《C++初阶之类和对象》【经典案例：日期类】

序属秋秋秋

发布于 2025-12-18 15:52:32

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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; 
}