日期类的实现|运算符重载的复用

前言

通过前面C++入门与类与对象的学习，今天我们将运用所学的知识点完成一个Date类。

本节目标

  1. 运用所学知识完成Date类。
  2. 详细讲解运算符各种重载。
  3. 理解运算符重载的复用。

一、Date类的六个默认成员函数

六个成员函数，Date类只需要自己实现构造函数即可。

解析：

  • 因为成员变量为内置类型，编译器默认生成的构造函数不对内置类型初始化，所以需要自己显式定义构造函数。
  • 因为Date类没有涉及动态资源的申请，编译器生成的析构函数、拷贝函数与赋值运算符重载就可以完成需求，所以不需要自己显式定义。
  • 取地址重载，Date类没有特殊要求，所以不需要自己显式定义。

1、实现构造函数

代码示例：

Date.h文件

class Date
{
public://Date类没有涉及动态资源的申请，所以析构、拷贝构造、赋值重载不用自己实现，使用编译器生成的即可// 只有构造函数需要自己实现//默认构造函数——内置类型需要自己实现，完成初始化Date(int year = 2001, int month = 9, int day = 9);//打印日期void Print()const;private:int _year;//年int _month;//月int _day;//日
};

Date.cpp

Date::Date(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}//打印日期
void Date::Print()const
{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}

解析：

  • 构造函数的参数设计为全缺省。
    • 优点：即可以传参，也可以不传参，使用灵活。
    • 注意：缺省参数不能在声明与定义同时存在，缺省参数应当指定在声明。
  • 类成员函数声明与定义分离时，注在成员函数定义时要使用类限制运算符::指定，该成员函数属于哪个类。

Test.cpp

//测试构造函数
void TestDate1()
{Date d1;d1.Print();const Date d2(2024, 1, 10);d2.Print();const Date d3(2024, 13, 1);d3.Print();
}int main()
{TestDate1();return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述
通过测试，我们发现构造函数在初始化对象时，有一些非法日期也能成功初始化对象。

优化构造函数：在初始化之前，我们应当先检查月份与天数是否合理，合理则完成对象的初始化，不合理则提示并断言！

优化之后的代码：

//默认构造函数——内置类型需要自己实现，完成初始化
//注意缺省函数不能定义与声明都给缺省值，缺省值应当在函数声明指定
Date::Date(int year, int month, int day)
{//检查月份与天数是否合理，合理才初始化，不合理提示并断言if (month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= GetMonthDay(year,month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}
}//获取月份的天数
int Date::GetMonthDay(const int year,const int month)const
{//使用数组存放每个月的天数//优化：因为该函数要被频繁调用，而局部变量每一次调用都要创建，所以将其优化为静态变量static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };//判断是否为闰年且为2月//优化：因为闰年的判断麻烦，指令较多，所以先判断是否为2月if (2 == month && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){return 29;}else{return daysArr[month];}
}

解析：

  • 因为我们日期类有许多模块都需要知道月份的天数，所以我们将其封装成Date类的一个成员函数。
  • 使用数组存放每个月的天数。
    • 因为数组下标从0开始，所以数组的大小我们设为13。
    • 因为该函数可能会被频繁调用，局部变量每一次调用都要创建，所以使用static修饰数组。
  • &&逻辑运算符中的两个操作数，建议将简单的操作数放在左边，因为&&运算符左边为假，右边的无需计算（逻辑操作符的短路特性）。

