C++学习记录——유 类和对象（3）

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日期类的整体实现代码: https://gitee.com/kongqizyd/start-some-c-codes-for-learning.c/tree/master/%E6%97%A5%E6%9C%9F%E7%B1%BB

关于日期类的讲解会比较长，可以边看完整代码边看分析

1、赋值运算符重载

1、运算符重载

1、理解

继续用日期类做例子。

class Date
{
public:Date(int year = 2023, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};

假设现在要比较两个日期数值大小

int main()
{Date d1(2023, 2, 8);Date d2;return 0;
}

我们自然可以定义一个函数，参数类型就是Date类或者说Date的引用类，用来比较两个变量。但这样有些俗套了，或者说很常见的做法，C++有自定义类型和内置类型，内置类型的比较很简单，而自定义类型的比较需要程序员自己确定如何比较。C++对此有运算符重载函数，用到关键字operator。现在写一个比较相等的函数。

bool operator==(const Date& d1, const Date& d2)
{return d1._year == d2._year&& d1._month == d2._month&& d1._day == d2._day;
}

要把他当做一个正常的函数，并且d1和d2的位置也就是在main调用这个函数时的位置，d1 == d2即可调用。这里先把三个变量变成公有类型才能在外部访问。

d1 == d2;
operator==(d1, d2);

调用时这两种写法都可，不过第一个更简单。第一个对于程序，会及时地转换成operator==(d1, d2)。

但是如果想打印结果，不能用d1 == 2，因为实际写出来时，<< >>运算符优先级高于等于号，所以需要括起来。

现在是把这个函数放到全局里，所以类里的成员变量要换成公有的才行。而另一个办法就是把这个函数放到类里面也可，但如果直接放进去编译器就会告诉你参数放多了，因为本身是有this指针的，所以括号里放一个参数即可。

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

调用时这样写就行

cout << d1.operator==(d2) << endl;

运算重载特征：
不能通过连接其他符号来创建新的操作符：比如operator@
重载操作符必须有一个类类型参数
用于内置类型的运算符，其含义不能改变，例如：内置的整型+，不 能改变其含义
作为类成员函数重载时，其形参看起来比操作数数目少1，因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
.* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出
现。

2、运算符重载实例

写一下小于的函数。

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

当然也可以放到一块，直接就是return一串代码。

cout << d1.operator<(d2) << endl;

这样就可以检验一下结果。

不过我们还有一个更简单地写法。比如写小于等于的函数

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

大于等于

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

不能出现*this > d，编译器会报出一堆错。

2、赋值运算符重载

现在要把d2的值赋值给d1.

	void operator=(const Date& d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}

这里不用引用也可以，因为我们写好的拷贝构造函数是一个成熟的函数，用引用传参，而这里传参，调用完拷贝构造就好了，不过用一下引用能省点编译器工作。

但是这样不是赋值的完整函数。在C语言中，我们可以连续赋值，也就是x = y = z，如果按照这样写，一定会出错。这里的实现思路就是z赋值给y后要返回一个值，返回的这个值再赋值给x，这个返回值其实也就是y。

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

还有一个问题，有可能会出现自己给自己赋值，所以加个判断。

		if (this != &d){_year = d._year;_month = d._month;_day = d._day;}

如果不写重载，编译器还是会自己生成，规则还是一样，有资源申请才需要自己写。

拷贝构造会这样写：
Date d2 = d1;
Date d2(d1);

重载需要一个Date类型的变量，而拷贝构造可以不需要，所以重载不能这样写，Date d2 = d1。

2、日期类的实现

现在写一个比较全的日期类。

<Date.h>

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;class Date
{
public:Date(int year = 2023, int month = 1, int day = 1);void Print();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);//Date& operator=(const Date& d);private:int _year;int _month;int _day;
};

<Date.cpp>

#include "Date.h"Date::Date(int year, int month, int day)
{_year = year;_month = month;_day = day;
}void Date::Print()
{cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}bool Date::operator==(const Date& d)
{return _year == d._year&& _month == d._month&& _day == d._day;
}bool Date::operator<(const Date& d)
{if (_year < d._year)return true;else if (_year == d._year && _month < d._month)return true;else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)return true;elsereturn false;
}bool Date::operator<=(const Date& d)
{return *this < d || *this == d;
}bool Date::operator>=(const Date& d)
{return !(*this < d);
}bool Date::operator>(const Date& d)
{return !(*this <= d);
}bool Date::operator!=(const Date& d)
{return !(*this == d);
}

<Test.cpp>

#include "Date.h"void Test1()
{Date d1(2023, 2, 8);d1.Print();Date d2(2023, 2, 28);d2.Print();
}int main()
{Test1();return 0;
}

