C++课设：简易日历程序（支持传统节假日 + 二十四节气 + 个人纪念日管理）

Code_流苏2025-06-07 20:14

名人说：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。------ 屈原《离骚》
创作者：Code_流苏(CSDN) （一个喜欢古诗词和编程的Coder😊）
专栏介绍 ：《编程项目实战》

目录

    • 一、为什么要开发一个日历程序？
      • [1. 深入理解时间算法](#1. 深入理解时间算法)
      • [2. 练习面向对象设计](#2. 练习面向对象设计)
      • [3. 学习数据结构应用](#3. 学习数据结构应用)
    • 二、核心算法深度解析
      • [1. 基姆拉尔森公式：时间计算的利器](#1. 基姆拉尔森公式：时间计算的利器)
      • [2. 闰年判断：精确到每一天](#2. 闰年判断：精确到每一天)
      • [3. 月份天数计算：处理边界情况](#3. 月份天数计算：处理边界情况)
    • 三、程序架构设计思路
      • [1. Color类：颜色管理专家](#1. Color类：颜色管理专家)
      • [2. Calendar类：核心业务逻辑](#2. Calendar类：核心业务逻辑)
      • [3. CalendarApp类：用户交互界面](#3. CalendarApp类：用户交互界面)
    • 四、完整代码实现
    • 五、功能特性详细展示
      • [1. 彩色日历显示](#1. 彩色日历显示)
      • [2. 个人纪念日管理](#2. 个人纪念日管理)
      • [3. 完善的错误处理](#3. 完善的错误处理)
    • 六、编程技巧与扩展方向
      • [1. 核心技术亮点](#1. 核心技术亮点)
      • [2. 可扩展功能方向](#2. 可扩展功能方向)
    • 总结

🗓️ 写在前面 ：日历作为我们日常生活中不可或缺的工具，承载着时间的流转和重要时刻的记录。今天我们将用C++从零开始构建一个功能完善的日历程序，不仅能显示传统节假日和二十四节气，还支持个人纪念日管理。让我们一起走进编程的时光隧道！

一、为什么要开发一个日历程序？

在这个数字化时代，手机和电脑自带的日历已经非常便利，但作为程序员 ，我们总是希望能够亲手打造属于自己的工具。开发日历程序不仅能够：

1. 深入理解时间算法

日历程序的核心在于时间计算，特别是"给定年月日，如何计算星期几"这个经典算法问题。我们将使用著名的基姆拉尔森公式来解决这个问题。这个公式虽然看起来复杂，但其背后蕴含着深刻的数学原理。

2. 练习面向对象设计

通过设计Calendar类、Color类和CalendarApp类，我们能够体验到面向对象编程 的核心思想：封装、继承和多态。这种设计让代码更加模块化 、可维护。

3. 学习数据结构应用

程序中使用了map存储节假日数据，vector管理纪念日列表，这些都是STL容器在实际项目中的典型应用场景。

二、核心算法深度解析

1. 基姆拉尔森公式：时间计算的利器

基姆拉尔森计算公式是一个用于计算指定日期是星期几的数学公式，其表达式为：
W = (d + 2*m + 3*(m+1)/5 + y + y/4 - y/100 + y/400) mod 7

公式解读：

  • d：日期中的日数
  • m：月份数（特别注意：1月和2月要当作上一年的13月和14月）
  • y：年份数
  • W：计算结果（0=星期日，1=星期一，...，6=星期六）
cpp 复制代码 
// 核心计算函数
int getFirstDayOfWeek(int y, int m) {
    // 处理1月和2月的特殊情况
    if (m < 3) {
        m += 12;
        y--;
    }
    int k = y % 100;
    int j = y / 100;
    int h = (1 + (13 * (m + 1)) / 5 + k + k / 4 + j / 4 - 2 * j) % 7;
    return (h + 5) % 7; // 转换为星期一为1的格式
}

2. 闰年判断：精确到每一天

闰年的判断规则看似简单，实则需要考虑多个条件：

cpp 复制代码 
bool isLeapYear(int y) {
    return (y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || (y % 400 == 0);
}

规则解析：

  • 能被4整除且不能被100整除的年份是闰年
  • 能被400整除的年份也是闰年
  • 这个规则确保了400年中有97个闰年，精确度极高

3. 月份天数计算：处理边界情况

cpp 复制代码 
int getDaysInMonth(int y, int m) {
    int days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
    if (m == 2 && isLeapYear(y)) return 29;
    return days[m - 1];
}

三、程序架构设计思路

基于面向对象设计原则，我们将程序分为三个核心类：

1. Color类：颜色管理专家

cpp 复制代码 
class Color {
public:
    static void setRed() { cout << "\033[31m"; }    // 节假日专用红色
    static void setGreen() { cout << "\033[32m"; }  // 节气专用绿色
    static void setBlue() { cout << "\033[34m"; }   // 标题专用蓝色
    static void reset() { cout << "\033[0m"; }      // 重置颜色
};

