類和對象拓展——日期類

一.前言

通過前面對類和對象的學習，現在我們可以開始實踐日期類的代碼編寫。在實際操作過程中，我會補充之前文章中未提及的相關知識點。

二.正文?

1. 日期類代碼實現

我們先來看看要實現什么功能吧，把他放在Date.h中

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;class Date
{
public:// 全缺省的構造函數Date(int year = 2025, int month = 7, int day = 7);void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}// 拷貝構造函數Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}// 運算符重載bool operator<(const Date& x);bool operator==(const Date& x);bool operator<=(const Date& x);bool operator>(const Date& x);bool operator>=(const Date& x);bool operator!=(const Date& x);// 獲取某年某月的天數int GetMonthDay(int year, int month);// 日期+=天數Date& operator+=(int day);// 日期+天數Date operator+(int day);// 日期-=天數Date& operator-=(int day);// 日期-天數Date operator-(int day);// 日期-日期  返回天數int operator-(const Date& x);// 前置++Date& operator++();// 后置++Date operator++(int);// 前置--Date& operator--();// 后置--Date operator--(int);private:int _year;int _month;int _day;
};

繼續像之前一下在準備兩個文件，Date.cpp和test.cpp

?1.構造函數

類的對象在創建時會自動調用構造函數，若未顯式定義，編譯器會生成默認構造函數（ Date() ），但默認構造函數不會初始化成員變量。若成員變量未初始化，會出現年月日隨機值，會導致對象狀態無意義，后續操作必然出錯。

Date::Date(int year, int month, int day)
{if (month >= 1 && month <= 12 && day >= 1 && day <= GetMonthDay(year, month)){_year = year;_month = month;_day = day;}else{cout << "非法日期" << endl;}
}

為什么博主選擇全缺省參數的構造函數了？

1.構造對象更靈活：支持多種初始化方式?

Date d1;
Date d2(2025);
Date d3(2025, 7);
Date d4(2025, 7, 8);

都可以初始化

2.簡化接口設計：減少構造函數重載

非全缺省構造函數需要重載

Date();//無參構造（默認日期）
Date(int year);//僅傳年份
Date(int year, int month);//傳年份和月份
Date(int year, int month, int day); //全參數構造

而全缺省構造函數只需要一個

3.增強代碼可維護性：默認值統一管理

這時候有人好奇了，那析構函數要嗎？

不需要的，原因如下：

成員變量無動態資源

存儲在棧上或類對象的內存空間中，生命周期結束時會被系統自動釋放，無需手動處理。但是當遇到開辟了動態空間，則需要大家自己寫析構函數了。?

?2.打印?

為了方便后續的檢查代碼正確性，寫一個打印更方便看到結果。又因為他很簡短可以直接放在類里面。

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

3.拷貝構造函數?

可以直接寫在類里面

	// 拷貝構造函數Date(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}

或者類里面聲明，類外面實現如下：

class Date
{
public://省略其他的功能Date(const Date& d);
private:int _year;int _month;int _day;
};Date::Date(const Date& d)
{_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;
}

來看看運行結果吧：

4.關系運算符重載?

要寫一系列 >? >=? < <= ==? !=關系運算符，我們可以先寫一組 < 和 == ,或者 > 和 ==，然后就可以用復用。

// <運算符重載
bool Date::operator<(const Date& x)
{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;
}
//==運算符重載
bool Date::operator==(const Date& x)
{return _year == x._year&& _month == x._month&& _day == x._day;
}

然后就可以復用了

// <=運算符重載:直接調用上面寫的那兩個，滿足其中一個就好了,所以 ||
bool Date::operator<=(const Date& x)
{return *this < x || *this == x;
}
// < 運算符重載:可直接調用上一個復用
bool Date::operator>(const Date& x)
{return !(*this <= x);
}
// >=運算符重載
bool Date::operator>=(const Date& x)
{return !(*this < x);
}
// !=運算符重載
bool Date::operator!=(const Date& x)
{return !(*this == x);
}

看看運行結果：?

