C++【类和对象】（取地址运算符重载与实现Date类）

取地址运算符重载

const成员函数

• 将const修饰的成员函数称之为const成员函数，const修饰成员函数放到成员函数参数列表的后面。
• const实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。const修饰Date类的Print成员函数，Print隐含的this指针由Date* const this变成 const Date* const this

还是拿Date类举例，如果我用const 修饰的对象来调用Print会发生报错，原因是Print隐含的this指针是Date* const this，当我用const对象来调用Print会发生权限放大。

但是用const修饰成员函数，就可以解决问题，因为用const修饰后Print隐含的this指针由Date* const this变成 const Date* const this，就不会出现权限放大。

#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:

    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
    {
        //cout << "这是构造函数" << endl;
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

    //void Print(const Date* const this)
    void Print() const
    {
        cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
    }

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

取地址运算符重载

取地址运算符重载分为普通取地址运算符重载和const取地址运算符重载，⼀般这两个函数编译器自动生成的就可以够我们用了，不需要去显示实现。除非一些很特殊的场景，比如我们不想让别⼈取到当前类对象的地址，就可以自己实现⼀份，胡乱返回⼀个地址。

    Date* operator&()
    {
        //return nullptr;(胡乱给的地址)
        return this;
    }

    const Date* operator&() const
    {
        //return nullptr;(胡乱给的地址)
        return this;
    }

Date类的实现

我们在实现一个任务的时候，可以让声明与定义分离，这是一个好习惯。

Date.h

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
class Date
{
public:
    //1.检查日期的合法性
    bool CheckDate();
    //2.构造函数与赋值运算符重载
    Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);
    Date& operator=(const Date& d);


    bool LeapYear(int year)
    {
        if (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
        {
            return true;
        }
        return false;
    }
    //3.得到某月天数
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
        static int month_day[] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
        if (month == 2 && LeapYear(year))
        {
            return month_day[month] + 1;
        }
        return month_day[month];
    }



    //4. Date类 +- 天数的操作
    Date operator+(const int day);
    Date& operator+=(const int day);
    Date operator-(const int day);
    Date& operator-=(const int day);

	//5. Date的前后置++/--
    Date& operator++();
    Date operator++(int);

    Date& operator--();
    Date operator--(int);
	
    //6. Date类之间的比较
    bool operator<(const Date& d);
    bool operator<=(const Date& d);
    bool operator==(const Date& d);
    bool operator>(const Date& d);
    bool operator>=(const Date& d);
    bool operator!=(const Date& d);

    void Print();
    
    //7. 日期-日期(算相差多少天)
    int operator-(const Date& d);
    
    //8. 日期的流插入与流提取
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

Date.cpp

实现前要包头文件

#include"Date.h"

1.检查日期合法性

	//检擦日期合法性
    bool Date:: CheckDate()
    {
        if (_month <= 0 || _month >= 13 || 
            _day > GetMonthDay(_year, _month) || _day <= 0)
        {
            return false;
        }

        return true;
    }

2. 构造函数/赋值运算符重载

构造函数

    Date::Date(int year, int month, int day)
    {
        //cout << "这是构造函数" << endl;
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;

        while (!CheckDate())
        {
            cout << "非法日期" << endl;
            cout << *this;

            cout << "请重新输入日期" << endl;
            cin >> *this;
        }

    }

其实我们是不需要写拷贝构造和赋值运算符重载，因为Date类内部的成员对象并没有指向资源。
但是我们写赋值运算符重载是为了实现连续赋值。

    Date& Date::operator=(const Date&d)
    {
        //如果不是自己给自己赋值
        if (this != &d)
        {
            _year = d._year;
            _month = d._month;
            _day = d._day;
        }
        //d1 = d2 应该返回前者（因为前者是被改变的） 所以要返回*this
        return *this;
    }
    

3.得到某月的天数

因为GetMonthDay这个函数会被频繁大量的调用，所以我们放在类里面定义（类里面的函数默认inline展开）

	//判断闰年（其实这个函数没必要写，但我为了美观就写了该函数）
    bool LeapYear(int year)
    {
        if (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
        {
            return true;
        }
        return false;
    }
    //得到某月的天数
    int GetMonthDay(int year, int month)
    {
    	//将month_day静态化，这样就不用反复的创建数组
        static int month_day[] = { -1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
        if (month == 2 && LeapYear(year))
        {
            return month_day[month] + 1;
        }
        return month_day[month];
    }

