C++奇迹之旅：从0开始实现日期时间计算器

文章目录

📝前言
🌠 头文件Date.h
- 🌉日期计算函数
- - 🌠前后置++
  - 🌉前后置--
🌠两对象日期相减
- 🌉自定义流输入和输出
🌉 代码
- 🌉 头文件Date.h
- 🌠Date.cpp
- 🌉 Test.cpp
🚩总结

📝前言

通过前面学完了C++的默认成员函数，实践出真知，本小节我们将一起来实现一个简单上手的日期时间计算器，阿森和你一起一步一步的操作实现！完整代码在文章末尾哦

🌠 头文件Date.h

为了代码的维护性和可观型，我们在设置三个文件头文件Date.h，源文件Date.cpp，Test.cpp 我们先把头文件该写的写上：

代码语言：javascript

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#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#include <stdbool.h>

#include <assert.h>

class Date

{

public:

//全缺省构造函数

Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

//拷贝构造函数：由于我们知道Date这种类，可写构造也可以不写，可以让编译器自动生成

Date(const Date& d);

//析构函数；和拷贝构造函数一样，可写也可以不写

~Date()

//打印函数，检验每一步代码错误

void print();

Date& operator+(const Date& d);
private:

//内置类型：缺省值可给不给

int _year = 1;

int _month = 1;

int _day = 1;

};

此时此刻，我们接下来要源文件Date.c来实现全缺省的构造函数：

代码语言：javascript

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Date::Date(int year, int month, int day)

{

_year = year;

_month = month;

_day = day;

}

注意：这里我们全缺省构造函数进行声明与定义分离时，源文件定义时不需要缺省，也就是不要带值，否则如下图：将会重定义默认参数。

接下来我们实现打印函数：

代码语言：javascript

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void Date::print()
{
	cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
}

拷贝构造函数

代码语言：javascript

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

赋值运算符重载：

代码语言：javascript

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

}

此时此刻，头文件大致完成了，我们接下来要来实现简单的大小比较操作：

如这些通用的运算符重载，你可以吧他们加到头文件Date.c类Date里的public中：

代码语言：javascript

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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);

这里有六个运算符重载，我们只需实现1组：第一组：<和==，第二组：>和==，其他4个可以直接调用：
我们这里实现第一组：<和==

<的运算符重载

代码语言：javascript

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bool Date::operator<(const Date& d)

{

// 如果当前年份小于传入日期的年份,则当前日期小于传入日期

if (_year < d._year)

{

return true;

}

// 如果年份相同,则比较月份

else if (_year == d._year)

{

// 如果当前月份小于传入日期的月份,则当前日期小于传入日期

if (_month < d._month)

{

return true;

}

// 如果月份相同,则比较日期

else if (_month == d._month)

{

// 如果当前日期小于传入日期的日期,则当前日期小于传入日期

if (_day < d._day)

{

return true;

}

}

}
// 如果以上条件都不满足,则当前日期不小于传入日期
return false;

}

==运算符重载

代码语言：javascript

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bool Date::operator==(const Date& d)

{

return _year == d._year

&& _month == d._month

&& _day == d._day;

}

两组都是按照年月日顺序进行逻辑判断

接下来就是有意思的调用操作了

小于等于意思是：小于或者等于

代码语言：javascript

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bool Date::operator<=(const Date& d)

{

return (*this < d) || (*this == d);

}

大于意思：不小于等于

代码语言：javascript

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bool Date::operator>(const Date& d)

{

return !(*this <= d);

}

大于等于：不小于

代码语言：javascript

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bool Date::operator>=(const Date& d)

{

return !(*this < d);

}

4.不等于就是等于的反面嘛

代码语言：javascript

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  bool Date::operator!=(const Date& d)

{

return !(*this == d);

}

🌉日期计算函数

我们在一个日期上加天数，但是由于闰年和平年的2月的天数不同，如果在每次加，减天数，都要判断容易犯错，因此我们可以把它封装成一个函数，进行加天数的比较，我们可以定义一个数组，由于每次调用，可以设置成全局，用静态函数修饰。

代码语言：javascript

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int GetMonthDay(int year, int month)

{

assert(month < 13 && month>0);

static int dayArray[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
if ((2 == month) &amp;&amp; (year % 4 == 0 &amp;&amp; year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
{
	return dayArray[month] + 1;//也可以直接写29
}
else
{
	return dayArray[month];
}