设计亮点 ：使用ANSI转义序列实现终端颜色控制，让程序界面更加生动美观。

2. Calendar类：核心业务逻辑

这是程序的心脏，负责：

  • 日期计算和验证
  • 节假日和节气数据管理
  • 日历格式化显示
  • 特殊日期查询功能

3. CalendarApp类：用户交互界面

采用菜单驱动的设计模式，提供友好的用户操作体验。

四、完整代码实现

以下是完整的程序代码，确保在Dev-C++中完美运行：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <cstdio>
#include <limits> 

using namespace std;

// 颜色控制类
class Color {
public:
    static void setRed() { cout << "\033[31m"; }
    static void setGreen() { cout << "\033[32m"; }
    static void setBlue() { cout << "\033[34m"; }
    static void setYellow() { cout << "\033[33m"; }
    static void setPurple() { cout << "\033[35m"; }
    static void reset() { cout << "\033[0m"; }
};

// 日历核心类
class Calendar {
private:
    int year, month;
    map<string, string> holidays;
    map<string, string> solarTerms;
    vector<string> anniversaries;
    
    // 判断是否为闰年
    bool isLeapYear(int y) {
        return (y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || (y % 400 == 0);
    }
    
    // 计算某年某月1号是星期几 (0=星期日, 1=星期一, ..., 6=星期六)
    int getFirstDayOfWeekAdjusted(int y, int m) {
        if (m < 3) {
            m += 12;
            y--;
        }
        int w = (1 + y + y / 4 - y / 100 + y / 400 + (13 * (m + 1)) / 5) % 7;
        return (w + 6) % 7;
    }
    
    // 初始化节假日数据
    void initHolidays() {
        holidays["01-01"] = "元旦"; holidays["02-14"] = "情人节";
        holidays["03-08"] = "妇女节"; holidays["03-12"] = "植树节";
        holidays["04-01"] = "愚人节"; holidays["05-01"] = "劳动节";
        holidays["05-04"] = "青年节"; holidays["06-01"] = "儿童节";
        holidays["07-01"] = "建党节"; holidays["08-01"] = "建军节";
        holidays["09-10"] = "教师节"; holidays["10-01"] = "国庆节";
        holidays["11-11"] = "光棍节"; holidays["12-25"] = "圣诞节";
    }
    
    // 初始化二十四节气
    void initSolarTerms() {
        solarTerms["02-04"] = "立春"; solarTerms["02-19"] = "雨水";
        solarTerms["03-05"] = "惊蛰"; solarTerms["03-20"] = "春分";
        solarTerms["04-05"] = "清明"; solarTerms["04-20"] = "谷雨";
        solarTerms["05-05"] = "立夏"; solarTerms["05-21"] = "小满";
        solarTerms["06-05"] = "芒种"; solarTerms["06-21"] = "夏至";
        solarTerms["07-07"] = "小暑"; solarTerms["07-23"] = "大暑";
        solarTerms["08-07"] = "立秋"; solarTerms["08-23"] = "处暑";
        solarTerms["09-07"] = "白露"; solarTerms["09-23"] = "秋分";
        solarTerms["10-08"] = "寒露"; solarTerms["10-23"] = "霜降";
        solarTerms["11-07"] = "立冬"; solarTerms["11-22"] = "小雪";
        solarTerms["12-07"] = "大雪"; solarTerms["12-22"] = "冬至";
        solarTerms["01-05"] = "小寒"; solarTerms["01-20"] = "大寒";
    }
    
    // 格式化日期为MM-DD格式
    string formatDate(int m, int d) {
        char buffer[10];
        sprintf(buffer, "%02d-%02d", m, d);
        return string(buffer);
    }
    
public:
    Calendar() {
        initHolidays();
        initSolarTerms();
    }
    
    // **修改点2**: 将 getDaysInMonth 移动到 public 区域，以便外部可以调用
    // 获取某月的天数
    int getDaysInMonth(int y, int m) {
        if (m < 1 || m > 12) return 0; // 增加对月份的健壮性判断
        int days[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
        if (m == 2 && isLeapYear(y)) return 29;
        return days[m - 1];
    }

    void setDate(int y, int m) {
        year = y;
        month = m;
    }
    
    void addAnniversary(int m, int d, const string& event) {
        char buffer[150];
        sprintf(buffer, "%02d-%02d: %s", m, d, event.c_str());
        anniversaries.push_back(string(buffer));
    }
    
    void display() {
        cout << "\n";
        Color::setBlue();
        cout << "==========================================\n";
        cout << "           " << year << "年 " << setw(2) << month << "月 日历\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        
        cout << " 日  一  二  三  四  五  六\n";
        cout << "----------------------------\n";
        
        int firstDay = getFirstDayOfWeekAdjusted(year, month);
        int daysInMonth = getDaysInMonth(year, month);
        
