C++ 类和对象进阶：默认成员函数与运算符重载

队列中的特殊运用

typedef int STDataType;

class Stack {
public:
    // 默认构造函数，若改成 int n 则不是默认构造函数
    Stack(int n = 4) {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a) {
            perror("malloc fail");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }
private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

// 两个 Stack 实现队列
class MyQueue {
public:
    // 编译器默认生成 MyQueue 的构造函数，调用了 Stack 的构造，完成了两个成员的初始化
private:
    Stack pushst;
    Stack popst;
};

int main() {
    MyQueue mq;
    return 0;
}

析构函数

析构函数与构造函数功能相反。析构函数不是完成对对象本身的销毁（C++ 规定对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对对象资源的清理释放工作）。功能类似于 Destroy，而像 Date 没有 Destroy，就是没有资源需要释放，所以 Date 不需要析构函数。

析构函数的特点：

• 析构函数名是在类名前加上字符 ~：~Stack()。
• 无参数，无返回值。
• 一个类只能有一个析构函数。
• 若未显式定义，系统会自动生成默认的析构函数。
• 对象生命周期结束时，系统会自动调用析构函数。
• 跟构造函数类似，我们不写编译器自动生成的析构函数对内置类型成员不做处理，自定义类型成员会调用它的析构函数。
• 还需要注意的是我们显示写析构函数，对于自定义类型成员也会调用它的析构，也就是说自定义类型成员无论什么情况都会调用析构函数。
• 如果类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，如 Date。如果默认生成的析构就可以用，也就不需要显示写析构，如 MyQueue。但是有资源申请时，一定要自己写析构，否则会造成资源泄漏，如 Stack。

析构函数运用

typedef int STDataType;

class Stack {
public:
    Stack(int n = 4) {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a) {
            perror("malloc fail");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    ~Stack() {
        free(_a);
        _a = nullptr;
        _capacity = _top = 0;
    }
private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

// 两个 Stack 实现队列
class MyQueue {
public:
    // 编译器默认生成 MyQueue 的析构函数，调用了 Stack 的析构，释放的 Stack 内部的资源
private:
    // 自定义类型，会调用自己的析构函数
    Stack pushst;
    Stack popst;
};

int main() {
    MyQueue mq;
    return 0;
}

拷贝构造函数

一个构造函数的第一个参数是自身类类型的引用，且任何额外的参数都有默认值，则此构造函数也叫做拷贝构造函数，也就是说拷贝构造是一个特殊的构造函数。

拷贝构造函数的特点：

• 拷贝构造函数是构造函数的一个重载。
• 拷贝构造函数的第一个参数必须是类类型对象的引用，使用传值方式编译器会直接报错，因为会引发无穷递归调用。
• 拷贝构造函数也可以多个参数，但是第一个参数必须是类类型对象的引用，后面的参数必须有缺省值。
• 自定义类型对象进行拷贝行为必须调用拷贝构造，所以这里自定义类型传值传参和传值返回都会调用拷贝构造完成。
• 若未显式定义拷贝构造，编译器会生成自动生成拷贝构造函数。自动生成的拷贝构造对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝（一个字节一个字节的拷贝），对自定义类型成员变量会调用他的拷贝构造。
  1. 像 Date 这样的类成员变量全是内置类型且没有指向什么资源，编译器自动生成的拷贝构造就可以完成需要的拷贝，所以不需要我们显示实现拷贝构造。
  2. 像 Stack 这样的类，虽然也都是内置类型，但是 _a 指向了资源，编译器自动生成的值拷贝/浅拷贝不符合我们的需求，所以需要我们自己实现深拷贝。
  3. 像 MyQueue 这样的类型内部主要是自定义类型 Stack 成员，编译器自动生成的拷贝构造会调用 Stack 的拷贝构造，也不需要我们显示实现 MyQueue 的拷贝构造。
• 这里还有一个小技巧，如果一个类显示实现了析构并释放资源，那么他就需要显示写拷贝构造，否则就不需要。
• 传值返回会产生一个临时对象调用拷贝构造，传值引用返回，返回的是返回对象的别名（引用），没有产生拷贝。但是如果返回对象是函数的局部对象，函数结束就销毁了，这时的引用相当于一个野引用，类似一个野指针一样。传引用返回可以减少拷贝，但是一定要确保返回对象，在当前函数结束后还在，才能用引用返回。