我们再次运行优化之后的程序：

在这里插入图片描述

二、Date类的运算符重载

自定义类型要使用运算符，需要通过运算符重载重新定义该运算符的含义。

使用运算符重载可以使用的程序更易于编写和阅读。

是否需要重载运算符，具体分析这个运算符对这个类是否有意义。

1、关系运算符重载

对于日期类我们一般可以对日期进行比较，所以日期类需要对关系运算符重载。

任意类，重载关系运算符：

  • 我们可以根据关系运算符之间的互斥，一般只需要先实现<与==这两个运算符的重载，其余关系运算符，只需要根据他们之间的互斥直接复用这两个重载运算符即可。
    • 先实现<与 ==（或>与 ==）的运算符重载函数
    • 复用d1<d2 || d1==d2 ——》d1<=d2
    • 复用 !(d1<=d2) ——》d1>d2
    • 复用 !(d1<d2) ——》d1>=d2
    • 复用 !(d1==d2) ——》d1!=d2
  • 因为关系运算符一般不需要改变运算的对象，所以形参都是常量的引用

代码示例：

Date.h

class Date
{
public://Date类没有涉及动态资源的申请，所以析构、拷贝构造、赋值重载不用自己实现，使用编译器生成的即可// 只有构造函数需要自己实现//默认构造函数——内置类型需要自己实现，完成初始化Date(int year = 2001, int month = 9, int day = 9);//获取月份的天数int GetMonthDay(const int year,const int month)const;//打印日期void Print()const;//关系运算符的重载//1、<运算符重载bool operator<(const Date& d)const;//2、==运算符重载bool operator==(const Date& d)const;//3、<=运算符重载bool operator<=(const Date& d)const;//4、>运算符重载bool operator>(const Date& d)const;//5、>=运算符重载bool operator>=(const Date& d)const;//6、!=运算符重载bool operator!=(const Date& d)const;private:int _year;//年int _month;//月int _day;//日
};

Date.cpp

//关系运算符的重载
//1、<运算符重载
bool Date::operator<(const Date& d)const
{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;}
}
//2、==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d)const
{return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}
//3、<=运算符重载
bool Date::operator<=(const Date& d)const
{return *this < d || *this == d;
}
//4、>运算符重载
bool Date::operator>(const Date& d)const
{return !(*this <= d);
}
//5、>=运算符重载
bool Date::operator>=(const Date& d)const
{return !(*this < d);
}
//6、!=运算符重载
bool Date::operator!=(const Date& d)const
{return !(*this == d);
}

解析：

  • 由于Date类的成员变量是私有的，所以将关系运算符定义为成员函数。
  • 当重载运算符是成员函数时，其形参看起来比操作数数目少1个，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this。
  • const成员函数修饰的是*this，表示在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。（建议：只要成员函数内部不修改成员变量，都应该加const，这样普通对象和const对象都可以调用）

Test.cpp

//测试日期的关系运算符重载
void TestDate2()
{//普通对象const Date d1;//const对象const Date d2(2024, 1, 10);cout << (d1 < d2) << endl;cout << (d1 == d2) << endl;cout << (d1 <= d2) << endl;cout << (d1 > d2) << endl;cout << (d1 >= d2) << endl;cout << (d1 != d2) << endl;}int main()
{TestDate2();return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

2、日期+天数

日期+日期是没有意义的，但是日期+天数有意义。

日期+天数，只需要理解日期的“进位制”即可。如图分析：

在这里插入图片描述

如图分析：我们可知日期+天数的进位制：

  • 日期的天数+天数
  • 判断日期的天数是否超过该月的天数（调用GetMonthDay可得到天数）
  • 超过了该月天数，我们就进位
    • 天数超过该月份天数，则减去该月天数，月份进一
    • 注意当月份超过12时，则月份减去12，年份进一
    • 总结：即天满了进月，月满了进年！
  • 重复步骤2与步骤3

日期+天数有+与+=两种运算符重载可以完成。

（1）日期加等天数 operator+=

注意：+=运算符会影响左操作数本身！

代码示例：

Date.cpp

//日期+=天数
Date& Date::operator+=(const int& day)
{//1、日期的天数+天数_day += day;//使用变量存放GetMonthDay函数的返回值，避免重复调用int ret = 0;//while循环——天数满了进月份，月份满了进年while (_day > (ret = GetMonthDay(_year, _month))){//天数满了，减去当月的天数，月份进一_day -= ret;_month++;//判断当月份满了，年份进一if (_month > 12){_month -= 12;_year++;}}//*this出了作用域还存在，所以返回值为引用返回return *this;
}