}

自身加天数类：

代码语言：javascript

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//d1+50

Date& operator+=(int day);

Date operator+(int day);
//d1-50

Date& operator-=(int day);

Date operator-(int day);

这里分为了两组：
你说得很对,这两个重载运算符的区别在于是否修改了原对象。

operator+=是修改原对象的:

代码语言：javascript

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//d1+=50

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

{

// 将天数加到当前日期上

_day += day;
// 如果加上天数后,当前日期超过了当月的最大天数
while (_day &gt; GetMonthDay(_year, _month))
{
    // 将当前日期减去当月的最大天数
    _day -= GetMonthDay(_year, _month);
    // 月份加1
    ++_month;
    // 如果月份超过了12月,则年份加1,月份重置为1月
    if (13 == _month)
    {
        ++_year;
        _month = 1;
    }
}

// 返回当前对象的引用
return *this;

}

这个函数直接修改了当前对象的成员变量,返回的是当前对象的引用。因此,如果使用 d1 += 50;，那么 d1 对象本身会发生改变。

实现了加等，实现加就易如反掌了

operator+是返回一个新对象:

代码语言：javascript

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Date Date::operator+(int day)

{

Date temp = *this;

temp += day;

return temp;

}

这个函数首先创建了一个临时对象 temp，它是当前对象的副本。然后,它调用 operator+= 修改 temp 对象,最后返回 temp。因此,如果使用 d1 = d1 + 50;，那么 d1 对象本身不会发生改变,而是会返回一个新的 Date 对象。

上面是加等嵌套在加里面，下面是加嵌套在加等里面

代码语言：javascript

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Date Date::operator+(int day)

{

Date temp = *this;
temp += day;
while (temp._day &gt; GetMonthDay( temp._year, temp._month))
{
	day -= GetMonthDay(temp._year, temp._month);
	++temp._month;
	if (13 == temp._month)
	{
		++temp._year;
		temp._month = 1;
	}

}

return temp;

}
Date& Date::operator+=(int day)

{

*this = *this + day;
return *this;

}

两种方法都是要创建新的变量，效果一样，第一种创建变量，拷贝构造，然后复用+=，返回的要创建临时对象，这种方式的优点是,在调用 operator+ 时,不需要重复计算日期的更新逻辑,因为 operator+= 已经实现了这个逻辑。但是第二种，由于*this = *this + day;在*this+day中先调用+，然后在+中拷贝构造，然后返回临时对象，然后还要进行拷贝构造，对比第一种效率降低了，所以使用加复用加等性能更好

日期的加减也是如此：减等和减

代码语言：javascript

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Date& Date::operator-=(int day)
{
	_day -= day;
	if (0 == _day)
	{
		--_month;
		_day = GetMonthDay(_year, _month);
	}
while (_day &lt;= 0)
{
	--_month;
	_day += GetMonthDay(_year, _month);
}

return *this;

}
// d1-50

Date Date::operator-(int day)

{

Date temp = *this;

temp -= day;
return temp;

}

🌠前后置++

代码语言：javascript

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// 前置递增运算符重载

// 该运算符重载函数返回递增后的日期对象的引用

Date& Date::operator++()

{

// 将当前日期对象加 1 天

*this += 1;
// 返回递增后的日期对象的引用
return *this;

}

这是前置递增运算符重载函数，它返回递增后的日期对象的引用,因此可以支持连续的前置递增操作,如 ++d1;，实现方式是调用 operator+= 函数将当前日期对象加 1 天,然后返回当前对象的引用。

代码语言：javascript

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// 后置递增运算符重载

// 该运算符重载函数返回递增前的日期对象

Date Date::operator++(int)

{

// 创建一个临时日期对象,保存当前日期对象的值

Date temp(*this);
// 将当前日期对象加 1 天
*this += 1;

// 返回递增前的临时日期对象
return temp;

}

这是后置递增运算符重载函数。它返回递增前的日期对象,因此可以支持后置递增操作,如 d1++;。
实现方式是:创建一个临时日期对象,保存当前日期对象的值，调用 operator+= 函数将当前日期对象加 1 天，返回保存的临时日期对象。