有误解代码

1、无穷递归调用 (引用的运用)

(1) 无穷递归调用 (无引用)

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

    // -----------------------------------------------
    // 这里必须是引用，如果直接调用会导致无穷递归调用
    // d2(d1)
    Date(const Date d) { 
        _year = d._year; 
        _month = d._month; 
        _day = d._day; 
    }
    // -----------------------------------------------
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

void Func1(Date d) {
    cout << &d << endl;
    d.Print();
}

int main() {
    Date d1(2025, 11, 16);
    d1.Print();
    Func1(d1);
    Date d2(d1);
    d2.Print();
    return 0;
}

(2) 修改后的无穷递归调用 (有引用)

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

    // -----------------------------------------------
    // 这里必须是引用，如果直接调用会导致无穷递归调用
    // d2(d1)，加 const 是为了保护 d 不被修改
    Date(const Date& d) {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }
    // -----------------------------------------------
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// void Func1(Date d) // 这里把 Date d--->Date& d 是为了减少创建空间，调用自己提高效率
void Func1(const Date& d) {
    cout << &d << endl;
    d.Print();
}

int main() {
    Date d1(2025, 11, 16);
    d1.Print();
    Func1(d1);
    Date d2(d1);
    d2.Print();
    return 0;
}

根据第四条，拷贝构造函数与构造函数和析构函数不同，没有拷贝构造函数，编译器会自动生成拷贝构造函数，会自动调用内置类型。

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

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

void Func1(Date& d) {
    cout << &d << endl;
    d.Print();
}

int main() {
    Date d1(2025, 11, 16);
    d1.Print();
    Func1(d1);
    Date d2(d1);
    d2.Print();
    return 0;
}

2、空间释放 (浅拷贝与深拷贝的运用)

(1) 同一个空间被释放两次 (浅拷贝)

#include <iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;

class Stack {
public:
    Stack(int n = 4) {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a) {
            perror("malloc 申请空间失败");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    void Push(STDataType x) {
        if (_top == _capacity) {
            int newcapacity = _capacity * 2;
            STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
            if (tmp == NULL) {
                perror("realloc fail");
                return;
            }
            _a = tmp;
            _capacity = newcapacity;
        }
        _a[_top++] = x;
    }

    // -----------------------------------------------
    ~Stack() {
        cout << "~Stack()" << endl;
        free(_a);
        _a = nullptr;
        _top = _capacity = 0;
    }
    // -----------------------------------------------
private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

int main() {
    Stack st1;
    st1.Push(1);
    st1.Push(2);

    // -----------------------------------------------
    // Stack 不显示实现拷贝构造，用自动生成的拷贝构造完成浅拷贝
    // 会导致 st1 和 st2 里面的_a 指针指向同一块资源，析构时会析构两次，程序崩溃
    Stack st2(st1);

    return 0;
}

图示：

(2) 修改正确后的代码 (深拷贝)

#include <iostream>
using namespace std;
typedef int STDataType;

class Stack {
public:
    Stack(int n = 4) {
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n);
        if (nullptr == _a) {
            perror("malloc 申请空间失败");
            return;
        }
        _capacity = n;
        _top = 0;
    }

    // st2(st1)
    Stack(const Stack& st) {
        cout << "Stack(const Stack& st)" << endl;
        // 需要对_a 指向资源创建同样大的资源再拷贝值
        _a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * st._capacity);
        if (nullptr == _a) {
            perror("malloc 申请空间失败!!!");
            return;
        }
        memcpy(_a, st._a, sizeof(STDataType) * st._top);
        _top = st._top;
        _capacity = st._capacity;
    }

    void Push(STDataType x) {
        if (_top == _capacity) {
            int newcapacity = _capacity * 2;
            STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
            if (tmp == NULL) {
                perror("realloc fail");
                return;
            }
            _a = tmp;
            _capacity = newcapacity;
        }
        _a[_top++] = x;
    }