解析：

  • 如果在函数体中不改变参数的值，建议使用const修饰
  • 因为*this出了作用域还存在，所以可以引用返回。
  • 自定义类型做函数返回值时，为了提高程序效率，能引用返回尽量引用返回
  • 引用做返回值
    • 优点：①减少拷贝提高效率；②可以读写返回值
    • 注意：当返回值出了函数体，不存在了，就不能用引用返回

（2）日期加天数 operator+

注意：+运算符不会影响操作数！

代码示例：

//日期+天数
Date Date::operator+(const int& day)const
{//+运算符不会影响操作数本身，所以定义一个局部变量来保存运算的日期Date temp(*this);temp._day += day;int ret = 0;while (temp._day > (ret = GetMonthDay(temp._year, temp._month))){temp._day -= ret;temp._month++;if (temp._month > 12){temp._month -= 12;temp._year++;}}//返回值为一个局部变量，出了作用域就不存在了，所以不能引用返回return temp;
}

解析：

  • 成员函数内部不改变成员变量，建议加const，这样普通对象与const对象都可以调用。
  • 由于+运算符不会影响对象本身，所以要定义一个临时变量来存放运算的日期
  • 注意：当出了函数体，对象不存在了，则不能使用引用返回。

（3）operator+复用operator+=

我们发现operator+与operator+=有许多代码是重复的，所以我们一般可以先实现operator+=，之后的operator+复用operator+=即可。

为什么复用operator+=，不复用operator+？

答案是：复用operator+=更好一些，因为operator+中需要创建两个额外的临时变量，而operator+=不需要创建。如下图所示：

在这里插入图片描述
如果+复用+=，只有+这里额外需要创建两个对象；如果是+=复用+，+=也需要额外创建两个对象。

代码示例：

//日期+天数复用+=
Date Date::operator+(const int& day)const
{//+运算符不会影响操作数本身，所以定义一个局部变量来保存运算的日期Date temp(*this);temp += day;//返回值为一个局部变量，出了作用域就不存在了，所以不能引用返回return temp;
}

3、日期-天数

日期减天数也是有意义的。

日期加天数是进位，那日期减天数就是借位了。如下图所示：

在这里插入图片描述
如图分析：我们可知日期-天数的借位制：

  • 日期的天数-天数
  • 判断日期是否合理
    • 不合理，即天数不够，向月份借位，即月份减一，之后通过GetMonthDay函数获取天数。
    • 注意：当月份不够时，需要向年借位，即年份减一，月份加12
  • 重复步骤2

（1）日期减等天数 operator-=

注意：-=操作符会影响操作数本身。

代码示例：

//日期-=天数
Date& Date::operator-=(const int& day)
{_day -= day;//while循环——借位：如果天数<=0，则往月份去借。注意：当月份不够了，则往年去借。while (_day <= 0){//1、向月份借_month--;//注意：当月份不够了，则往年借if (_month == 0){_year--;_month += 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}//*this出了函数体还在，所以可以引用返回return *this;
}

注意：向月份借完位之后，要先判断当月不够了，向年借位之后，才能获取天数。

（2）日期-天数 operator-

注意：-操作符不会影响操作数本身，所以需要创建一个临时变量存放运算的日期。

与operator+一样的思路，operator-复用operator-=比较好。

代码示例：

//日期-天数
Date Date::operator-(const int& day)const
{//-运算符不会影响操作数本身，所以定义一个临时变量存放运算的日期Date temp(*this);temp -= day;//temp是一个局部变量，出了函数体就不存在，所以不能引用返回return temp;
}

