【C++】类与对象的项目实践 — 日期管理工具

2024-02-20 09:39:51 浏览数 (2)

项目背景

在现代的软件开发中，日期作为一个常见的基础需求，广泛用于各类系统的日程管理，数据分析，交易记录等场景。但是C 库中的时间日期功能比较有限，无法满足复杂的开发需求。为此我们需要开发一款简单高效的“日期类”C 项目。

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/9f15918ab9814067a9aba1dd289090b4.png![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/9f15918ab9814067a9aba1dd289090b4.png

项目需求

  1. 日期结构设计：我们需要实现一个名为“Date”的C 自定义类型，包含年（_year），月(_month)，日(_day)。并相应提供构造函数，析构函数，拷贝复制函数等函数。
  2. 日期运算方法：实现日期的加减运算，支持用户通过增加或减少年、月、日来实现新的日期对象。同时，提供比较两个日期大小的方法，包括< 、>、 ==、 <= 、>= 、!=等关系操作符的重载。
  3. 日期有效性检查：Date类需要实现对日期有效性的严格检查，确保月份正常，保证闰年的判断，符合各个月份的实际天数。
  4. 日期格式转换：提供将Date对象转换为“XXXX—YY—ZZ”的方法，同时也支持从标准“XXXX—YY—ZZ”字符串中解析创建Date对象。
  5. 实用工具方法：提供获取当前日期，判断是否为闰年，计算两个日期的天数差等功能。

以上就是该项目的基本需求，请务必确保程序的健壮性与可维护性。

项目实现

1 日期结构设计

该部分我们给出以下框架：

代码语言：javascript复制
class Date{

public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	//展示日期
	void show();
	// 全缺省的构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
	// 拷贝构造函数
    // d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 析构函数
	~Date();
	
	//---------------------------------------------------------------
	// 赋值运算符重载

    // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d);
	// 日期 =天数
	Date& operator =(int day);
	// 日期 天数
	Date operator (int day);
	// 日期-天数
	Date operator-(int day);
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置  
	Date& operator  ();
	// 后置  
	Date operator  (int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();
	//-------------------------------------------------------------
	// >运算符重载
	bool operator>(const Date& d);
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d);
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d);
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d);
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d);
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d);
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d);
	//-----------------------------------------------
	// 转换为字符串“ YYYY-MM-DD ”
	string toString() const;
	//通过字符串构建对象
	static Date fromString(const string& dateStr);

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};

这里给出较为全面的框架：

  1. 成员变量：私有成员变量 _year、_month 和 _day 分别表示年份、月份和日期。
  2. 构造函数： 全缺省构造函数，默认日期为1900年1月1日。 拷贝构造函数，复制给定日期对象的所有信息。
  3. 赋值运算符重载 (operator=)：用于拷贝另一个Date对象的日期信息到当前对象。
  4. 算术运算符重载： = 和 -= 运算符用于日期增加或减少指定天数。 和 - 运算符分别用于返回增加或减少指定天数后的日期对象，以及两个日期之间的天数差。
  5. 自增/自减运算符重载： 前缀和后缀形式的 与 – 运算符，用于向前或向后移动一天。
  6. 关系运算符重载： <、>、>=、<= 和 == 分别用于比较两个日期的大小关系。 != 判断两个日期是否不相等。
  7. 方法： show() 用于输出日期。 GetMonthDay() 根据年份和月份获取该月的天数，考虑了闰年的特殊情况。
  8. 析构函数： 简单地将日期成员变量设为0，但在实际应用中这通常不是必要的，因为类的生命周期结束后，系统会自动释放其占用的内存资源。

下面我们逐一实现功能：

2 构造函数

2.1 全缺省构造函数

首先我们需要提供一个全缺省的构造函数，方便对象的实例化。 这里我们提供默认的（1900 -1- 1）作为缺省值

代码语言：javascript复制
Date::Date(int year , int month , int day ) {
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}
2.2 拷贝构造函数

然后我们还需要一个拷贝构造函数，让我们更加灵活的创建对象

代码语言：javascript复制
Date::Date(const Date& d) {
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
}
2.3 析构函数

析构函数简单一写即可，因为我们没有开辟空间，不需要考虑复杂问题。

3 赋值运算符重载

这里我们需要实现： = - = -= 前置 后置 前置-- 后置– 加和减原理类似，讲解中只以加为例，详细代码请看结尾全部代码。

3.1 =重载

注意返回值类型，这里传回引用，效率更好。

代码语言：javascript复制
Date& Date::operator=(const Date& d) {
	_year = d._year;
	_month = d._month;
	_day = d._day;
    //灵活使用this指针
	return *this;
}
3.2 = 重载

这里我们先实现 = 之后再实现 ，这样可以避免多次创建变量，效率更高。 首先对于 = 我们需要准确知道该月的月份，保证日期的有效性。

代码语言：javascript复制
int Date::GetMonthDay(int year, int month) {
	int day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	//先判断 是否为二月 在判断是否为闰年 效率更好。
	if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0))
	{
		return 29;
	}

	return day[month];
}

完成 =重载

代码语言：javascript复制
Date& Date::operator =(int day) {

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

	}
	return *this;
}
重载

实现了 =之后我们就好实现 了 注意这里不能传回引用 ， 这里是临时变量，传引用会导致错误。

代码语言：javascript复制
Date Date::operator (int day) {
	Date temp(*this);
	temp  = day;
	return temp;
}
前置 和 后置

前置后置这里使用了不同参数来做区分。不得感叹祖师爷的巧妙。

代码语言：javascript复制
//前置  
Date& Date::operator  () {
//直接返回 =后答案即可
	return *this  = 1;
}
//后置   不能传引用
Date Date::operator  (int) {
//创建一个临时变量来储存   前的值
	Date temp(*this);
	*this  = 1;
	//返回  前的值
	return temp;
}