    ~Stack() {
        cout << "~Stack()" << endl;
        free(_a);
        _a = nullptr;
        _top = _capacity = 0;
    }
private:
    STDataType* _a;
    size_t _capacity;
    size_t _top;
};

int main() {
    Stack st1;
    st1.Push(1);
    st1.Push(2);

    // Stack 不显示实现拷贝构造，用自动生成的拷贝构造完成浅拷贝
    // 会导致 st1 和 st2 里面的_a 指针指向同一块资源，析构时会析构两次，程序崩溃
    Stack st2(st1);
    return 0;
}

3、拷贝调用函数的运用

假如一个自定义函数有 10000 个数据，如果使用拷贝调用话，效率就特别低下。这时候就可以把 Stack st 改写成 const Stack& st，st 就是 st1 的另一个名称，这是传的就是 st1 本身。

void func(const Stack& st) {}

int main() {
    Stack st1;
    st1.Push(1);
    st1.Push(2);
    func(st1);
}

4、引用返回的运用

// 用引用可以减少拷贝的消耗
Stack& func2() {
    // 出来作用域 st 会销毁，防止放回空引用，用 static 改为静态
    static Stack st;
    return st;
}

int main() {
    Stack ret = func2();
    return 0;
}

赋值运算符重载

1、运算符重载

当运算符被用于类类型的对象时，C++ 语言允许我们通过运算符重载的形式指定新的含义。C++ 规定类类型对象使用运算符时，必须转换成调用对应运算符重载，若没有对应的运算符重载，则会编译报错。运算符重载是具有特殊名字的函数，他的名字是由 operator 和后面要定义的运算符共同构成。和其他函数一样，它也**具有其返回类型和参数列表以及函数体。**重载运算符函数的参数个数和该运算符作用的运算对象数量一样多。一元运算符有一个参数 (常见的有++、–)，二元运算符有两个参数 (常见的有+、-)，二元运算符的左侧运算对象传给第一个参数，右侧运算对象传给第二个参数。例如：bool operator==(const Date& d1,const Date& d2)和 operator==(d1, d2);

如果重载运算符函数是成员函数，则它的第一个运算对象默认传给隐式的 this 指针，例如：Date& operator=(const Date& d)

运算符重载后，其优先级和结合性与对应的内置类型保持一致。

不能通过连接语法中没有的符号来创建新的操作符。例如：operator@ .* :: sizeof ?: . 以上运算符不能重载。

重载操作符至少有一个类类型参数，不能通过运算符重载改变内置类型对象的含义。例如：int operator+(int x, int y)。

重载++运算符时，有前置++和后置++，运算符重载函数名都是 operator++，无法很好的区分。C++ 规定，后置++重载时，增加一个 int 形参，跟前置++构成函数重载，方便区分。Date& operator++(int) 与 Date& operator++()。

重载 << 和 >> 时，需要重载为全局函数，因为重载为成员函数，this 指针 默认抢占了第一个形参位置，第一个形参位置是左侧运算对象，调用时就变成了对象 <<cout，不符合使用习惯和可读性。重载为全局函数把 ostream/istream 放到第一个形参位置就可以了，第二个形参位置当类类型对象。

(1) 重载未全局的面临对象访问私有成员变量的问题

有几种方法可以解决：

1. 成员公开
2. Date 提供 get 函数
3. 友元函数
4. 重载未成员函数

1.1 成员公开

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

    // 这里把内置类型设置为公开，但是工作上不会这么写
    // private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// 重载未全局的面临对象访问私有成员变量的问题
bool operator==(const Date& d1, const Date& d2) {
    return d1._year == d2._year && d1._month == d2._month && d1._day == d2._day;
}

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);
    Date d2(2025, 11, 27);

    // 运算符重载函数可以显示调用 operator==(d1, d2);
    // 编译器会转变为 operator==(d1, d2); d1 == d2;
    return 0;
}