（3）测试日期加减天数

Test.cpp

//测试日期+天数与日期-天数
void TestDate3()
{Date d1(2024, 1, 11);Date d2;//测试operator+d2 = d1 + 100;d1.Print();d2.Print();//测试operator+=d1 += 100;d1.Print();//测试operator-d2 = d1 - 100;d1.Print();d2.Print();//测试operator-=d1 -= 100;d1.Print();//特殊：日期加负数d1 += -100;d1.Print();//特殊：日期减负数d1 = d2 - (-100);d1.Print();
}int main()
{TestDate3();return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

我们发现当加减一个负数时，计算出错了。

因为我们operator-与operator+都是复用的operator-=与operator+=，所以我们直接定位这两个函数调试即可。

调试我们发现，原来在设计的时候我们没有考虑加减的天数为负数的情况。

当一个数加一个-100的数，实际是减去100；当一个数减-100时，实际是加100。

代码示例：

//日期+=天数
Date& Date::operator+=(const int& day)
{//特殊情况：当加的天数为负数时,实际是减这个数的绝对值if (day < 0){return *this -= -day;}//1、日期的天数+天数_day += day;//使用变量存放GetMonthDay函数的返回值，避免重复调用int ret = 0;//while循环——天数满了进月份，月份满了进年while (_day > (ret = GetMonthDay(_year, _month))){//天数满了，减去当月的天数，月份进一_day -= ret;_month++;//判断当月份满了，年份进一if (_month > 12){_month -= 12;_year++;}}//*this出了作用域还存在，所以返回值为引用返回return *this;
}//日期+天数复用+=
Date Date::operator+(const int& day)const
{//+运算符不会影响操作数本身，所以定义一个局部变量来保存运算的日期Date temp(*this);temp += day;//返回值为一个局部变量，出了作用域就不存在了，所以不能引用返回return temp;
}//日期-=天数
Date& Date::operator-=(const int& day)
{//特殊情况：当减的天数为负数时,实际是加这个数的绝对值if (day < 0){return *this += -day;}_day -= day;//while循环——借位：如果天数<=0，则往月份去借。注意：当月份不够了，则往年去借。while (_day <= 0){//1、向月份借_month--;//注意：当月份不够了，则往年借if (_month == 0){_year--;_month += 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}//*this出了函数体还在，所以可以引用返回return *this;
}//日期-天数
Date Date::operator-(const int& day)const
{//-运算符不会影响操作数本身，所以定义一个临时变量存放运算的日期Date temp(*this);temp -= day;//temp是一个局部变量，出了函数体就不存在，所以不能引用返回return temp;
}

4、日期递增

在内置类型中++操作符有前置++与后置++，所以运算符重载也应该有前置和后置两个版本。

因为前置与后置函数名都是operator++，并且运算对象的操作数类型与数量也相同，所以想要同时定义前置与后置两个版本必须先解决函数重载问题。

区分前置和后置操作符：

  • 为了区分前置与后置两个版本，后置版本增加一个int形参。
  • 增加的这个int形参一般不被使用，仅仅是占位，与前置++构成重载，所以该形参只需要声明类型，不用写形参名。
  • 当我们使用重载的后置运算符时，编译器会为这个形参提供一个值为0的实参

（1）前置递增 operator++

tip：前置类型返回的是递增后对象的引用。

能不能引用返回取决于，该对象出函数体是否存在，存在则可以引用返回，不存在则不可以。

代码演示：

//1、前置++
//前置++应该返回递增后对象的引用
Date& Date::operator++()
{*this += 1;//*this出了函数体还存在，所以引用返回return *this;
}

tip：日期++就是日期+天数，所以复用operator+=。

（2）后置递增 operator++

tip：后置类型应该返回对象的原值（即递增之前的值），返回的形式是一个值而非引用。

代码示例：

//2、后置++
//后置++应该返回对象的原值(即递增之前的值)，返回的形式是一个值而非引用
Date Date::operator++(int)
{//定义一个临时变量存放递增之前的值Date temp(*this);*this += 1;//temp是一个局部变量，出了函数就不存在了，所以返回的是一个值return temp;
}

