成员函数--------------*/
int GetMonthDay(int year, int month) //注意：该成员函数使用频繁，所以选择类内实现，自动为内联函数
{//1.使用断言保证传入的日期的合法性assert(month >= 1 && month <= 12);//2.定义一个静态数组存储一年的每月的天数static int MonthDayArray[13] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };//3.判断年是闰年还是平年//1）能被4整除且不能被100整除的年正好是闰年//2）能被400整除的年也是闰年//特殊的情况 （二月的天数）if (month == 2 && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){return 29;}//正常的情况else{return MonthDayArray[month];}
}

操作二：判断一个日期是否合法

/*---------------------------------实现:“检查一个日期是否合法”---------------------------------*/
bool Date::checkDate()
{if (_month < 1 || _month>12 || _day<1 || _day>GetMonthDay(_year, _month)){return false;}else{return true;}
}

操作三：运算符+=的重载函数（日期 += 天数）

/*---------------------1.实现：运算符+=的重载函数（日期 += 天数）---------------------*/
Date& Date::operator+=(int day)
{//1.判断要加上的天数是不是负数 if (day < 0){return *this -= (-day);}//2.直接将天数加在日期的天数上_day += day;//3.使用while循环修正日期的天数while (_day > GetMonthDay(_year, _month)){//3.1：直接将不合法的天数减去当前日期的这一月应有的天数_day -= GetMonthDay(_year, _month);//3.2：调整月份_month++;//3.3：修正月份if (_month > 12){_year++;_month = 1;}}return *this;
}

操作四：运算符-=的重载函数（日期 -= 天数）

/*---------------------3.实现：运算符-=的重载函数（日期 -= 天数）---------------------*/
Date& Date::operator-=(int day)
{//1.判断要减去的天数是不是负数if (day < 0){return *this += (-day);}//2.直接将天数减去日期的天数_day -= day;//3.使用while循环修正日期的天数while (_day <= 0){//3.1：调整月份_month--;//3.2：修正月份if(_month<0){_year--;_month = 12;}//3.3：直接将不合法的天数加上当前日期的上一月应有的天数_day += GetMonthDay(_year, _month);}return *this;
}

操作五：运算符-的重载函数（日期 - 日期）

/*---------------------5.实现：运算符-的重载函数（日期 - 日期）---------------------*/
int Date::operator-(const Date& d) const
{//1.使用假设法：假设调用者的日期更大，被调者d的日期更小Date max = *this;Date min = d;//2.调整max和min的日期int flag = 1;  //flag的设置很关键：日期之差没有负值，可以使用flag进行调整if (*this < d){max = d;min = *this;flag = -1; }//3.定义变量记录两个日期之间的天数差值int n = 0;while (min != max){++min;++n;}return n * flag; 
}