C++課設：簡易日歷程序（支持傳統節假日 + 二十四節氣 + 個人紀念日管理）

名人說：路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。—— 屈原《離騷》
創作者：Code_流蘇(CSDN)（一個喜歡古詩詞和編程的Coder😊）
專欄介紹：《編程項目實戰》

目錄

一、為什么要開發一個日歷程序？
1. 深入理解時間算法
2. 練習面向對象設計
3. 學習數據結構應用

二、核心算法深度解析
1. 基姆拉爾森公式：時間計算的利器
2. 閏年判斷：精確到每一天
3. 月份天數計算：處理邊界情況

三、程序架構設計思路
1. Color類：顏色管理專家
2. Calendar類：核心業務邏輯
3. CalendarApp類：用戶交互界面

四、完整代碼實現
五、功能特性詳細展示
1. 彩色日歷顯示
2. 個人紀念日管理
3. 完善的錯誤處理

六、編程技巧與擴展方向
1. 核心技術亮點
2. 可擴展功能方向

總結

🗓? 寫在前面：日歷作為我們日常生活中不可或缺的工具，承載著時間的流轉和重要時刻的記錄。今天我們將用C++從零開始構建一個功能完善的日歷程序，不僅能顯示傳統節假日和二十四節氣，還支持個人紀念日管理。讓我們一起走進編程的時光隧道！

一、為什么要開發一個日歷程序？

在這個數字化時代，手機和電腦自帶的日歷已經非常便利，但作為程序員，我們總是希望能夠親手打造屬于自己的工具。開發日歷程序不僅能夠：

1. 深入理解時間算法

日歷程序的核心在于時間計算，特別是"給定年月日，如何計算星期幾"這個經典算法問題。我們將使用著名的基姆拉爾森公式來解決這個問題。這個公式雖然看起來復雜，但其背后蘊含著深刻的數學原理。

2. 練習面向對象設計

通過設計Calendar類、Color類和CalendarApp類，我們能夠體驗到面向對象編程的核心思想：封裝、繼承和多態。這種設計讓代碼更加模塊化、可維護。

3. 學習數據結構應用

程序中使用了map存儲節假日數據，vector管理紀念日列表，這些都是STL容器在實際項目中的典型應用場景。

二、核心算法深度解析

1. 基姆拉爾森公式：時間計算的利器

基姆拉爾森計算公式是一個用于計算指定日期是星期幾的數學公式，其表達式為：
W = (d + 2*m + 3*(m+1)/5 + y + y/4 - y/100 + y/400) mod 7

公式解讀：

d：日期中的日數
m：月份數（特別注意：1月和2月要當作上一年的13月和14月）
y：年份數
W：計算結果（0=星期日，1=星期一，…，6=星期六）

// 核心計算函數
int getFirstDayOfWeek(int y, int m) {// 處理1月和2月的特殊情況if (m < 3) {m += 12;y--;}int k = y % 100;int j = y / 100;int h = (1 + (13 * (m + 1)) / 5 + k + k / 4 + j / 4 - 2 * j) % 7;return (h + 5) % 7; // 轉換為星期一為1的格式
}

2. 閏年判斷：精確到每一天

閏年的判斷規則看似簡單，實則需要考慮多個條件：

bool isLeapYear(int y) {return (y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || (y % 400 == 0);
}

規則解析：

能被4整除且不能被100整除的年份是閏年
能被400整除的年份也是閏年
這個規則確保了400年中有97個閏年，精確度極高

3. 月份天數計算：處理邊界情況

int getDaysInMonth(int y, int m) {int days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};if (m == 2 && isLeapYear(y)) return 29;return days[m - 1];
}

三、程序架構設計思路

基于面向對象設計原則，我們將程序分為三個核心類：

在這里插入圖片描述

1. Color類：顏色管理專家

class Color {
public:static void setRed() { cout << "\033[31m"; }    // 節假日專用紅色static void setGreen() { cout << "\033[32m"; }  // 節氣專用綠色static void setBlue() { cout << "\033[34m"; }   // 標題專用藍色static void reset() { cout << "\033[0m"; }      // 重置顏色
};

