【C++】年月日计算器——操作符重载的应用(含完整代码，简洁）

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YY的代码生活 发表于 2023/07/03 09:37:11 2023/07/03
【摘要】 ​​​编辑​  前言：大家好，这里是YY；此篇博客主要是操作符重载的应用；包含【流插入，流提取】【>,<,>=,<=,】【+，-，+=，-=】【前置++，后置++，前置--，后置--】PS:最后的模块有完整代码演示；如果对你有帮助，希望能够关注，赞，收藏，谢谢！ 目录一.流插入，流提取 1.为什么流插入<<不能写成成员函数 2.流插入写在类外访问类内成员的方法——友元3.代码展示：  二.基...

​​​编辑​

  前言：大家好，这里是YY；此篇博客主要是操作符重载的应用；包含【流插入，流提取】【>,<,>=,<=,】【+，-，+=，-=】【前置++，后置++，前置--，后置--】

PS:最后的模块有完整代码演示；如果对你有帮助，希望能够关注，赞，收藏，谢谢！ 

目录

一.流插入，流提取 

1.为什么流插入<<不能写成成员函数 

2.流插入写在类外访问类内成员的方法——友元

3.代码展示：  

二.基本运算符重载【>，>=，<，<=等】 

1.代码展示：  

三.基本运算符重载【+，+=，-，-=】(日期与天数的运算)

1.代码展示：  

四.基本运算符重载【前置++，后置++等】

1.机制说明：

1.如何设置返回类型？

2.如何在定义与声明中区分前后置？

2.代码展示： 

五. 减法的重载（日期-日期）

六.完整代码实现 


一.流插入，流提取 

 【流插入的库是在iostream里,流提取的库是在ostream里】

  • 可以支持内置类型是因为在库里面实现了
  • 可以支持自定义类型，是因为人为进行了函数重载

图示：

​编辑

此时：cout<<d相当于count.operator(d)

1.为什么流插入<<不能写成成员函数 

// 流插入不能写成成员函数?
	 //因为Date对象默认占用第一个参数，就是做了左操作数

     如果按照正常使用场景实现出来：
    count<<d1;  如果写在成员函数里会表现出 count.operator<<(d)
    访问不了成员

    只有写成
	d1 << cout;   才会在成员函数里表现出 d1.operator<<(count)
    才能进行传参，访问成员

 因此为了使用操作合乎习惯，又要让流插入能够访问成员，只能将流插入重载写在类外（虽然流提取不会出现这种情况，为了统一，一并写在类外）

2.流插入写在类外访问类内成员的方法——友元

但是类内的成员是private(私有的），我们可以通过友元（声明操作符重载函数能进入类内访问的权限）

3.代码展示：  

头文件部分： 

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class Date
{
	// 友元函数声明
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

	Date(const Date& d)   // 错误写法：(不加引用)编译报错，会引发无穷递归
	{                     // 拷贝构造
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	int GetMonthDay(int year, int month);
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
//虽然友元已经声明，但那与函数声明不同，仅是表示权限
//这里还是要再次进行函数声明
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

.c文件部分： 

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)
{
	int year, month, day;
	in >> year >> month >> day;

	if (month > 0 && month < 13
		&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month))
	{
		d._year = year;
		d._month = month;
		d._day = day;
	}
	else
	{
		cout << "非法日期" << endl;
		assert(false);
	}
	return in;
}

二.基本运算符重载【>，>=，<，<=等】 

1.代码展示：  

类内声明：

PS:加const，可以让普通变量和const变量都能调用该函数（具体知识点可见YY的C++知识合集博客，关于const的解读）

    bool operator<(const Date& x) const;
   //相当于bool operator<(const Date* const this,const Date& x);，下列声明同理
	bool operator==(const Date& x) const;
	bool operator<=(const Date& x) const;
	bool operator>(const Date& x) const;
	bool operator>=(const Date& x) const;
	bool operator!=(const Date& x) const;

.c文件实现： 

PS:在函数实现过程中可以使用技巧"复用"

(多个函数只需要复用一个定义即可，具体代码)

bool Date::operator==(const Date& x) const
{
	return _year == x._year
		&& _month == x._month
		&& _day == x._day;
}
bool Date::operator<(const Date& x) const
{
	if (_year < x._year)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == x._year && _month < x._month)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

//直接利用一个<的复用完成其他定义

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

三.基本运算符重载【+，+=，-，-=】(日期与天数的运算)

1.代码展示：  

类内声明：

PS:加const，可以让普通变量和const变量都能调用该函数（具体知识点可见YY的C++知识合集博客，关于const的解读）

PS：const加在后面表示const Date* this ；表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改，而+=，-=是要实现对类内成员的改变，因此不能加；

    Date& operator+=(int day);
	Date operator+(int day) const;

	Date& operator-=(int day);
	Date operator-(int day) const;

.c文件实现： 

Date& Date::operator+=(int day)
{
	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;
}
// d1 + 100
Date Date::operator+(int day)  const
{
    //复用+=
	Date tmp(*this);
	tmp += day;
	return tmp;

	/*tmp._day += day;
	while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
	{
		tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
		++tmp._month;
		if (tmp._month == 13)
		{
			++tmp._year;
			tmp._month = 1;
		}
	}
	return tmp;
	*/
}
Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		return *this += -day;
	}
	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			_month = 12;
			--_year;
		}