4 关系操作符重载

这里十分巧妙，我们只需要实现== > 即可通过巧妙使用完成全部操作符重载：

代码语言：javascript复制
bool Date::operator==(const Date& d) {
	return d._year == _year && d._month == _month && d._day == _day;
}

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

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);
}

5 工具方法

5.1 计算日期差

这里使用朴素算法，逐渐 到较大日期即可即可

代码语言：javascript复制
//注意正负
int Date::operator-(const Date& d) {
	//默认前值大
	int flag = 1;
	Date max = *this;
	Date min = d;

	if (max < min) {
		flag = -1;
		max = d;
		min = *this;
	}
	int day = 0;
	while (min != max){
		min  ;
		day  ;
	}
	return flag * day;
}
5.2 日期转换为字符串

使用库函数轻松实现：

代码语言：javascript复制
string Date::toString() const {
	char buffer[11]; // 预留足够的空间存储 "YYYY-MM-DD"
	snprintf(buffer, sizeof(buffer), "d-d-d", _year, _month, _day);
	return string(buffer);
}
5.3 通过字符串构建对象

这一步比较复杂： 首先在声明中加入static 保证可以随时调用。 然后需要保证日期的合法性 最后返回类对象

代码语言：javascript复制
static Date fromString(const string& dateStr);

 Date Date::fromString(const std::string& dateStr) {
	int year = 0, month = 0, day= 0;
	sscanf(dateStr.c_str(), "%d-%d-%d", &year, &month, &day); // 使用sscanf解析字符串
	Date d(year,month,day);
	// 在这里应该添加必要的日期合法性检查
	if (month < 1 || month > 12) {
		throw std::invalid_argument("月份错误n");
	}
	int maxDays = d.GetMonthDay(year, month);
	if (day < 1 || day > maxDays) {
		throw std::invalid_argument("给定月份和年份的日期值无效n");
	}

	return Date(year, month, day);
}

完整源代码

Date.h

代码语言：javascript复制
#pragma once

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

public:
	// 获取某年某月的天数
	int GetMonthDay(int year, int month);
	//展示日期
	void show();
	// 全缺省的构造函数
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1);
	// 拷贝构造函数
    // d2(d1)
	Date(const Date& d);
	// 析构函数
	~Date();
	// 赋值运算符重载

    // d2 = d3 -> d2.operator=(&d2, d3)
	Date& operator=(const Date& d);

	// 日期 =天数
	Date& operator =(int day);
	// 日期 天数
	Date operator (int day);
	// 日期-天数
	Date operator-(int day);
	// 日期-=天数
	Date& operator-=(int day);
	// 前置  
	Date& operator  ();
	// 后置  
	Date operator  (int);
	// 后置--
	Date operator--(int);
	// 前置--
	Date& operator--();
	// >运算符重载

	bool operator>(const Date& d);
	// ==运算符重载
	bool operator==(const Date& d);
	// >=运算符重载
	bool operator >= (const Date& d);
	// <运算符重载
	bool operator < (const Date& d);
	// <=运算符重载
	bool operator <= (const Date& d);
	// !=运算符重载
	bool operator != (const Date& d);
	// 日期-日期 返回天数
	int operator-(const Date& d);
	// 转换为字符串“ YYYY-MM-DD ”
	string toString() const;

	static Date fromString(const string& dateStr);

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;

};

Date.cpp

代码语言：javascript复制
#include"Date.h"

void Date::show() {
	
	printf("M 年 - 月 - 日n",_year,_month,_day);
}

int Date::GetMonthDay(int year, int month) {
	int day[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;
	}

	return day[month];
}

Date::Date(int year , int month , int day ) {
	_year = year;
	_month = month;
	_day = day;
}

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

Date::~Date() {
	_year = 0;
	_month = 0;
	_day = 0;
}

Date& Date::operator =(int day) {

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

	}
	return *this;
}

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

	return *this;
}

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

Date& Date::operator-=(int day) {
	_day -= day;
	while (_day < 0) {
		_month--;
		if (_month < 1) {
			_year--;
			_month = 12;
		}
		_day  = GetMonthDay(_year,_month);
	}
	return *this;
}

Date Date::operator-(int day) {
	Date temp(day);
	temp -= day;
	return temp;
}

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

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

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

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

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

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

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);
}

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

	Date max = *this;
	Date min = d;

	int flag = 1;

	if (max < min) {
		flag = -1;
		max = d;
		min = *this;
	}

	int day = 0;

	while (min != max)
	{
		min  ;
		day  ;
	}
	return flag * day;
}

string Date::toString() const {
	char buffer[11]; // 预留足够的空间存储 "YYYY-MM-DD"
	snprintf(buffer, sizeof(buffer), "d-d-d", _year, _month, _day);
	return string(buffer);
}

 Date Date::fromString(const std::string& dateStr) {
	int year = 0, month = 0, day= 0;
	sscanf(dateStr.c_str(), "%d-%d-%d", &year, &month, &day); // 使用sscanf解析字符串
	Date d(year,month,day);
	// 在这里应该添加必要的日期合法性检查
	if (month < 1 || month > 12) {
		throw std::invalid_argument("月份错误n");
	}
	int maxDays = d.GetMonthDay(year, month);
	if (day < 1 || day > maxDays) {
		throw std::invalid_argument("给定月份和年份的日期值无效n");
	}

	return Date(year, month, day);
}

Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读！！！

下一篇文章见！！！

date 对象 函数 实践 c++

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