1.2 友元函数

#include <iostream>
using namespace std;

class Date {
    // 友元函数
    friend bool operator==(const Date& d1, const Date& d2);

public:
    // ...
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);
    Date d2(2025, 11, 27);

    // 运算符重载函数可以显示调用 d1.operator==(d2);
    // 编译器会转变为 d1.operator==(d2); d1 == d2;
    return 0;
}

1.3 重载成员函数

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

    // 重载未全局的面临对象访问私有成员变量的问题
    bool operator==(const Date& d) {
        return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);
    Date d2(2025, 11, 27);

    // 运算符重载函数可以显示调用 d1.operator==(d2);
    // 编译器会转变为 d1.operator==(d2); d1 == d2;
    return 0;
}

(2) 赋值运算符重载

• 赋值运算符重载用于两个已经存在的对象直接拷贝赋值
• 拷贝构造用于一个对象拷贝初始化给另一个要创建的对象

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);
    Date d2(2025, 11, 27);

    // 赋值重载拷贝
    d2 = d1;

    // 拷贝构造
    Date d3(d2);
    Date d4 = d3;
    return 0;
}

赋值运算符重载的特点：

• 赋值运算符重载是一个运算符重载，规定必须重载为成员函数。
• 赋值运算重载的参数建议写成 const 当前类类型引用，否则会传值传参会有拷贝。
• 有返回值，且建议写成当前类类型引用，引用返回可以提高效率，有返回值目的是为了支持连续赋值场景。
• 没有显式实现时，编译器会自动生成一个默认赋值运算符重载，默认赋值运算符重载行为跟默认拷贝构造函数类似，对内置类型成员变量会完成值拷贝/浅拷贝，对自定义类型成员变量会调用他的赋值重载函数。
• 总结：如果显示了析构释放资源，就需要实现拷贝构造和赋值重载。没有显示析构就不需要实现拷贝构造和赋值重载。

#include <iostream>
using namespace std;

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

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

    // 传引用返回减少拷贝
    // d1 = d2
    Date& operator=(const Date& d) {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
        // d1=d2 表达式的返回对象应该为 d1，也就是*this
        return *this;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);

    // 拷贝构造
    Date d2 = d1;
    Date d3(2025, 11, 27);

    // 拷贝运算符重载
    d1 = d3;

    // 拷贝构造
    Date d4 = d3;
    return 0;
}

(3) 连续赋值

Date& operator=(const Date& d) {
    _year = d._year;
    _month = d._month;
    _day = d._day;
    // d1=d2 表达式的返回对象应该为 d1，也就是*this
    return *this;
}

int main() {
    Date d1(2025, 11, 26);

    // 拷贝构造
    Date d2 = d1;
    Date d3(2025, 11, 27);

    // 拷贝运算符重载
    d1 = d3;

    // 拷贝构造
    Date d4 = d3;

    // 连续赋值
    d1 = d2 = d3;
    return 0;
}

构造函数与运算符重载总结

#include <iostream>
using namespace std;

class Date {
public:
    // 构造函数
    Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }

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

    // 拷贝构造函数
    Date(const Date& d) {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
    }

    // 运算符重载
    Date& operator=(const Date& d) {
        _year = d._year;
        _month = d._month;
        _day = d._day;
        return *this;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

void Func1(Date& d) {
    cout << &d << endl;
    d.Print();
}

void Test01() {
    // 构造函数
    Date d1(2020, 11, 28);
    d1.Print();
    Func1(d1);

    // 拷贝构造函数
    Date d2 = d1;
    d2.Print();

    // 构造函数
    Date d3(2007, 6, 18);

    // 赋值运算符重载
    d1 = d3;
    d1.Print();

    // 赋值运算符重载
    d2 = d1 = d3;
}

int main() {
    Test01();
    return 0;
}

日期实现

(1) 整个代码

/* Date.h */
#pragma once
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;

class Date {
    // 友元函数 (可将流放入 this 位)
    friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);

public:
    // 构造函数 (可省略创建 Init)
    Date(int year = 1990, int month = 1, int day = 1) {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
        // 当日期不正确时，报错并打印出非法日期
        if (!CheckDate()) {
            cout << "非法日期";
            Print();
        }
    }