?5.算數運算符

日期加天數

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

因為可以連續賦值，所以要有返回值，又因為+=改變了本身，所以用Date&，返回*this就好了。 而+不改變本身，所以要先定義一個tmp然后返回tmp。

?+的代碼不調用一個為

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

為什么是+調用+=而不是+=調用加啦？

1.使用 operator+= ?調用 operator+ ?形成 operator+= ?函數

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

在 Date& Date::operator+=(int day) ?函數中，調用 operator+ ?時會創建一個臨時對象（因為 operator+ ?通常會返回一個新對象），然后將這個臨時對象賦值給 *this 。*this + day ?會創建一個臨時對象，之后再將其內容復制給當前對象，這就產生了額外的對象創建和銷毀開銷。建立了兩個臨時變量。

2.使用 operator+ ?調用 operator+= ?形成 operator+ ?函數

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

在 Date Date::operator+(int day) ?函數中，僅創建了一個臨時對象 tmp ，然后調用 operator+= ?直接在這個臨時對象上進行日期累加操作。這里只創建了一個 tmp ?對象用于存儲計算結果。后續不需要再創建額外的臨時對象來完成加法操作。

總結：

"使用 operator+ 調用 operator+= 形成 operator+ "函數的方式更好，它能減少臨時對象創建、避免多次內存分配與釋放、利用編譯器優化，提高代碼執行效率。

?日期減天數

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

因為可以連續賦值，所以要有返回值，又因為-=改變了本身，所以用Date&，返回*this就好了。 而-不改變本身，所以要先定義一個tmp然后返回tmp。?

? -的代碼不調用一個為

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

1.使用 operator-= ?調用 operator-? 形成 operator-= ?函數

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

2.使用 operator-? 調用 operator-= ?形成 operator-? 函數

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

為什么博主使用"使用 operator-?調用 operator-= 形成 operator-?"呢？理由也就是上面一樣了。

日期減日期?

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

這時候有人可能好奇為什么要定義一個flag？

因為如果當前對象(*this)小于x則flag為正，然后乘dayCount則為正，即表示x在當前對象之后，相差dayCount天

而若當前對象比x大則flag為負，然后乘dayCount則為負，即表示當前對象在x之后，相差dayCount天

看看運行結果：??

6.自增自減運算符?

前置++

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

?后置++

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

前置--

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

后置--?

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

后置++和后置--括號中的int無實際意義只是為了構成重載，易于區分

前置版本（?operator++()?、?operator--()?）：先加加后使用，先修改當前對象，再返回自身引用（?*this?）
后置版本（?operator++(int)?、?operator--(int)?）：先使用后加加，先復制當前對象（?tmp?），再修改自身，最后返回修改前的副本。?

運行結果：

上述就是日期類的大致代碼，但是我們還能進行優化，讓我們繼續學習吧。

2.日期類代碼的優化

1.const成員?

首先來學習一下const成員

const成員函數：用const修飾的“成員函數”，const修飾類成員函數，實際修飾該成員函數隱含的this指針，表明在該成員函數中不能對類的任何成員進行修改。

因為Print不改變任何成員使用可以加，大家伙可以想想我們上面的日期類代碼還有哪里可以加?

若聲明和定義分開 ，兩個都得寫，如下：

我給大家吧要加的寫出來

void Print() const
{cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}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;Date operator+(int day) const;
Date operator-(int day) const;
int operator-(const Date& x) const;

?因為他們不改變任何成員使用可以加。

可能有人好奇為什么要加？又得判斷還可能加錯。

因為有些使用的人初始化會寫成 const Date d2(2025, 11, 22);

使用const是有一定好處的。

只要成員內部不修改成員變量，都應該加const，這樣const對象和普通對象都可以調用。權限可以縮小和轉移，不能放大。

來看看幾題思考題

1. const對象可以調用非const成員函數嗎？

不可以。

const對象表示其狀態不能被改變。非const成員函數有可能會修改對象的數據成員（因為其沒有承諾不修改對象狀態），若允許const對象調用非const成員函數，就可能違背const對象不可變的特性。

class MyClass {
public:void nonConstFunc() {data = 10; // 可能修改對象數據成員}
private:int data;
};
const MyClass obj;
obj.nonConstFunc(); // 編譯錯誤，const對象不能調用非const成員函數

