C++类中const修饰的成员函数及日期类小练习

来源：jb51　　时间：2023/1/30 15:19:56　　对本文有异议

一.const修饰类的成员函数

1.问题引出：

给出一段简单的代码

代码段：

#include <iostream>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
 
class Date1
{
public:
	Date1(int year = 2000)             类的全缺省构造函数(可无参调用)
	{
		_year = year;
	}
 
	void Prin()
	{
		cout << "Print Date:" << _year << endl;
	}
 
private:
	int _year;
};
 
 
 
int main()
{
	const Date1 a;                       定义一个const修饰的对象a(该对象只可读，不可被写入)
	a.Prin();
 
	return 0;
}

该段程序会编译报错：

2.问题分析

上述代码段出错的原因要从类的成员函数的隐含参数this指针出发进行分析：

注意：

由于a是const修饰的对象，因此&a 取出的是 const Date *类型的指针，该指针只可对a对象的内存空间进行读取操作而不可进行写入操作(该指针的权限为只可读取不可写入)。
Prin函数的形参是Date * const this指针，该类型指针同时具有读取和写入内存空间的权限。
将&a赋给Prin的形参this，就会使指针的读写权限被放大，因此编译无法通过(指针是灵活而危险的存在，编译器只允许其读写权限被缩小而不允许其权限被放大)

3.const修饰类的成员函数

我们知道类的每个成员函数都有一个隐含的this指针形参(类型为：类名*const this)。

为了使被const修饰的对象(比如是上面代码段中的a)可以调用其成员对象，C++规定可以用const来修饰类的成员函数。

类中被const修饰的“成员函数”称为const成员函数，const修饰类成员函数，本质上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变量进行修改。(修饰后成员函数的this指针形参类型变为：const 类名* const this)

比如：

const修饰的对象不可以调用非const修饰的成员函数(类指针传参给this指针时读写权限被放大)：

非const修饰的对象可以调用const修饰的成员函数(类指针传参给this指针时读写权限被缩小)：

const修饰的成员函数内不可以调用其它的非const修饰的成员函数(this指针之间传参时读写权限被放大)：

非const修饰的成员函数内可以调用其它的const修饰的成员函数(this指针之间传参时读写权限被缩小)：

当类的成员函数中没有对类的成员变量进行任何形式的修改操作时，该成员函数最好都用const来修饰(这样安全同时又使得const修饰的对象可以调用该成员函数)以保证代码的健壮性。

二. 类的两个默认的&运算符重载

编译器会默认生成两个类的&(取地址)重载用于类的取地址操作(如果我们自定义了类的取地址重载则编译器便不会再生成默认的)

C++中，内置运算符若要直接作用于类对象则必须经过重载。

若想取到类对象的地址，我们可以对&运算符进行重载，比如：

#include <iostream>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
 
 
 
class Date1
{
public:
    Date1(int year = 2000)
	{
		_year = year;
	}
 
 
	Date1* operator& ()               对&进行重载用于非const修饰的对象的取地址
	{
		return this;
	}
 
	const Date1* operator&() const    对&进行重载用于const修饰的对象的取地址
	{
		return this;
	}
 
private:
	int _year;
};
 
 
int main()
{
	const Date1 a;                     定义一个const修饰的对象a(该对象只可读，不可被写入)
    Date1 b;
 
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
 
	return 0;
}

这两个默认成员函数一般不用重新自定义，编译器默认会生成，编译其默认生成的&重载和上面我们自定义的成员函数应该没有什么区别(至少功能上没区别)。

三. 日期类小练习

日期类头文件：

为了提高代码的可维护性和可读性，将日期类的成员函数的声明和定义分开写。

#pragma once
#include <iostream>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
 
//记录日期的类
class Date        
{
public:
 
	//Date的构造函数
	Date(int day=1, int month=1, int year=1);		
	//获取月份天数的方法
	int GetMonthday(const int month) const;
	//类对象的日期打印函数
	void Print() const;
	//判断某个日期是星期几，并打印出来
	void GetWeekDay() const ;
 
 	//一组比较运算符的重载
	bool operator> (const Date& date)const;				
	bool operator==(const Date& date)const;
	//在逻辑上我们只需定义出大于(或小于)和等于的判断函数，剩余的判断函数我们就可以通过复用的方    
    式简化代码书写
	bool operator<(const Date& date)const;
	bool operator>=(const Date& date)const;
	bool operator<=(const Date& date)const;
	bool operator!=(const Date& date)const;
 
	//一组日期+(-)整数的操作和+=(-=)整数的操作
	Date operator+(const int day)const;
	Date& operator+=(const int day);
	Date operator-(const int day)const;
	Date& operator-=(const int day);
	Date& operator=(const Date& date);
	
	//一组前置++(--)和后置++(--)的重载
	Date& operator++();								 //实现日期类的前置++
	Date operator++(int);							 //实现日期类的后置++
	Date& operator--();                              //实现日期类的前置--
	Date operator--(int);                            //实现日期类的后置--
 