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

    // 最常调用的函数，应放到类里面实现。编译器会自动加上内联函数 (inline) 提高效率
    inline int GetMonthDay(int year, int month) {
        // 非法月份
        assert(month > 0 && month < 13);
        // 放回每个月的总天数 (用数组实现，也要判断年份是否为闰年时)
        static int MontDayArray[13] = {-1, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 30, 31, 30, 31, 30};
        if ((month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0))) {
            return 29;
        }
        return MontDayArray[month];
    }

    // 判断是否非法日期
    bool CheckDate();

    // 用运算符重载来比较两日期
    // 在类中，this 指针指向第一类，第二类在 () 中写入
    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);

    // 运用引用时，减少拷贝，提高效率
    Date& operator+=(int day);
    Date operator+(int day);
    Date& operator-=(int day);
    Date operator-(int day);

    // 前置++() 中为空
    // 后置++ 需要 () 中加上 int
    Date operator++(int);
    Date& operator++();
    Date operator--(int);
    Date& operator--();

    // 两日期相减，返回的是整形
    int operator-(const Date& d);

    // this 接收 d、io 流只能在第二位
    // ostream& operator<<(ostream& out);

private:
    // 内置类型没有申请空间，不需要析构函数
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

// 用全局，可将 this 做为 io 流，d 在第二位
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
istream& operator>>(istream& in, Date& d);

/* Date.cpp */
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"

// 类外定义，需要运用到命名空间的知识
bool Date::CheckDate() {
    if (_month < 1 || _month > 12 || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month)) {
        return false;
    } else {
        return true;
    }
}

Date& Date::operator+=(int day) {
    // 实现日期改变
    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;
}

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

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

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

// d2 < d1
bool Date::operator<(const Date& d) {
    if (_year < d._year) {
        return true;
    } else if (_year == d._year) {
        if (_month < d._month) {
            return true;
        } else if (_month == d._month) {
            return _day < d._day;
        }
    }
    return false;
}

// d2 <= d1
bool Date::operator<=(const Date& d) {
    return *this < d || *this == d;
}

// d2 > d1
bool Date::operator>(const Date& d) {
    return !(*this <= d);
}

// d2 >= d1
bool Date::operator>=(const Date& d) {
    return !(*this < d);
}

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

// d2 != d1
bool Date::operator!=(const Date& d) {
    return !(*this == d);
}

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

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

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

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

// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d) {
    int flag = 1;
    Date max = *this;
    Date min = d;
    if (*this < d) {
        max = d;
        min = *this;
        flag = -1;
    }
    int n = 0;
    while (min != max) {
        ++min;
        ++n;
    }
    return n * flag;
}

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

istream& operator>>(istream& in, Date& d) {
    cout << "请输入年月日: >";
    in >> d._year >> d._month >> d._day;
    return in;
}

/* test.cpp */
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "Date.h"

void Test01() {
    Date d1(2025, 11, 28);
    d1.Print();
    Date d2 = d1 - 100;
    d2.Print();
}

void Test02() {
    Date d1(2024, 7, 13);
    Date ret1 = d1++;
    ret1.Print();
    d1.Print();
    Date d2(2024, 7, 13);
    Date ret2 = ++d2;
    ret2.Print();
    d2.Print();
}

void Test03() {
    Date d1(2024, 7, 12);
    d1 += -100;
    d1.Print();
    d1 -= -100;
    d1.Print();
}

void Test04() {
    Date d1(2034, 10, 1);
    Date d2(2024, 6, 31);
    cout << d1 - d2 << endl;
}

void Test05() {
    Date d1(2025, 11, 27);
    Date d2(2025, 11, 28);
    // 倒反天罡 (在成员函数中，this 指针是 d1，而 out 却在第二个中)
    // d1 << cout
    // d1.operator<<(cout)
    // 返回值接收流，可以输出多个
    cout << d1 << d2;
}

void Test06() {
    Date d1;
    Date d2;
    cin >> d1 >> d2;
    cout << d1 << d2;
    cout << d1 - d2 << endl;
}