这两个函数的主要区别在于返回值的不同。前置递增运算符返回递增后的日期对象的引用,而后置递增运算符返回递增前的日期对象。这种差异使得它们在使用时有不同的表现。

前置递增运算符通常更高效,因为它不需要创建临时对象。后置递增运算符需要创建一个临时对象来保存原始值,然后再执行递增操作,因此会稍微慢一些。

🌉前后置–

代码语言：javascript

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// 前置递减运算符重载

// 该运算符重载函数返回递减后的日期对象的引用

Date& Date::operator--()

{

// 将当前日期对象减 1 天

*this -= 1;
// 返回递减后的日期对象的引用
return *this;

}

这是前置递减运算符重载函数。它返回递减后的日期对象的引用,因此可以支持连续的前置递减操作,如 --d1;实现方式是调用 operator-= 函数将当前日期对象减 1 天,然后返回当前对象的引用。

代码语言：javascript

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// 后置递减运算符重载

// 该运算符重载函数返回递减前的日期对象

Date Date::operator--(int)

{

// 创建一个临时日期对象,保存当前日期对象的值

Date temp(*this);
// 将当前日期对象减 1 天
*this -= 1;

// 返回递减前的临时日期对象
return temp;

}

这是后置递减运算符重载函数。它返回递减前的日期对象,因此可以支持后置递减操作,如 d1–;。
实现方式是:创建一个临时日期对象,保存当前日期对象的值。调用 operator-= 函数将当前日期对象减 1 天，返回保存的临时日期对象。

前置递减运算符通常更高效,因为它不需要创建临时对象。

🌠两对象日期相减

代码语言：javascript

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//d1-d2

// 日期差运算符重载

// 该运算符重载函数返回两个日期对象之间的天数差

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

{

// 创建两个临时日期对象,分别保存较大和较小的日期

Date max = *this;

Date min = d;
// 标记变量,用于记录较大日期是否在前
int flag = 1;

// 如果当前日期对象小于传入的日期对象
if (*this &lt; d)
{
    // 交换两个临时日期对象的值,使 max 保存较大的日期
    max = d;
    min = *this;

    // 将标记变量设为 -1,表示较小日期在前
    flag = -1;
}

// 初始化天数差为 0
int n = 0;

// 循环递增较小日期,直到与较大日期相等
while (min != max)
{
    // 递增较小日期
    ++min;

    // 累加天数差
    ++n;
}

// 返回天数差,并根据标记变量的值确定正负
return n * flag;

}

首先创建两个临时日期对象 max 和 min,分别保存较大和较小的日期，然后判断当前日期对象是否小于传入的日期对象,如果是,则交换 max 和 min 的值,并将标记变量 flag 设为 -1，接下来,使用 while 循环递增 min 日期,直到与 max 日期相等,同时累加天数差 n，最后,根据标记变量 flag 的值确定返回值的正负,即返回两个日期对象之间的天数差。

🌉自定义流输入和输出

通常我们可以输入的时候是不是想这样输入：cin>>d1或者输出cout<<d2，如下面这个流运算符重载，我们知道重载这里有this指针，顺序是this ，cout，那么它的传参表示是d1<<cout，哇，这和我们平时的逻辑相反不可观，而且这只能定义在类里面，外部无法调用那咋办？

代码语言：javascript

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void Date::operator<<(ostream& out)

{

out << _year << "年" << _month << "月" << _day << "日" << endl;

}

我们可以定义在全局作用域里，

代码语言：javascript

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// 重载输出运算符 <<

// 该运算符重载函数用于将日期对象输出到输出流中

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

{

// 将日期对象的年、月、日输出到输出流中

// 每个数值后跟相应的单位

out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;
// 返回输出流对象,以支持连续输出
return out;

}

这是重载输出运算符 << 的函数。它接受一个输出流对象 out 和一个常量日期对象 d 作为参数，该函数返回输出流对象 out,以支持连续输出。

代码语言：javascript

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bool Date::CheckDate()

{

if (_month < 1 || _month > 12

|| _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))

{

return false;

}

else

{

return true;

}

}
// 重载输入运算符 >>

// 该运算符重载函数用于从输入流中读取日期对象的值

istream& operator>>(istream& in, Date& d)

{

// 提示用户输入年/月/日

cout << "请依次输入年/月/日：->";
// 从输入流中读取年、月、日的值,并存储到日期对象d中
in &gt;&gt; d._year &gt;&gt; d._month &gt;&gt; d._day;

if (!d.CheckDate())//避免出现2024 4 0日
{					
	cout &lt;&lt; &#34;日期非法&#34; &lt;&lt; endl;
}

