类与对象的实践

  • 项目背景
  • 项目需求
  • 项目实现
    • 1 日期结构设计
    • 2 构造函数
      • 2.1 全缺省构造函数
      • 2.2 拷贝构造函数
      • 2.3 析构函数
    • 3 赋值运算符重载
      • 3.1 =重载
      • 3.2 += 重载
      • +重载
      • 前置++ 和 后置++
    • 4 关系操作符重载
    • 5 工具方法
      • 5.1 计算日期差
      • 5.2 日期转换为字符串
      • 5.3 通过字符串构建对象
  • 完整源代码
    • Date.h
    • Date.cpp
  • Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！
  • 下一篇文章见！！！

根据我们对C++特性的学习，我们现在可以尝试下一些新玩法，来强化我们对C++的理解。

项目背景

在现代的软件开发中，日期作为一个常见的基础需求，广泛用于各类系统的日程管理，数据分析，交易记录等场景。但是C++库中的时间日期功能比较有限，无法满足复杂的开发需求。为此我们需要开发一款简单高效的“日期类”C++项目。

项目需求

  1. 日期结构设计：我们需要实现一个名为“Date”的C++自定义类型，包含年（_year），月(_month)，日(_day)。并相应提供构造函数，析构函数，拷贝复制函数等函数。
  2. 日期运算方法：实现日期的加减运算，支持用户通过增加或减少年、月、日来实现新的日期对象。同时，提供比较两个日期大小的方法，包括、 ==、 = 、!=等关系操作符的重载。
  3. 日期有效性检查：Date类需要实现对日期有效性的严格检查，确保月份正常，保证闰年的判断，符合各个月份的实际天数。
  4. 日期格式转换：提供将Date对象转换为“XXXX—YY—ZZ”的方法，同时也支持从标准“XXXX—YY—ZZ”字符串中解析创建Date对象。
  5. 实用工具方法：提供获取当前日期，判断是否为闰年，计算两个日期的天数差等功能。

以上就是该项目的基本需求，请务必确保程序的健壮性与可维护性。

项目实现

1 日期结构设计

该部分我们给出以下框架：

class Date{public:// 获取某年某月的天数int GetMonthDay(int year, int month);//展示日期void show();// 全缺省的构造函数Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);// 拷贝构造函数// d2(d1)Date(const Date& d);// 析构函数~Date();//---------------------------------------------------------------// 赋值运算符重载// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)Date& operator=(const Date& d);// 日期+=天数Date& operator+=(int day);// 日期+天数Date operator+(int day);// 日期-天数Date operator-(int day);// 日期-=天数Date& operator-=(int day);// 前置++Date& operator++();// 后置++Date operator++(int);// 后置--Date operator--(int);// 前置--Date& operator--();//-------------------------------------------------------------// >运算符重载bool operator>(const Date& d);// ==运算符重载bool operator==(const Date& d);// >=运算符重载bool operator >= (const Date& d);// <运算符重载bool operator < (const Date& d);// <=运算符重载bool operator <= (const Date& d);// !=运算符重载bool operator != (const Date& d);// 日期-日期 返回天数int operator-(const Date& d);//-----------------------------------------------// 转换为字符串“ YYYY-MM-DD ”string toString() const;//通过字符串构建对象static Date fromString(const string& dateStr);private:int _year;int _month;int _day;};

这里给出较为全面的框架：

  1. 成员变量：私有成员变量 _year、_month 和 _day 分别表示年份、月份和日期。

  2. 构造函数：
    全缺省构造函数，默认日期为1900年1月1日。
    拷贝构造函数，复制给定日期对象的所有信息。

  3. 赋值运算符重载 (operator=)：用于拷贝另一个Date对象的日期信息到当前对象。

  4. 算术运算符重载：
    += 和 -= 运算符用于日期增加或减少指定天数。
    +和 – 运算符分别用于返回增加或减少指定天数后的日期对象，以及两个日期之间的天数差。