int main() {
    Test06();
    return 0;
}

(2) 超级拆解日期实现

1.1 构造函数

// 构造函数 (可省略创建 Init)
Date(int year = 1990, int month = 1, int day = 1) {
    _year = year;
    _month = month;
    _day = day;
    // 当日期不正确时，报错并打印出非法日期
    if (!CheckDate()) {
        cout << "非法日期";
        Print();
    }
}

void Test01() {
    Date d1(2025, 11, 28);
    d1.Print();
}

1.2 析构函数

内置类型没有申请空间，不需要自己写析构函数，编译器会自己生成

private:
    // 内置类型没有申请空间，不需要析构函数
    int _year;
    int _month;
    int _day;

1.3 二元运算符重载

class Date {
    // 运用引用时，减少拷贝，提高效率
    Date& operator+=(int day);
    Date operator+(int day);
    Date& operator-=(int day);
    Date operator-(int day);
};

/* Date.cpp */
Date& Date::operator+=(int day) {
    // 实现日期改变
    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;
}

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

1.4 二元运算符重载 (比较)

class Date {
    // 用运算符重载来比较两日期
    // 在类中，this 指针指向第一类，第二类在 () 中写入
    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);
};

// d2 < d1
bool Date::operator<(const Date& d) {
    if (_year < d._year) {
        return true;
    } else if (_year == d._year) {
        if (_month < d._month) {
            return true;
        } else if (_month == d._month) {
            return _day < d._day;
        }
    }
    return false;
}

// d2 <= d1
bool Date::operator<=(const Date& d) {
    return *this < d || *this == d;
}

// d2 > d1
bool Date::operator>(const Date& d) {
    return !(*this <= d);
}

// d2 >= d1
bool Date::operator>=(const Date& d) {
    return !(*this < d);
}

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

// d2 != d1
bool Date::operator!=(const Date& d) {
    return !(*this == d);
}

1.5 一元运算符重载

class Date {
    // 前置++() 中为空
    // 后置++ 需要 () 中加上 int
    Date operator++(int);
    Date& operator++();
    Date operator--(int);
    Date& operator--();
};

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

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

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

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

1.6 日期相减

class Date {
    // 两日期相减，返回的是整形
    int operator-(const Date& d);
};

// d1 - d2
int Date::operator-(const Date& d) {
    int flag = 1;
    Date max = *this;
    Date min = d;
    if (*this < d) {
        max = d;
        min = *this;
        flag = -1;
    }
    int n = 0;
    while (min != max) {
        ++min;
        ++n;
    }
    return n * flag;
}

1.7 流的运用

class Date {
    // 友元函数 (可将流放入 this 位)
    friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
};

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

istream& operator>>(istream& in, Date& d) {
    cout << "请输入年月日: >";
    in >> d._year >> d._month >> d._day;
    return in;
}

取地址运算符重载

1、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 变为 const Date* const this。

class Date {
    // 这里的 Print 也要进行权限放大
    void Print() const {
        cout << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
    }
};

void Test01() {
    // 这里用 const 将 d1 的权限放大，不能对 d1 进行打印
    const Date d1(2025, 11, 30);
    d1.Print();

    // const 的 Print 照样可以打印不加 const 的 d2
    Date d2(2025, 12, 1);
    d2.Print();
}

2、取地址运算符重载

取地址运算符重载分为普通地址运算符和 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使用，不需要去显示实现。除非有些很特殊的场景，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。

#include <iostream>
using namespace std;

class Date {
public:
    Date(int year, int month, int day) : _year(year), _month(month), _day(day) {}

    // Date const this;
    Date* operator&() {
        // 可以是自己定义的值，但是要修改成定义类型
        return this;
        // return nullptr;
        // return (Date*)2256FF00X30;
    }

    // const Date const this;
    const Date* operator&() const {
        // 可以是自己定义的值，但是要修改成定义类型
        return this;
        // return nullptr;
        // return (Date*)2256FF00X46;
    }

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

int main() {
    return 0;
}