// 返回输入流对象,以支持连续输入
return in;

}

这是重载输入运算符 >> 的函数，它接受一个输入流对象 in 和一个可修改的日期对象 d 作为参数，该函数返回输入流对象 in,以支持连续输入。注意：CheckDate()为了防止输入 2024年4月0日

最后问题是在全局两个在全局变量中怎么能使用Date的内置类型呢？
没错！我是你的朋友就好啦！！！友元friend
我的朋友就可以用了嘛，这里可以定义在public里面也可以不在

代码语言：javascript

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#pragma once

#include<iostream>

using namespace std;
#include <stdbool.h>

#include <assert.h>

class Date

{

// 友元函数声明

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

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

public:

//全缺省构造函数

Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

//拷贝构造函数：由于我们知道Date这种类，可写构造也可以不写，可以让编译器自动生成

Date(const Date& d);

//析构函数；和拷贝构造函数一样，可写也可以不写

~Date()

//打印函数，检验每一步代码错误

void print();

Date& operator+(const Date& d);
private:

//内置类型：缺省值可给不给

int _year = 1;

int _month = 1;

int _day = 1;

};

🌉 代码

🌉 头文件Date.h

代码语言：javascript

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#pragma once

#include<iostream>

using namespace std;
#include <stdbool.h>

#include <assert.h>

class Date

{

//cout << d1

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

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

Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1);

void print();

Date& operator+(const Date& d);

//定义到类里，默认是内敛函数

int GetMonthDay(int year, int month)

{

assert(month < 13 && month>0);

static int dayArray[13] = { -1,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if ((2 == month) &amp;&amp; (year % 4 == 0 &amp;&amp; year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
	{
		return dayArray[month] + 1;
	}
	else
	{
		return dayArray[month];
	}
}


bool CheckDate();

bool operator&lt;(const Date&amp; d);
bool operator&lt;=(const Date&amp; d);
bool operator&gt;(const Date&amp; d);
bool operator&gt;=(const Date&amp; d);
bool operator==(const Date&amp; d);
bool operator!=(const Date&amp; d);

//d1+50
Date&amp; operator+=(int day);
Date operator+(int day);

//d1-50
Date&amp; operator-=(int day);
Date operator-(int day);

// ++d1
Date&amp; operator++();
//d1++
Date operator++(int);

// --d1
Date&amp; operator--();
// d1--
Date operator--(int);

//d1-d2
int operator-(const Date&amp; d);

private:

int _year = 1;

int _month = 1;

int _day = 1;

};
//cout << d1

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

istream& operator>>(istream& in, Date& d);

🌠Date.cpp

代码语言：javascript

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#pragma once

#include "Date.h"
// 构造函数,初始化日期对象的年月日

Date::Date(int year, int month, int day)

{

_year = year;

_month = month;

_day = day;

}
// 拷贝构造函数,创建一个新的日期对象并初始化为与给定日期对象相同的值

Date::Date(const Date& d)

{

_year = d._year;

_month = d._month;

_day = d._day;

}
// 打印日期对象的年月日

void Date::print()

{

cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;

}
// 重载小于运算符,比较两个日期对象的大小

bool Date::operator<(const Date& d)

{

// 先比较年份,如果年份小于则返回true

if (_year < d._year)

return true;

// 如果年份相同,再比较月份,如果月份小于则返回true

else if (_year == d._year && _month < d._month)

return true;

// 如果年份和月份都相同,再比较日期,如果日期小于则返回true

else if (_year == d._year && _month == d._month && _day < d._day)

return true;

// 其他情况返回false

return false;

}
// 重载小于等于运算符,比较两个日期对象是否相等或者前者小于后者

bool Date::operator<=(const Date& d)

{

return (*this < d) || (*this == d);

}
// 重载大于运算符,比较两个日期对象的大小

bool Date::operator>(const Date& d)

{

return !(*this <= d);

}
// 重载大于等于运算符,比较两个日期对象是否相等或者前者大于后者

bool Date::operator>=(const Date& d)

{

return !(*this < d);

}
// 重载等于运算符,比较两个日期对象的年月日是否相同

bool Date::operator==(const Date& d)