設計亮點：使用ANSI轉義序列實現終端顏色控制，讓程序界面更加生動美觀。

2. Calendar類：核心業務邏輯

這是程序的心臟，負責：

日期計算和驗證
節假日和節氣數據管理
日歷格式化顯示
特殊日期查詢功能

3. CalendarApp類：用戶交互界面

采用菜單驅動的設計模式，提供友好的用戶操作體驗。

四、完整代碼實現

以下是完整的程序代碼，確保在Dev-C++中完美運行：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <cstdio>
#include <limits> using namespace std;// 顏色控制類
class Color {
public:static void setRed() { cout << "\033[31m"; }static void setGreen() { cout << "\033[32m"; }static void setBlue() { cout << "\033[34m"; }static void setYellow() { cout << "\033[33m"; }static void setPurple() { cout << "\033[35m"; }static void reset() { cout << "\033[0m"; }
};// 日歷核心類
class Calendar {
private:int year, month;map<string, string> holidays;map<string, string> solarTerms;vector<string> anniversaries;// 判斷是否為閏年bool isLeapYear(int y) {return (y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || (y % 400 == 0);}// 計算某年某月1號是星期幾 (0=星期日, 1=星期一, ..., 6=星期六)int getFirstDayOfWeekAdjusted(int y, int m) {if (m < 3) {m += 12;y--;}int w = (1 + y + y / 4 - y / 100 + y / 400 + (13 * (m + 1)) / 5) % 7;return (w + 6) % 7;}// 初始化節假日數據void initHolidays() {holidays["01-01"] = "元旦"; holidays["02-14"] = "情人節";holidays["03-08"] = "婦女節"; holidays["03-12"] = "植樹節";holidays["04-01"] = "愚人節"; holidays["05-01"] = "勞動節";holidays["05-04"] = "青年節"; holidays["06-01"] = "兒童節";holidays["07-01"] = "建黨節"; holidays["08-01"] = "建軍節";holidays["09-10"] = "教師節"; holidays["10-01"] = "國慶節";holidays["11-11"] = "光棍節"; holidays["12-25"] = "圣誕節";}// 初始化二十四節氣void initSolarTerms() {solarTerms["02-04"] = "立春"; solarTerms["02-19"] = "雨水";solarTerms["03-05"] = "驚蟄"; solarTerms["03-20"] = "春分";solarTerms["04-05"] = "清明"; solarTerms["04-20"] = "谷雨";solarTerms["05-05"] = "立夏"; solarTerms["05-21"] = "小滿";solarTerms["06-05"] = "芒種"; solarTerms["06-21"] = "夏至";solarTerms["07-07"] = "小暑"; solarTerms["07-23"] = "大暑";solarTerms["08-07"] = "立秋"; solarTerms["08-23"] = "處暑";solarTerms["09-07"] = "白露"; solarTerms["09-23"] = "秋分";solarTerms["10-08"] = "寒露"; solarTerms["10-23"] = "霜降";solarTerms["11-07"] = "立冬"; solarTerms["11-22"] = "小雪";solarTerms["12-07"] = "大雪"; solarTerms["12-22"] = "冬至";solarTerms["01-05"] = "小寒"; solarTerms["01-20"] = "大寒";}// 格式化日期為MM-DD格式string formatDate(int m, int d) {char buffer[10];sprintf(buffer, "%02d-%02d", m, d);return string(buffer);}public:Calendar() {initHolidays();initSolarTerms();}// **修改點2**: 將 getDaysInMonth 移動到 public 區域，以便外部可以調用// 獲取某月的天數int getDaysInMonth(int y, int m) {if (m < 1 || m > 12) return 0; // 增加對月份的健壯性判斷int days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};if (m == 2 && isLeapYear(y)) return 29;return days[m - 1];}void setDate(int y, int m) {year = y;month = m;}void addAnniversary(int m, int d, const string& event) {char buffer[150];sprintf(buffer, "%02d-%02d: %s", m, d, event.c_str());anniversaries.push_back(string(buffer));}void display() {cout << "\n";Color::setBlue();cout << "==========================================\n";cout << "           " << year << "年 " << setw(2) << month << "月 日歷\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();cout << " 日  一  二  三  四  五  六\n";cout << "----------------------------\n";int firstDay = getFirstDayOfWeekAdjusted(year, month);int