  5. 自增/自减运算符重载：
    前缀和后缀形式的 ++ 与 – 运算符，用于向前或向后移动一天。

  6. 关系运算符重载：
    、>=、<= 和 == 分别用于比较两个日期的大小关系。
    != 判断两个日期是否不相等。

  7. 方法：
    show() 用于输出日期。
    GetMonthDay() 根据年份和月份获取该月的天数，考虑了闰年的特殊情况。

  8. 析构函数：
    简单地将日期成员变量设为0，但在实际应用中这通常不是必要的，因为类的生命周期结束后，系统会自动释放其占用的内存资源。

下面我们逐一实现功能：

2 构造函数

2.1 全缺省构造函数

首先我们需要提供一个全缺省的构造函数，方便对象的实例化。
这里我们提供默认的（1900 -1- 1）作为缺省值

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

2.2 拷贝构造函数

然后我们还需要一个拷贝构造函数，让我们更加灵活的创建对象

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

2.3 析构函数

析构函数简单一写即可，因为我们没有开辟空间，不需要考虑复杂问题。

3 赋值运算符重载

这里我们需要实现：
= + – += -= 前置++ 后置++ 前置– 后置–
加和减原理类似，讲解中只以加为例，详细代码请看结尾全部代码。

3.1 =重载

注意返回值类型，这里传回引用，效率更好。

Date& Date::operator=(const Date& d) {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;//灵活使用this指针return *this;}

3.2 += 重载

这里我们先实现+= 之后再实现+，这样可以避免多次创建变量，效率更高。
首先对于+= 我们需要准确知道该月的月份，保证日期的有效性。

int Date::GetMonthDay(int year, int month) {int day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };//先判断 是否为二月 在判断是否为闰年 效率更好。if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0)){return 29;}return day[month];}

完成+=重载

Date& Date::operator+=(int day) {_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)) {_day -= GetMonthDay(_year, _month);_month++;if (_month > 12) {_year++;_month = 1;}}return *this;}

+重载

实现了+=之后我们就好实现+了
注意这里不能传回引用 ， 这里是临时变量，传引用会导致错误。

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

前置++ 和 后置++

前置后置这里使用了不同参数来做区分。不得感叹祖师爷的巧妙。

//前置++Date& Date::operator++() {//直接返回+=后答案即可return *this += 1;}//后置++ 不能传引用Date Date::operator++(int) {//创建一个临时变量来储存 ++前的值Date temp(*this);*this += 1;//返回++前的值return temp;}

4 关系操作符重载

这里十分巧妙，我们只需要实现== > 即可通过巧妙使用完成全部操作符重载：

bool Date::operator==(const Date& d) {return d._year == _year && d._month == _month && d._day == _day;}bool Date::operator>(const Date& d) {if (_year < d._year) return false;else if (_month < d._month) return false;else if (_day < d._day) return false;else return true;}bool Date::operator >= (const Date& d) {return *this > d || *this == d;}bool Date::operator < (const Date& d) {return !(*this >= d);}bool Date::operator <= (const Date& d) {return !(*this > d);}bool Date::operator != (const Date& d) {return !(*this == d);}

5 工具方法

5.1 计算日期差

这里使用朴素算法，逐渐++到较大日期即可即可

//注意正负int Date::operator-(const Date& d) {//默认前值大int flag = 1;Date max = *this;Date min = d;if (max < min) {flag = -1;max = d;min = *this;}int day = 0;while (min != max){min++;day++;}return flag * day;}

5.2 日期转换为字符串

使用库函数轻松实现：

string Date::toString() const {char buffer[11]; // 预留足够的空间存储 "YYYY-MM-DD"snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%04d-%02d-%02d", _year, _month, _day);return string(buffer);}

5.3 通过字符串构建对象

这一步比较复杂：
首先在声明中加入static 保证可以随时调用。
然后需要保证日期的合法性
最后返回类对象

static Date fromString(const string& dateStr); Date Date::fromString(const std::string& dateStr) {int year = 0, month = 0, day= 0;sscanf(dateStr.c_str(), "%d-%d-%d", &year, &month, &day); // 使用sscanf解析字符串Date d(year,month,day);// 在这里应该添加必要的日期合法性检查if (month < 1 || month > 12) {throw std::invalid_argument("月份错误\n");}int maxDays = d.GetMonthDay(year, month);if (day < 1 || day > maxDays) {throw std::invalid_argument("给定月份和年份的日期值无效\n");}return Date(year, month, day);}