		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}
	return *this;
}
Date Date::operator-(int day) const
{
	Date tmp = *this;
	tmp -= day;
	return tmp;
}

四.基本运算符重载【前置++，后置++等】

1.机制说明：

1.如何设置返回类型？

  • 前置的是【先赋值后使用】：返回的是本身（Date&接收）(引用提高效率)
  • 后置的是【先使用后赋值】：返回的是临时变量（Date接收）(不用引用，因为临时变量出作用域即销毁，引用会变成野引用）

2.如何在定义与声明中区分前后置？

  •  增加参数int，构成函数重载

2.代码展示： 

类内声明:

 //增加这个int参数不是为了接收具体的值，仅仅是占位，跟前置++构成重载 
	Date& operator++();
	Date operator++(int);

	Date& operator--();
	Date operator--(int);

 .c内实现：

// 前置++
Date& Date::operator++()
{
	*this += 1;
	return *this;
}
// 后置++
// 增加这个int参数不是为了接收具体的值，仅仅是占位，跟前置++构成重载
Date Date::operator++(int)
{
	Date tmp = *this;
	*this += 1;
	
	return tmp;
}
Date& Date::operator--()
{
	*this -= 1;
	return *this;
}
Date Date::operator--(int)
{
	Date tmp = *this;
	*this -= 1;
	return tmp;
}

五. 减法的重载（日期-日期）

技巧：

  • 预设大小：得以计算绝对值
  • 预设flag：得以实现最终结果

.c文件实现： 

int Date::operator-(const Date& d) const
{
	Date max = *this;
	Date min = d;
	int flag = 1;
	if (*this < d)
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}
	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		++min;
		++n;
	}
	return n * flag;
}

六.完整代码实现 

头文件：

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

class Date
{
	// 友元函数声明
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
public:
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

	void Print() const
	{
		cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
	}

	Date(const Date& d)   // 错误写法：编译报错，会引发无穷递归
	{
		_year = d._year;
		_month = d._month;
		_day = d._day;
	}

	bool operator<(const Date& x) const;
	bool operator==(const Date& x) const;
	bool operator<=(const Date& x) const;
	bool operator>(const Date& x) const;
	bool operator>=(const Date& x) const;
	bool operator!=(const Date& x) const;

	int GetMonthDay(int year, int month);

	// d1 + 100
	Date& operator+=(int day);
	Date operator+(int day) const;

	Date& operator-=(int day);
	Date operator-(int day) const;

	Date& operator++();
	Date operator++(int);

	Date& operator--();
	Date operator--(int);

	int operator-(const Date& d) const;

	// 流插入不能写成成员函数?
	// 因为Date对象默认占用第一个参数，就是做了左操作数
	// 写出来就一定是下面这样子，不符合使用习惯
	//d1 << cout; // d1.operator<<(cout); 
	//void operator<<(ostream& out);

	/*int GetYear()
	{
		return _year;
	}*/
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

.c文件:

#include "Date.h"

Date::Date(int year, int month, int day)
{
	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);
	}
}

bool Date::operator<(const Date& x) const
{
	if (_year < x._year)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == x._year && _month < x._month)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == x._year && _month == x._month && _day < x._day)
	{
		return true;
	}

	return false;
}

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

// 复用
// d1 <= d2
bool Date::operator<=(const Date& x) const
{
	return *this < x || *this == x;
}

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

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

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

int Date::GetMonthDay(int year, int month)
{
	static int daysArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	//if (((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) && month == 2)
	if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)))
	{
		return 29;
	}
	else
	{
		return daysArr[month];
	}
}

Date& Date::operator+=(int day)
{
	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;
}

// d1 + 100
Date Date::operator+(int day)  const
{
	Date tmp(*this);
	tmp += day;
	return tmp;

	/*tmp._day += day;
	while (tmp._day > GetMonthDay(tmp._year, tmp._month))
	{
		tmp._day -= GetMonthDay(tmp._year, tmp._month);
		++tmp._month;
		if (tmp._month == 13)
		{
			++tmp._year;
			tmp._month = 1;
		}
	}
	return tmp;
	*/
}

Date& Date::operator-=(int day)
{
	if (day < 0)
	{
		return *this += -day;
	}

	_day -= day;
	while (_day <= 0)
	{
		--_month;
		if (_month == 0)
		{
			_month = 12;
			--_year;
		}

		_day += GetMonthDay(_year, _month);
	}

	return *this;
}

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

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

// 后置++
// 增加这个int参数不是为了接收具体的值，仅仅是占位，跟前置++构成重载
Date Date::operator++(int)
{
	Date tmp = *this;
	*this += 1;
	
	return tmp;
}


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

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

// d1 - d2;
int Date::operator-(const Date& d) const
{
	Date max = *this;
	Date min = d;
	int flag = 1;

	if (*this < d)
	{
		max = d;
		min = *this;
		flag = -1;
	}

	int n = 0;
	while (min != max)
	{
		++min;
		++n;
	}

	return n * flag;
}

//void Date::operator<<(ostream& out)
//{
//	out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;
//}

// 21:20继续
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)
{
	int year, month, day;
	in >> year >> month >> day;

	if (month > 0 && month < 13
		&& day > 0 && day <= d.GetMonthDay(year, month))
	{
		d._year = year;
		d._month = month;
		d._day = day;
	}
	else
	{
		cout << "非法日期" << endl;
		assert(false);
	}

	return in;
}



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