4. Date类 ± 天数的操作

加减的是天数

4.1 日期 += 天数

加等使用的是进位思想，当这个月满了，向下个月借天数（同时月份也会+1）当月份大于12时，就将年份+1，同时月份到一月，直到日期为合法。

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

        _day += day;
        
        while (_day > GetMonthDay(_year,_month))
        {
            int tmp = GetMonthDay(_year, _month);
            _day -= tmp;
            ++_month;
            if (_month > 12)
            {
                _month = 1;
                ++_year;
            }
        }

        return *this;
    }

4.2 日期 + 天数

这里我们可以直接复用 日期+=天数 ！

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

        return tmp;
    }

4.3 日期 -= 天数

-=与+=的实现十分类似，只不过-=使用的是退位的思想，向前一个月借天数（月份-1），当月份小于1，年份-1，月份到12月，直到日期合法

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

        while (_day <= 0)
        {
            --_month;
            if (_month == 0)
            {
                _month = 12;
                --_year;
            }
            int tmp = GetMonthDay(_year, _month);
            _day += tmp;

        }

        

4.4 日期 - 天数

和+一样，复用-=

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

5. Date的前后置++/–

前置不需要加入int形参，后置需要加入int形参。

5.1 前置++

复用+=

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

5.2 后置++

在参数位置上加一个int形参

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

5.3 前置–

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

5.4 后置–

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

6. Date类之间的比较

完成 < + == 或者 > + ==其他的比较就可以复用了。
本文实现的是 < + ==

6.1 < 操作符

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

6.2 ==操作符

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

6.3 <=操作符

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

6.4 >操作符

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

6.5 >=操作符

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

6.6 !=操作符

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

7.日期-日期

我们使用最简单的思路，取到区分较大和较小的日期，让较小的日期+1加到与较大的日期相等，同时记加了多少次，就得到了日期之间的天数。（cup的运行速度超级快，每秒上亿次，所以这点运算量对于cup来说轻轻松松）

    //Date-Date
    int Date::operator-(const Date& d)
    {
        int n = 0;
        int flag = 1;
        //假设法
        Date min = *this;
        Date max = d;
        if (min > max)
        {
            min = d;
            max = *this;
            flag = -1;
        }
        //计算天数
        while (min != max)
        {
            ++min;
            ++n;
        }
        return n * flag;
    }

8. Date的流插入与流提取

8.1流插入函数

ostream& operator<<(ostream& out, Date& d)
{
    cout << d._year << '/' << d._month << '/' << d._day << endl;

    return out;
}

注意，这里流插入和流提取都是全局函数，而非类的成员函数，其实我们在类里面也可以实现，但是会很怪。

由于成员函数的第一个参数默认是this，但运算符重载的规定是，当两个变量使用重载的运算符，会将左边的变量视为第一个参数，右边的变量视为第二个参数；这样的话，我们就不能写成cout << Date类实例化的对象，而是要写成Date类实例化的对象 << cout ，cin同理。

但是这样并不符合我们的习惯，所以我们设置成了全局函数，但是全局函数又有一个问题，就是Date类内部的成员变量是私有的，外部不能访问。
对此我们有以下几个方法：

1. 将成员变量公有化（最最最不推荐的方法）
2. 用get函数来得到成员变量
3. 使用友元函数
4. 放到类的内部（因参数问题不考虑）

这里我们使用的是友元函数（后面会详细讲解）。

8.2 流提取函数

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{
    cin >> d._year >> d._month >> d._day;
    while (!d.CheckDate())
    {
        cout << "非法日期" << endl;
        cout << d;

        cout << "请重新输入日期" << endl;
        cin >> d;
    }
    return in;
}

Test.cpp

#include"Date.h"

void Test1()
{
    Date d1;
    Date d2(2026, 2, 28);
    //Date d3(2029, 9, 33);
    Date d3(2029, 9, 30);
    d1.Print();
    d2.Print();
    d3.Print();

    d3 = d2 = d1;

    d1.Print();
    d2.Print();
    d3.Print();
}

void Test2()
{
    Date d1(2026, 2, 28);

    d1 += 10000;
    d1.Print();

    d1 -= 10000;
    d1.Print();

    Date d2 = d1 + 10000;
    d2.Print();

    Date d3 = d1 - 10000;
    d3.Print();
}

void Test3()
{
    Date d1(2026, 2, 28);

    Date d2 = ++d1;
    d2.Print();

    Date d3 = d1++;
    d3.Print();    

    Date d4 = --d1;
    d4.Print();   

    Date d5 = d1--;
    d5.Print();
}
void Test4()
{
    Date d1(2024, 9, 28);
    Date d2(2026, 2, 28);
    cout << (d1 == d2) << endl;
    cout << (d1 != d2) << endl;
    cout << (d1 < d2) << endl;
    cout << (d1 <= d2) << endl;
    cout << (d1 > d2) << endl;
    cout << (d1 >= d2) << endl;
}

void Test5()
{
    Date d1(2024, 9, 28);
    Date d2(2026, 2, 28);

    cout << d1 - d2 << endl;
}

void Test6()
{
    Date d1;
    cin >> d1;
    cout << d1;
}

int main()
{
    //Test1();
    //Test2();
    //Test3();
    //Test4();
    //Test5();
    Test6();
    return 0;
}

结语

这次的分享就到这里结束了~
最后感谢您能阅读完此片文章~
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