完整源代码

Date.h

#pragma once#includeusing namespace std;class Date{public:// 获取某年某月的天数int GetMonthDay(int year, int month);//展示日期void show();// 全缺省的构造函数Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);// 拷贝构造函数// d2(d1)Date(const Date& d);// 析构函数~Date();// 赋值运算符重载// d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)Date& operator=(const Date& d);// 日期+=天数Date& operator+=(int day);// 日期+天数Date operator+(int day);// 日期-天数Date operator-(int day);// 日期-=天数Date& operator-=(int day);// 前置++Date& operator++();// 后置++Date operator++(int);// 后置--Date operator--(int);// 前置--Date& operator--();// >运算符重载bool operator>(const Date& d);// ==运算符重载bool operator==(const Date& d);// >=运算符重载bool operator >= (const Date& d);// <运算符重载bool operator < (const Date& d);// <=运算符重载bool operator <= (const Date& d);// !=运算符重载bool operator != (const Date& d);// 日期-日期 返回天数int operator-(const Date& d);// 转换为字符串“ YYYY-MM-DD ”string toString() const;static Date fromString(const string& dateStr);private:int _year;int _month;int _day;};

Date.cpp

#include"Date.h"void Date::show() {printf("%4d 年 %2d 月 %2d 日\n",_year,_month,_day);}int Date::GetMonthDay(int year, int month) {int day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0)){return 29;}return day[month];}Date::Date(int year , int month , int day ) {_year = year;_month = month;_day = day;}Date::Date(const Date& d) {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}Date::~Date() {_year = 0;_month = 0;_day = 0;}Date& Date::operator+=(int day) {_day += day;while (_day > GetMonthDay(_year, _month)) {_day -= GetMonthDay(_year, _month);_month++;if (_month > 12) {_year++;_month = 1;}}return *this;}Date& Date::operator=(const Date& d) {_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;return *this;}Date Date::operator+(int day) {Date temp(*this);temp += day;return temp;}Date& Date::operator-=(int day) {_day -= day;while (_day < 0) {_month--;if (_month < 1) {_year--;_month = 12;}_day += GetMonthDay(_year,_month);}return *this;}Date Date::operator-(int day) {Date temp(day);temp -= day;return temp;}Date& Date::operator++() {return *this += 1;}Date Date::operator++(int) {Date temp(*this);*this += 1;return temp;}Date& Date::operator--() {return *this -= 1;}Date Date::operator--(int) {Date temp(*this);*this -= 1;return temp;}bool Date::operator==(const Date& d) {return d._year == _year && d._month == _month && d._day == _day;}bool Date::operator>(const Date& d) {if (_year < d._year) return false;else if (_month < d._month) return false;else if (_day < d._day) return false;else return true;}bool Date::operator >= (const Date& d) {return *this > d || *this == d;}bool Date::operator < (const Date& d) {return !(*this >= d);}bool Date::operator <= (const Date& d) {return !(*this > d);}bool Date::operator != (const Date& d) {return !(*this == d);}int Date::operator-(const Date& d) {Date max = *this;Date min = d;int flag = 1;if (max < min) {flag = -1;max = d;min = *this;}int day = 0;while (min != max){min++;day++;}return flag * day;}string Date::toString() const {char buffer[11]; // 预留足够的空间存储 "YYYY-MM-DD"snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%04d-%02d-%02d", _year, _month, _day);return string(buffer);} Date Date::fromString(const std::string& dateStr) {int year = 0, month = 0, day= 0;sscanf(dateStr.c_str(), "%d-%d-%d", &year, &month, &day); // 使用sscanf解析字符串Date d(year,month,day);// 在这里应该添加必要的日期合法性检查if (month < 1 || month > 12) {throw std::invalid_argument("月份错误\n");}int maxDays = d.GetMonthDay(year, month);if (day < 1 || day > maxDays) {throw std::invalid_argument("给定月份和年份的日期值无效\n");}return Date(year, month, day);}

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