自定义类型前置比后置好：

  • 因为后置版本是传值返回，前置版本是引用返回，
  • 后置需要额外创建一个临时变量存放递增之前的值

5、日期递减

与递增一样，递减也有前置与后置两个版本。

为了区分前置与后置，递减也是在后置增加了一个int参数。

（1）前置递减 operator–

前置类型返回的递减后对象的引用。

代码示例：

//1、前置--
//前置--应该返回递减后对象的引用
Date& Date::operator--()
{//递减就是日期-天数，所以复用operator-=*this -= 1;//*this出了函数体还存在，所以引用返回return *this;
}

（2）后置递减 operator–

后置类型应该返回对象的原值（即递减之前的值），返回的形式是一个值而非引用。

代码示例：

//2、后置--
//后置--应该返回对象的原值(即递减之前的值)，返回的形式是一个值而非引用
Date Date::operator--(int)
{//定义一个临时变量存放递减之前的值Date temp(*this);//递减就是日期-天数，所以复用operator-=*this -= 1;//temp是一个局部变量，出了函数就不存在了，所以返回的是一个值return temp;
}

自定义类型前置比后置好：

  • 因为后置版本是传值返回，前置版本是引用返回，
  • 后置需要额外创建一个临时变量存放递减之前的值

6、日期-日期

日期-日期是有意义的，我们可以通过日期-日期计算两个日期之间的天数。

我们可以用计数器的方式，计算d1与d2两个日期之间的天数：

  • 使用flag法，确定两个日期的大小
    • 定义三个变量，max存放d1，min存放d2，flag表示状态（flag为1表示假设成立，为-1表示假设不成立）
    • 最后再通过if判断假设是否成立，不成立就修改
  • while循环，累加min，直至min与max相等。累加过程中使用count变量计数。

代码演示：

//日期-日期
int Date::operator-(const Date& d)const
{//flag法//1、假设max=*this，min=d，flag=1Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;//状态变量，为1表示状态成立，为-1表示状态不成立//2、判断状态是否成立if (*this < d){//状态不成立max = d;min = *this;flag = -1;}//通过计数器的方式，得到两个日期之间的天数int count = 0;while (min != max){//自定义类型建议使用前置++++min;count++;}//返回的日期之差为两个日期之间的天数*flagreturn count * flag;
}

7、输入输出日期

C++IO标准库分别使用>>和<<执行输入和输出操作。如下图所示：

在这里插入图片描述
tip:

  • IO库定义了用其读写内置类型的重载函数
    • 因为库中已经定义了，所以内置类型可以直接使用<<与>>
    • <<与>>可以自动识别类型，是因为函数重载
  • 自定义类型需要程序员自己实现适合其对象的<<与>>

输入输出运算符重载函数必须是非成员函数：

  • 因为成员函数的左操作数是隐含的this，所以输入输出运算符必须是非成员函数。
  • 输入运算符的左操作数对象为istream
  • 输出运算符的左操作数对象为ostream

IO运算符一般需要读写类的非公有数据成员，所以IO运算符一般被声明为友元类。

友元类：

  • 友元类可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外面的普通函数（即全局），不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加关键字friend。
  • 友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制。
  • 友元函数不能用const修饰。
  • 一个函数可以是多个类的友元函数

友元函数在后期会详细讲解，今天大致知道使用即可。

（1）输出日期 operator<<

tip：

  • 输出运算符的第一个参数是一个非常量ostream对象的引用。
    • ostream是非常量是因为向流写入内容会改变其状态
    • ostream引用是因为我们无法直接复制一个ostream对象
  • 第二个形参一般是一个常量的引用，该常量是我们想要打印的类类型。
    • 引用的原因是避免拷贝，提高效率
    • 该形参可以是常量是因为一般情况下打印对象不会改变对象的内容。
  • <<运算符从左向右结合，可以连续打印，所以operator<<要返回它的ostream形参。