2. 非const對象可以調用const成員函數嗎？

可以。

const成員函數承諾不會修改對象的數據成員，對于非const對象而言，調用const成員函數不會有違背其可變性的問題，而且這也提供了一種在不同場景下靈活調用函數的方式。

class MyClass {
public:void constFunc() const {// 這里不會修改對象數據成員}
};
MyClass obj;
obj.constFunc(); // 合法，非const對象可以調用const成員函數

3. const成員函數內可以調用其它的非const成員函數嗎？

不可以。

const成員函數保證不會修改對象狀態，而調用非const成員函數可能會改變對象的數據成員，這就破壞了const成員函數的承諾。

class MyClass {
public:void nonConstFunc() {data = 10;}void constFunc() const {nonConstFunc(); // 編譯錯誤，const成員函數不能調用非const成員函數}
private:int data;
};

4. 非const成員函數內可以調用其它的const成員函數嗎？?

可以。

非const成員函數本身就可以修改對象狀態，但調用const成員函數不會有問題，因為const成員函數不會改變對象狀態，不會破壞非const成員函數對對象狀態修改的靈活性 。

class MyClass {
public:void constFunc() const {// 不修改對象數據成員}void nonConstFunc() {constFunc(); // 合法，非const成員函數可以調用const成員函數}
};

總結：

  1. const 對象調用非 const 成員函數：禁止。非 const 成員函數可能修改對象狀態，與 const 對象的只讀特性相沖突。
  2. 非 const 對象調用 const 成員函數：允許。const 成員函數保證不修改對象狀態，與非 const 對象兼容，且可復用只讀邏輯。
  3. const 成員函數調用非 const 成員函數：禁止。非 const 成員函數可能修改對象狀態，違反 const 成員函數的只讀約束。
  4. 非 const 成員函數調用 const 成員函數：允許。非 const 函數可以安全調用只讀的 const 函數，既不影響自身邏輯，又能實現代碼復用。

2.取地址及const取地址操作符重載

這兩個默認成員函數一般不用重新定義 ，編譯器默認會生成。這兩個也比較少用。這兩個運算符一般不需要重載，使用編譯器生成的默認取地址的重載即可，只有特殊情況，才需要重載，比如想讓別人獲取到指定的內容或者不想讓人取到普通對象的地址。

1.想讓別人獲取到指定的內容

class Point {
private:int x, y;
public://下面是初始化列表可以先不要太在意，下一篇會介紹Point(int a, int b):x(a), y(b){}// 取地址時返回x的地址（而非Point對象地址）int* operator&(){return &x;}
};// 使用：
Point p(10, 20);
int* px = &p; // px指向p.x，而非p本身

2.不想讓人取到普通對象的地址?

class NoNormalAddr {
public:// 普通對象取地址返回空NoNormalAddr* operator&(){return nullptr;}const NoNormalAddr* operator&() const{return this;}
};// 使用：
NoNormalAddr obj;
const NoNormalAddr c_obj;
&obj; // 得到nullptr
&c_obj; // 得到實際地址

可能有人那代碼去VS中嘗試了，發現會紅為什么了？

簡單說：取地址操作本身不報錯，但返回的 nullptr ?是無效地址，用它做后續操作時才會因“訪問無效內存”而報錯。這是一種通過返回無效結果間接阻止濫用地址的方式。

3.流插入和流提取?

先來看看這個圖片簡單了解一下

流插入<<?