{

return _year == d._year && _month == d._month && _day == d._day;

}
// 重载不等于运算符,比较两个日期对象是否不相同

bool Date::operator!=(const Date& d)

{

return !(*this == d);

}
// 重载加法运算符,将两个日期对象的年月日相加

Date& Date::operator+(const Date& d)

{

if (this != &d)

{

_year = d._year;

_month = d._month;

_day = d._day;

}

return *this;

}
// 重载加等于运算符,将当前日期对象加上指定的天数

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

{

_day += day;

while (_day > GetMonthDay(_year, _month))

{

_day -= GetMonthDay(_year, _month);

++_month;

if (13 == _month)

{

++_year;

_month = 1;

}

}

return *this;

}
// 重载加法运算符,创建一个新的日期对象并将当前日期对象加上指定的天数

Date Date::operator+(int day)

{

Date temp = *this;

temp += day;

return temp;

}
// 重载减等于运算符,将当前日期对象减去指定的天数

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

{

_day -= day;

if (0 == _day)

{

--_month;

_day = GetMonthDay(_year, _month);

}

while (_day <= 0)

{

--_month;

_day += GetMonthDay(_year, _month);

}

return *this;

}
// 重载减法运算符,创建一个新的日期对象并将当前日期对象减去指定的天数

Date Date::operator-(int day)

{

Date temp = *this;

temp -= day;

return temp;

}
// 重载前置递增运算符,将当前日期对象加1天

Date& Date::operator++()

{

*this += 1;

return *this;

}
// 重载后置递增运算符,将当前日期对象加1天并返回原始值

Date Date::operator++(int)

{

Date temp(*this);

*this += 1;

return temp;

}
// 重载前置递减运算符,将当前日期对象减1天

Date& Date::operator--()

{

*this -= 1;

return *this;

}
// 重载后置递减运算符,将当前日期对象减1天并返回原始值

Date Date::operator--(int)

{

Date temp(*this);

*this -= 1;

return temp;

}
// 重载减法运算符,计算两个日期对象之间的天数差

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;

}
// 重载输出运算符,将日期对象的年月日输出到流中

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

{

out << d._year << "年" << d._month << "月" << d._day << "日" << endl;

return out;

}
// 检查日期是否合法

bool Date::CheckDate()

{

if (_month < 1 || _month > 12 || _day < 1 || _day > GetMonthDay(_year, _month))

return false;

else

return true;

}
// 重载输入运算符,从输入流中读取年月日并创建日期对象

istream& operator>>(istream& in, Date& d)

{

cout << "请依次输入年/月/日：->";

in >> d._year >> d._month >> d._day;

if (!d.CheckDate())

cout << "日期非法" << endl;

return in;

}

🌉 Test.cpp

代码语言：javascript

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# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include<iostream>

using namespace std;
#include "Date.h"

void TestDate1()

{

Date d1(2024, 4, 14);

Date d2 = d1 + 50;

d1.print();

d2.print();
Date d3(2024, 4, 14);
Date d4 = d3 - 50;
d3.print();
d4.print();

}
void TestDate2()

{

Date d1(2024, 4, 14);

Date d2 = ++d1;

d2.print();
Date d3(2024, 4, 14);
Date d4 = d3++;
d4.print();

}
void TestDate3()

{

Date d1(2024, 4, 14);

Date d2 = --d1;

d2.print();
Date d3(2024, 4, 14);
Date d4 = d3--;
d4.print();

}
void TestDate4()

{

Date d1(2024, 4, 14);

Date d2(2020, 9, 1);

int n = d1 - d2;
cout &lt;&lt; n &lt;&lt; endl;

}
void TestDate5()

{

Date d1(2024, 4, 24);

Date d2 = d1 + 5000;
cout &lt;&lt; d1;
cout &lt;&lt; d2;

cin &gt;&gt; d1 &gt;&gt; d2;
cout &lt;&lt; d1 &lt;&lt; d2;

}

int main()

{

TestDate5();
return 0;

}

C++奇迹之旅：从0开始实现日期时间计算器

📝前言

🌠 头文件Date.h

🌉日期计算函数

🌠前后置++

🌉前后置–

🌠两对象日期相减

🌉自定义流输入和输出

🌉 代码

🌉 头文件Date.h

🌠Date.cpp

🌉 Test.cpp

🚩总结