	//实现时期相减的操作符重载
	int operator-(const Date& date)const;
	
private:
	int _day;
	int _month;
	int _year;
 
};

日期类的成员函数的实现：

#include "Date.h"
 
//Date的构造函数
Date ::Date(int day, int month, int year)   
{
	_day = day;
	_month = month;
	_year = year;
	if (_year <= 0 || _month <= 0 || _month > 12 || _day <= 0 || _day > GetMonthday(_month))
	{
		cout << "date invalued please exit the app" << endl;
		exit(0);
	}
	
}
//获取相应月份天数的方法
int Date::GetMonthday(const int month)const
{
	static const int arr[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	int ret = arr[month - 1];
	if (((0 == _year % 4 && 0 != _year % 100) || (0 == _year % 400)) && 2 == month)
	{
		ret++;
	}
	return ret;
}
//类对象的日期打印函数
void Date::Print()const
{
	cout << _year << ' ' << _month << ' ' << _day << ' ' << endl;
}
//判断某个日期是星期几，并打印出来
//注意this指针不能由用户去传
void Date::GetWeekDay()const
{
	const char* arr[7] = { "星期一","星期二","星期三","星期四","星期五","星期六","星期日" };
	const Date tem(1, 1, 1900);
	const int subret = (*this)-tem;
	printf("%s\n", arr[(subret % 7)]);
}
 
//将 > 运算符进行重载
bool Date ::operator> (const Date& date)const
{
	if (_year > date._year)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == date._year && _month > date._month)
	{
		return true;
	}
	else if (_year == date._year && _month == date._month && _day > date._day)
	{
		return true;
	}
	return false;
}
//将 =运算符进行重载
bool Date:: operator==(const Date& date)const
{
	if (date._day == _day && date._month == _month && date._year == _year)
	{
		return true;
	}
	return false;
}
//在逻辑上我们只需定义出大于(或小于)和等于的判断函数，剩余的判断函数我们就可以通过复用的方式简化代码书写
bool Date :: operator>= (const Date& date)const
{
	if ((*this) > date || (*this) == date)
	{
		return true;
	}
	return false;
}
 
bool Date :: operator < (const Date& date)const
{
	if ((*this) >= date)
	{
		return false;
	}
	return true;
}
 
bool Date :: operator<=(const Date& date)const
{
	if ((*this) > date)
	{
		return false;
	}
	return true;
}
bool Date:: operator!= (const Date& date)const
{
	if ((*this) == date)
	{
		return false;
	}
	return true;
}
 
//一组日期+(-)整数的操作和+=(-=)整数的操作
Date& Date::operator+=(const int day)
{
	if (day < 0)
	{
		(*this) -= (-day);
		return (*this);
	}
	_day += day;
	while (_day > GetMonthday(_month))
	{
		if (_month < 12)
		{
			_day -= GetMonthday(_month);
			_month++;
		}
		else
		{
			_day -= GetMonthday(_month);
			_year++;
			_month = 1;
		}
	}
	return (*this);
}
Date Date::operator+(const int day)const
{
	Date tem(*this);
	tem += day;
	return tem;
}
 
Date& Date::operator-=(const int day)
{
	if (day < 0)
	{
		(*this) += (-day);
		return (*this);
	}
	_day -= day;
	while (_day <= 0 )
	{
		if (_month > 1)
		{
			_month--;
			_day += GetMonthday(_month);
		}
		else
		{
			_year--;
			_month = 12;
			_day += GetMonthday(_month);
		}
	}
	if (_year <= 0)
	{
		cout << "operation invalued" << endl;
		exit(0);
	}
	return (*this);
}
Date Date::operator-(int day)const
{
	Date tem(*this);
	tem -= (day);
	return tem;
}
Date& Date ::operator=(const Date& date)
{
	if (this != &date)
	{
		_day = date._day;
		_month = date._month;
		_year = date._year;
	}
 
	return (*this);
}
 
//一组前置++(--)和后置++(--)的重载
Date& Date ::operator++()             //实现日期类的前置++
{
	(*this) += 1;
	return (*this);
}
Date Date ::operator++(int)           //实现日期类的后置++
{
	Date tem(*this);
	(*this) += 1;
	return tem;
}
Date& Date:: operator--()             //实现日期类的前置--
{
	(*this) -= 1;
	return (*this);
}
Date Date:: operator--(int)           //实现日期类的后置--
{
	Date tem(*this);
	(*this) -= 1;
	return tem;
}
 
//实现时期相减的操作符重载
int Date::operator-(const Date& date)const
{
	int count = 0;
	Date min;
	if ((*this) < date)
	{
		min = (*this);
		while (min != date)
		{
			min++;
			count++;
		}
		return -count;
	}
	else
	{
		min = date;
		while (min != (*this))
		{
			min++;
			count++;
		}
		return count;
	}
}