针对初始化日期的函数，有一个现实问题没有想到，就是如果年是负数呢？或者其它数是一个不可能的数呢？所以要加上检查函数，比如上一篇的我GetDay等函数。

int GetMonthDay(int year, int month)
{int monthArr[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30 ,31 };if (month == 2 && year % ((4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400) == 0)){return 29;}else{return monthArr[month];}
}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;}elsecout << "日期非法" << endl;
}

1、加减函数

1、加函数

写上相加的函数，这里的思路也和上一篇一样，有了返回值，+=也可以连续+=。如果这样写：Date d2 = d1 += 100，是会把d1也给改变。

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

	Date d2 = d1;d2 += 100;d2.Print();d1.Print();

再写上+。

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

	Date d3 = d1 + 100;d3.Print();d1.Print();

用临时变量tmp，防止d1被改变。

出了作用域，*this存在，所以可以用引用，而tmp不存在，不能用引用。也可以在tmp前加上static，也不能用引用，d1为最一开始的数据，d2 = d1 + 100，没有问题，但是同样的，静态区里的这个tmp没有清除，它会接着上一次数据继续加，所以后面再来个d3 = d1 + 100就不是正确数据了。静态变量只会初始化一次，所以再次调用就不会被初始化。

+=和+的代码有些像，我们简化一下

Date Date::operator+(int day)
{Date tmp(*this);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){++_year;tmp._month = 1;}}*/return tmp;
}

+里面用+=。+=也可以使用+。

*this = *this + day;

不过实现+=，+里面放+=更好。因为+本身有拷贝，*this = *this + day还会有赋值。

2、减函数

减去天数，我们要往前倒月，倒年，先把年或者月给减好，然后再去获取天数。

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

加减函数齐全后，有些问题就可以解决。d2 += -100，如果还是之前的代码，那么最终的结果不切实际，转换一下就是d2 -= 100，所以在每个函数开头，我们还需要加上判断。

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

另外三个也是如此。

2、前/后置+±-重载

前置++比较简单，可以用引用，传入数据后+1，然后返回即可。

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

后置++需要注意些，我们要返回一个+1之前的值，所以需要调用拷贝构造，创建一个临时变量。

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

至于编译器如何辨别是前还是后，这自有办法，不过为了构成重载，声明的时候后置会在括号里写上int，不必写变量名，仅供编译器区分用。实际比较起来，前置++还是更简单，不需要调用其他，一般情况下前置++用得比较多。

	Date& operator++();//前置++Date operator++(int);//后置++，int只是为了占位，和前置函数构成重载

void Test2()
{Date d1(2023, 2, 8);d1.Print();++d1;//前置正常++d1++;//后置会传一个形参类型的参数
}

–是这样写

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

测试的时候可以显式调用

d1.operator++(0);

3.两个日期相减

用int类型的减函数。

声明：int operator-(const Date& d);

int Date::operator-(const Date& d)
{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;
}

测试代码

void Test5()
{Date d1(2023, 2, 8);d1.Print();Date d2(2002, 8, 4);d2.Print();cout << d1 - d2 << endl;
}

其他

1、流插入

像上面的Print函数，可不可cout打印呢？Print函数里是用cout实现的，那么可不可以直接cout << d1？实际上不行，但如果后面跟的是一个内置类型的变量，cout就可以了。C++有osream这个类，类里有cout等成员函数，但和默认成员函数不同，它们即使不写也有默认的函数，而其他成员函数就必须要写，ostream类已经写好了常用变量类型的函数重载，并且也写了<<的运算符重载，所以我们在用cout打印时不需要担心类型，因为C++已经写好了。

那么我们想用cout打印自定义类型的数据，那就需要自己写，写到自己的类里。

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

这样写出来，括号还是有两个参数，但是第一个参数是默认的*this，也就是外部声明的d1这些变量。运算符重载写的时候，要按照参数顺序写，所以最后就是d1 << cout。这样有些奇怪，不是我们平常见到的那样，那么把他从类里拿出来写就可以控制顺序了，但这样就会有一个问题，成员变量无法访问，除去把他们变公有外，还可以添加友元函数。

声明：void operator<<(ostream& out, const Date& d);

类里这样写

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

定义：

void operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
}

测试代码

	operator<<(cout, d1);cout << d1;

平常写流插入的时候很多都是连续写，所以还需要改进，要有返回值。

ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}

2、流提取

流提取的参数不能加const，加const的作用是为了减少拷贝。

声明： istream& operator>>(istream& in, Date& d);
friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

定义

istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}

测试代码

void Test7()
{Date d1;cin >> d1;cout << d1;
}

为了更简洁，我们可以用内联函数。实际上在类里面定义的成员函数，就默认为内联函数。那么Date.cpp文件里可以不写，把定义放到.h文件里，前面加上inline

inline ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;return out;
}inline istream& operator>>(istream& in, Date& d)
{in >> d._year >> d._month >> d._day;return in;
}

本篇最一开始给的链接可以看到全部的代码，里面出现的const可以暂且不管，下一篇会写出为什么加const。

结束。