代码示例：

//输出日期
//operator<<不能定义为成员函数，因为成员函数的左操作数被this占据
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{//输出日期out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day;//<<运算符从左向右结合，可以连续打印，所以operator<<要返回ostream形参//ostream形参出了函数体还在，所以引用返回return out;
}

tip： 因为内置类型的输出运算符不考虑格式化操作，尤其不会打印换行符，所以通常，重载输出运算符应该主要负责打印对象的内容而非控制格式，重载输出运算符不应该打印换行符。

（2）输入日期

tip：

  • 输入运算符的第一个参数是istream&将要读取的流的引用
  • 第二个形参是将要读入到（非常量）对象的引用。
  • 与输出运算符一样，输入运算符可以连续读取，所以operator>>要返回某个给定流的引用。

代码示例：

//输入日期
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{//输入运算符必须处理输入可能失败的情况int year, month, day;//不需要初始化，因为我们将先读取数据到year，month, day，之后才使用in >> year >> month >> day;//检查输入是否成功且合理if (in && month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){//输入成功且合理d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{//输入失败或不合理时，提示并断言cout << "非法日期" << endl;assert(false);}//输入运算符可以连续读取，所以operator>>要返回某个给定流的引用。return in;
}

tip：

  • 输入运算符必须处理输入可能失败的情况
  • 输入日期还需要检查是否合理

三、总代码

Date.h

#include<iostream>
#include<assert.h>using namespace std;class Date
{
public://Date类没有涉及动态资源的申请，所以析构、拷贝构造、赋值重载不用自己实现，使用编译器生成的即可// 只有构造函数需要自己实现//默认构造函数——内置类型需要自己实现，完成初始化Date(int year = 2001, int month = 9, int day = 9);//获取月份的天数int GetMonthDay(const int year,const int month)const;//打印日期void Print()const;//关系运算符的重载//1、<运算符重载bool operator<(const Date& d)const;//2、==运算符重载bool operator==(const Date& d)const;//3、<=运算符重载bool operator<=(const Date& d)const;//4、>运算符重载bool operator>(const Date& d)const;//5、>=运算符重载bool operator>=(const Date& d)const;//6、!=运算符重载bool operator!=(const Date& d)const;//日期+=天数Date& operator+=(const int& day);//日期+天数Date operator+(const int& day)const;//日期-=天数Date& operator-=(const int& day);//日期-天数Date operator-(const int& day)const;//递增//区分前置与后置：后置增加了一个int参数，该参数一般不使用，仅仅是占位，与前置区分构成重载//1、前置++//前置++应该返回递增后对象的引用Date& operator++();//2、后置++//后置++应该返回对象的原值(即递增之前的值)，返回的形式是一个值而非引用Date operator++(int);//递减//区分前置与后置：后置增加了一个int参数，该参数一般不使用，仅仅是占位，与前置区分构成重载//1、前置--//前置--应该返回递减后对象的引用Date& operator--();//2、后置--//后置--应该返回对象的原值(即递减之前的值)，返回的形式是一个值而非引用Date operator--(int);//日期-日期int operator-(const Date& d)const;//输出日期//friend声明友元函数friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);//输入日期//friend声明友元函数friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);private:int _year;//年int _month;//月int _day;//日
};