daysInMonth = getDaysInMonth(year, month);for (int i = 0; i < firstDay; i++) {cout << "    ";}for (int day = 1; day <= daysInMonth; day++) {string dateKey = formatDate(month, day);bool isSpecial = false;if (holidays.count(dateKey)) { Color::setRed(); isSpecial = true; }else if (solarTerms.count(dateKey)) { Color::setGreen(); isSpecial = true; }cout << setw(3) << day;if (isSpecial) Color::reset();cout << " ";if ((day + firstDay) % 7 == 0) {cout << "\n";}}if ((daysInMonth + firstDay) % 7 != 0) cout << "\n";cout << "\n";displayLegend();displaySpecialDays();displayAnniversaries();}void displayLegend() {Color::setPurple();cout << "==========================================\n";cout << "                  圖例說明\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();Color::setRed(); cout << "紅色"; Color::reset(); cout << " - 節假日    ";Color::setGreen(); cout << "綠色"; Color::reset(); cout << " - 二十四節氣\n\n";}void displaySpecialDays() {Color::setYellow();cout << "==========================================\n";cout << "              本月特殊日子\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();bool hasSpecial = false;for (int day = 1; day <= getDaysInMonth(year, month); day++) {string dateKey = formatDate(month, day);if (holidays.count(dateKey)) {Color::setRed();cout << month << "月" << day << "日: " << holidays[dateKey] << "\n";Color::reset();hasSpecial = true;}if (solarTerms.count(dateKey)) {Color::setGreen();cout << month << "月" << day << "日: " << solarTerms[dateKey] << "\n";Color::reset();hasSpecial = true;}}if (!hasSpecial) cout << "本月無特殊節日或節氣\n";cout << "\n";}void displayAnniversaries() {if (!anniversaries.empty()) {Color::setPurple();cout << "==========================================\n";cout << "                個人紀念日\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();// **修改點1**: 將 C++11 的范圍 for 循環改為 C++98 兼容的傳統 for 循環for (size_t i = 0; i < anniversaries.size(); ++i) {cout << anniversaries[i] << "\n";}cout << "\n";}}void queryDate(int day) {if (day < 1 || day > getDaysInMonth(year, month)) {Color::setRed(); cout << "無效的日期！\n"; Color::reset();return;}string dateKey = formatDate(month, day);cout << "\n" << year << "年" << month << "月" << day << "日信息：\n";cout << "----------------------------------------\n";int dayOfWeek = (getFirstDayOfWeekAdjusted(year, month) + day - 1) % 7;string weekDays[] = {"星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五", "星期六"};cout << "星期: " << weekDays[dayOfWeek] << "\n";if (holidays.count(dateKey)) {Color::setRed(); cout << "節假日: " << holidays[dateKey] << "\n"; Color::reset();}if (solarTerms.count(dateKey)) {Color::setGreen(); cout << "節氣: " << solarTerms[dateKey] << "\n"; Color::reset();}if (dayOfWeek == 0 || dayOfWeek == 6) {Color::setBlue(); cout << "提醒: 今天是周末！\n"; Color::reset();}cout << "\n";}
};// 主程序類
class CalendarApp {