先看看我們用operator的常規思想?

void Date::operator<<(ostream& out)
{out << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}void test7()
{Date d1(2025, 1, 25);d1 << cout;//d1.operator<<(cout);
}

發現調用的時候不符合我們常規調用，因為成員函數第一個參數是隱藏的this，使用調用就成這樣了。為了正常，我們要將他寫在全局，這樣this就不占用參數了。且我們還可能連續插入，修改后的：

糟糕爆紅了，發現_year，_month，_day 位于私有調用不到怎么辦了？

方法一：友元函數，在類里面加入

friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);

此時就可以調用了，調用結果：

此時就符合習慣了。

友元

我們來學一下友元

友元提供了一種突破封裝的方式，有時提供了便利。但是友元會增加耦合度，破壞了封裝，所以友元不宜多用。

友元分為：友元函數和友元類

?友元函數

友元函數可以直接訪問類的私有成員，它是定義在類外部的普通函數，不屬于任何類，但需要在類的內部聲明，聲明時需要加friend關鍵字

//frinnd+函數名
friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);

注意：

  • 友元函數可訪問類的私有和保護成員，但不是類的成員函數
  • 友元函數不能用const修飾
  • 友元函數可以在類定義的任何地方聲明，不受類訪問限定符限制
  • 一個函數可以是多個類的友元函數
  • 友元函數的調用與普通函數的調用原理相同

友元類

友元類的所有成員函數都可以是另一個類的友元函數，都可以訪問另一個類中的非公有成員。

class Time
{friend class Date;// 聲明日期類為時間類的友元類，// 則在日期類中就直接訪問Time類中的私有成員變量
public:...;//博主懶了
private:int _hour;int _minute;int _second;
};class Date
{
public:...;//博主懶了void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second){// 直接訪問時間類私有的成員變量_t._hour = hour;_t._minute = minute;_t._second = second;}
private:int _year;int _month;int _day;Time _t;
};

注意：

  • 友元關系是單向的，不具有交換性。 比如上述Time類和Date類，在Time類中聲明Date類為其友元類，那么可以在Date類中直接訪問Time 類的私有成員變量，但想在Time類中訪問Date類中私有的成員變量則不行。
  • 友元關系不能傳遞。如果B是A的友元，C是B的友元，則不能說明C時A的友元。
  • 友元關系不能繼承，在繼承位置再給大家詳細介紹。

?方法二：定義一個函數用來獲取_year，_month，_day

//寫在類里面
int GetYear() const
{return _year;
}int GetMonth() const
{return _month;
}int GetDay() const
{return _day;
}

流提取>>

?按照上面的學習：

//類里面
friend istream& operator>>(istream& cin, Date& d);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;
}

?為什么沒const了？

因為兩個都要修改。流提取要改變里面的狀態值，使用不用。

調用結果：

三.總結

希望這個日期類的知識能對你有所幫助！如果覺得實用，歡迎點贊支持~ 要是發現任何問題或有改進建議，也請隨時告訴我。感謝閱讀！

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文章目錄一條查詢語句的執行流程連接器管理連接權限校驗分析器優化器采樣統計優化器選錯索引改正執行器查詢緩存存儲引擎一條update語句的執行流程redo logredo log buffer結構redo log日志類型寫入時機配置innodb_flush_log_at_trx_commitbinlogredo log和binlog 對比配置兩階…
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【視頻觀看系統】- 需求分析

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&#x1f3af; 一、項目目標 構建一個功能完備的視頻觀看網站&#xff0c;用戶可以上傳、瀏覽、觀看視頻&#xff0c;并在觀看過程中實時發送/接收彈幕。系統具備良好的性能、可擴展性與用戶體驗&#xff0c;未來可逐步擴展為多媒體平臺。&#x1f464; 二、用戶角色分析用戶類…
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模型驅動的架構MDA的案例

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在一個企業資源規劃&#xff08;ERP&#xff09;系統開發項目中&#xff0c;目標是為一家中型制造企業打造一套高效且可擴展的管理系統&#xff0c;涵蓋訂單處理、庫存管理等多個業務模塊。項目團隊采用了 MDA 的設計思想進行開發。?首先是業務需求分析與計算獨立模型&#xf…
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