Date.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Date.h"//Date::Date(int year, int month, int day)
//{
//	_year = year;
//	_month = month;
//	_day = day;
//}//默认构造函数——内置类型需要自己实现，完成初始化
//注意缺省函数不能定义与声明都给缺省值，缺省值应当在函数声明指定
Date::Date(int year, int month, int day)
{//检查月份与天数是否合理，合理才初始化，不合理提示并断言if (month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= GetMonthDay(year,month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;assert(false);}
}//获取月份的天数
int Date::GetMonthDay(const int year,const int month)const
{//使用数组存放每个月的天数//优化：因为该函数要被频繁调用，而局部变量每一次调用都要创建，所以将其优化为静态变量static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };//判断是否为闰年且为2月//优化：因为闰年的判断麻烦，指令较多，所以先判断是否为2月if (2 == month && (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){return 29;}else{return daysArr[month];}
}//打印日期
void Date::Print()const
{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}//关系运算符的重载
//1、<运算符重载
bool Date::operator<(const Date& d)const
{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;}
}
//2、==运算符重载
bool Date::operator==(const Date& d)const
{return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
}
//3、<=运算符重载
bool Date::operator<=(const Date& d)const
{return *this < d || *this == d;
}
//4、>运算符重载
bool Date::operator>(const Date& d)const
{return !(*this <= d);
}
//5、>=运算符重载
bool Date::operator>=(const Date& d)const
{return !(*this < d);
}
//6、!=运算符重载
bool Date::operator!=(const Date& d)const
{return !(*this == d);
}//日期+=天数
Date& Date::operator+=(const int& day)
{//特殊情况：当加的天数为负数时,实际是减这个数的绝对值if (day < 0){return *this -= -day;}//1、日期的天数+天数_day += day;//使用变量存放GetMonthDay函数的返回值，避免重复调用int ret = 0;//while循环——天数满了进月份，月份满了进年while (_day > (ret = GetMonthDay(_year, _month))){//天数满了，减去当月的天数，月份进一_day -= ret;_month++;//判断当月份满了，年份进一if (_month > 12){_month -= 12;_year++;}}//*this出了作用域还存在，所以返回值为引用返回return *this;
}//日期+天数
//Date Date::operator+(const int& day)const
//{
//	//+运算符不会影响操作数本身，所以定义一个局部变量来保存运算的日期
//	Date temp(*this);
//	temp._day += day;
//	int ret = 0;
//	while (temp._day > (ret = GetMonthDay(temp._year, temp._month)))
//	{
//		temp._day -= ret;
//		temp._month++;
//		if (temp._month > 12)
//		{
//			temp._month -= 12;
//			temp._year++;
//		}
//	}
//	//返回值为一个局部变量，出了作用域就不存在了，所以不能引用返回
//	return temp;
//}//日期+天数复用+=
Date Date::operator+(const int& day)const
{//+运算符不会影响操作数本身，所以定义一个局部变量来保存运算的日期Date temp(*this);temp += day;//返回值为一个局部变量，出了作用域就不存在了，所以不能引用返回return temp;
}//日期-=天数
Date& Date::operator-=(const int& day)
{//特殊情况：当减的天数为负数时,实际是加这个数的绝对值if (day < 0){return *this += -day;}_day -= day;//while循环——借位：如果天数<=0，则往月份去借。注意：当月份不够了，则往年去借。while (_day <= 0){//1、向月份借_month--;//注意：当月份不够了，则往年借if (_month == 0){_year--;_month += 12;}_day += GetMonthDay(_year, _month);}//*this出了函数体还在，所以可以引用返回return *this;
}//日期-天数
Date Date::operator-(const int& day)const
{//-运算符不会影响操作数本身，所以定义一个临时变量存放运算的日期Date temp(*this);temp -= day;//temp是一个局部变量，出了函数体就不存在，所以不能引用返回return temp;
}//递增
//区分前置与后置：后置增加了一个int参数，该参数一般不使用，仅仅是占位，与前置区分构成重载
//1、前置++
//前置++应该返回递增后对象的引用
Date& Date::operator++()
{*this += 1;//*this出了函数体还存在，所以引用返回return *this;
}
//2、后置++
//后置++应该返回对象的原值(即递增之前的值)，返回的形式是一个值而非引用
Date Date::operator++(int)
{//定义一个临时变量存放递增之前的值Date temp(*this);*this += 1;//temp是一个局部变量，出了函数就不存在了，所以返回的是一个值return temp;
}//递减
//区分前置与后置：后置增加了一个int参数，该参数一般不使用，仅仅是占位，与前置区分构成重载
//1、前置--
//前置--应该返回递减后对象的引用
Date& Date::operator--()
{//递减就是日期-天数，所以复用operator-=*this -= 1;//*this出了函数体还存在，所以引用返回return *this;
}
//2、后置--
//后置--应该返回对象的原值(即递减之前的值)，返回的形式是一个值而非引用
Date Date::operator--(int)
{//定义一个临时变量存放递减之前的值Date temp(*this);//递减就是日期-天数，所以复用operator-=*this -= 1;//temp是一个局部变量，出了函数就不存在了，所以返回的是一个值return temp;
}//日期-日期
int Date::operator-(const Date& d)const
{//flag法//1、假设max=*this，min=d，flag=1Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;//状态变量，为1表示状态成立，为-1表示状态不成立//2、判断状态是否成立if (*this < d){//状态不成立max = d;min = *this;flag = -1;}//通过计数器的方式，得到两个日期之间的天数int count = 0;while (min != max){//自定义类型建议使用前置++++min;count++;}//返回的日期之差为两个日期之间的天数*flagreturn count * flag;
}//输出日期
//operator<<不能定义为成员函数，因为成员函数的左操作数被this占据
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{//输出日期out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day;//<<运算符从左向右结合，可以连续打印，所以operator<<要返回ostream形参//ostream形参出了函数体还在，所以引用返回return out;
}//输入日期
istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{//输入运算符必须处理输入可能失败的情况int year, month, day;//不需要初始化，因为我们将先读取数据到year，month, day，之后才使用in >> year >> month >> day;//检查输入是否成功且合理if (in && month > 0 && month < 13 && day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month)){//输入成功且合理d._year = year;d._month = month;d._day = day;}else{//输入失败或不合理时，提示并断言cout << "非法日期" << endl;assert(false);}//输入运算符可以连续读取，所以operator>>要返回某个给定流的引用。return in;
}