private:Calendar calendar;void showMenu() {Color::setPurple();cout << "\n==========================================\n";cout << "              日歷程序菜單\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();cout << "1. 顯示日歷\n";cout << "2. 查詢特定日期\n";cout << "3. 添加紀念日\n";cout << "4. 切換年月\n";cout << "5. 幫助說明\n";cout << "0. 退出程序\n";cout << "==========================================\n";cout << "請選擇操作: ";}void showHelp() {Color::setYellow();cout << "\n==========================================\n";cout << "                幫助說明\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();cout << "本程序功能說明：\n";cout << "- 支持公歷日歷顯示\n";cout << "- 自動標注中國傳統節假日\n";cout << "- 顯示二十四節氣\n";cout << "- 支持個人紀念日管理\n";cout << "- 支持特定日期查詢\n";cout << "- 自動識別閏年和周末\n\n";cout << "使用說明：\n";cout << "- 紅色數字表示節假日\n";cout << "- 綠色數字表示二十四節氣\n";cout << "- 可以添加個人重要紀念日\n";cout << "- 支持1900-2100年的日歷顯示\n\n";}bool inputDate(int& year, int& month) {cout << "請輸入年份 (1900-2100): ";cin >> year;if (cin.fail() || year < 1900 || year > 2100) {Color::setRed(); cout << "年份輸入無效或超出范圍！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');return false;}cout << "請輸入月份 (1-12): ";cin >> month;if (cin.fail() || month < 1 || month > 12) {Color::setRed(); cout << "月份輸入無效或超出范圍！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');return false;}return true;}void waitForEnter() {cout << "\n按回車鍵繼續...";cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');cin.get();}public:void run() {Color::setBlue();cout << "==========================================\n";cout << "          歡迎使用簡易日歷程序！\n";cout << "==========================================\n";Color::reset();int currentYear = 2024, currentMonth = 1;cout << "請先設置要查看的年月：\n";while (!inputDate(currentYear, currentMonth)) {cout << "請重新輸入：\n";}calendar.setDate(currentYear, currentMonth);int choice;do {showMenu();cin >> choice;while(cin.fail()){Color::setRed(); cout << "無效的選擇，請輸入菜單對應的數字！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');showMenu();cin >> choice;}switch (choice) {case 1:calendar.display();break;case 2: {int day;cout << "請輸入要查詢的日期: ";cin >> day;if(cin.fail()){Color::setRed(); cout << "日期輸入無效，請輸入一個數字！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');break;}calendar.queryDate(day);break;}case 3: {int month, day;string eventName;cout << "請輸入紀念日月份: ";cin >> month;if (cin.fail()) {Color::setRed(); cout << "月份輸入無效，請輸入一個數字！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');break;}cout << "請輸入紀念日日期: ";cin >> day;if (cin.fail()) {Color::setRed(); cout << "日期輸入無效，請輸入一個數字！\n"; Color::reset();cin.clear();cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');break;}cout << "請輸入紀念日名稱: ";cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');getline(cin, eventName);// 使用 calendar.getDaysInMonth 進行更精確的日期檢查if (month >= 1 && month <= 12 && day >= 1 && day <= calendar.getDaysInMonth(2024, month)) { // 2024年可以隨便寫，只要是閏年檢查即可，或者用當前年份calendar.addAnniversary(month, day, eventName);Color::setGreen(); cout << "紀念日添加成功！\n"; Color::reset();} else {Color::setRed(); cout << "輸入的日期范圍無效！\n"; Color::reset();}break;}case 4: {int year, month;if (inputDate(year, month)) {calendar.setDate(year, month);Color::setGreen(); cout << "日期切換成功！\n"; Color::reset();}break;}case 5:showHelp();break;case 0:Color::setBlue(); cout << "感謝使用日歷程序，再見！\n"; Color::reset();break;default:Color::setRed(); cout << "無效的選擇，請重新輸入！\n"; Color::reset();break;}if (choice != 0) {waitForEnter();}} while (choice != 0);}
};int main() {CalendarApp app;app.run();return 0;
}