Test.cpp

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Date.h"//测试构造函数
void TestDate1()
{Date d1;d1.Print();const Date d2(2024, 1, 10);d2.Print();const Date d3(2024, 13, 1);d3.Print();
}//测试日期的关系运算符重载
void TestDate2()
{//普通对象const Date d1;//const对象const Date d2(2024, 1, 10);cout << (d1 < d2) << endl;cout << (d1 == d2) << endl;cout << (d1 <= d2) << endl;cout << (d1 > d2) << endl;cout << (d1 >= d2) << endl;cout << (d1 != d2) << endl;}//测试日期+天数与日期-天数
void TestDate3()
{Date d1(2024, 1, 11);Date d2;//测试operator+d2 = d1 + 100;d1.Print();d2.Print();//测试operator+=d1 += 100;d1.Print();//测试operator-d2 = d1 - 100;d1.Print();d2.Print();//测试operator-=d1 -= 100;d1.Print();//特殊：日期加负数d1 += -100;d1.Print();//特殊：日期减负数d1 = d2 - (-100);d1.Print();
}//测试递增
void TestDate4()
{Date d1;Date d2;d2 = d1++;d1.Print();d2.Print();d2 = ++d1;d1.Print();d2.Print();
}//测试递减
void TestDate5()
{Date d1;Date d2;d2 = d1--;d1.Print();d2.Print();d2 = --d1;d1.Print();d2.Print();
}//测试日期-日期
void TestDate6()
{Date d1(2023, 12, 1);Date d2(2024, 12, 31);cout << d1 - d2 << endl;cout << d2 - d1 << endl;
}//测试输入输出日期
void TestDate7()
{Date d1(2023, 12, 1);//测试operator<<cout << d1 << endl;//测试operator>>cin >> d1;cout << d1 << endl;
}int main()
{//TestDate1();//TestDate2();//TestDate3();//TestDate4();//TestDate5();//TestDate6();TestDate7();return 0;
}

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