        for (int i = 0; i < firstDay; i++) {
            cout << "    ";
        }
        
        for (int day = 1; day <= daysInMonth; day++) {
            string dateKey = formatDate(month, day);
            bool isSpecial = false;
            if (holidays.count(dateKey)) { Color::setRed(); isSpecial = true; }
            else if (solarTerms.count(dateKey)) { Color::setGreen(); isSpecial = true; }
            
            cout << setw(3) << day;
            if (isSpecial) Color::reset();
            cout << " ";
            
            if ((day + firstDay) % 7 == 0) {
                cout << "\n";
            }
        }
        
        if ((daysInMonth + firstDay) % 7 != 0) cout << "\n";
        cout << "\n";
        displayLegend();
        displaySpecialDays();
        displayAnniversaries();
    }
    
    void displayLegend() {
        Color::setPurple();
        cout << "==========================================\n";
        cout << "                  图例说明\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        Color::setRed(); cout << "红色"; Color::reset(); cout << " - 节假日    ";
        Color::setGreen(); cout << "绿色"; Color::reset(); cout << " - 二十四节气\n\n";
    }
    
    void displaySpecialDays() {
        Color::setYellow();
        cout << "==========================================\n";
        cout << "              本月特殊日子\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        
        bool hasSpecial = false;
        for (int day = 1; day <= getDaysInMonth(year, month); day++) {
            string dateKey = formatDate(month, day);
            if (holidays.count(dateKey)) {
                Color::setRed();
                cout << month << "月" << day << "日: " << holidays[dateKey] << "\n";
                Color::reset();
                hasSpecial = true;
            }
            if (solarTerms.count(dateKey)) {
                Color::setGreen();
                cout << month << "月" << day << "日: " << solarTerms[dateKey] << "\n";
                Color::reset();
                hasSpecial = true;
            }
        }
        if (!hasSpecial) cout << "本月无特殊节日或节气\n";
        cout << "\n";
    }
    
    void displayAnniversaries() {
        if (!anniversaries.empty()) {
            Color::setPurple();
            cout << "==========================================\n";
            cout << "                个人纪念日\n";
            cout << "==========================================\n";
            Color::reset();
            
            // **修改点1**: 将 C++11 的范围 for 循环改为 C++98 兼容的传统 for 循环
            for (size_t i = 0; i < anniversaries.size(); ++i) {
                cout << anniversaries[i] << "\n";
            }
            cout << "\n";
        }
    }
    
    void queryDate(int day) {
        if (day < 1 || day > getDaysInMonth(year, month)) {
            Color::setRed(); cout << "无效的日期！\n"; Color::reset();
            return;
        }
        
        string dateKey = formatDate(month, day);
        cout << "\n" << year << "年" << month << "月" << day << "日信息：\n";
        cout << "----------------------------------------\n";
        
        int dayOfWeek = (getFirstDayOfWeekAdjusted(year, month) + day - 1) % 7;
        string weekDays[] = {"星期日", "星期一", "星期二", "星期三", "星期四", "星期五", "星期六"};
        cout << "星期: " << weekDays[dayOfWeek] << "\n";
        
        if (holidays.count(dateKey)) {
            Color::setRed(); cout << "节假日: " << holidays[dateKey] << "\n"; Color::reset();
        }
        if (solarTerms.count(dateKey)) {
            Color::setGreen(); cout << "节气: " << solarTerms[dateKey] << "\n"; Color::reset();
        }
        if (dayOfWeek == 0 || dayOfWeek == 6) {
            Color::setBlue(); cout << "提醒: 今天是周末！\n"; Color::reset();
        }
        cout << "\n";
    }
};

// 主程序类
class CalendarApp {
private:
    Calendar calendar;
    
    void showMenu() {
        Color::setPurple();
        cout << "\n==========================================\n";
        cout << "              日历程序菜单\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        cout << "1. 显示日历\n";
        cout << "2. 查询特定日期\n";
        cout << "3. 添加纪念日\n";
        cout << "4. 切换年月\n";
        cout << "5. 帮助说明\n";
        cout << "0. 退出程序\n";
        cout << "==========================================\n";
        cout << "请选择操作: ";
    }
    
    void showHelp() {
        Color::setYellow();
        cout << "\n==========================================\n";
        cout << "                帮助说明\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        cout << "本程序功能说明：\n";
        cout << "- 支持公历日历显示\n";
        cout << "- 自动标注中国传统节假日\n";
        cout << "- 显示二十四节气\n";
        cout << "- 支持个人纪念日管理\n";
        cout << "- 支持特定日期查询\n";
        cout << "- 自动识别闰年和周末\n\n";
        cout << "使用说明：\n";
        cout << "- 红色数字表示节假日\n";
        cout << "- 绿色数字表示二十四节气\n";
        cout << "- 可以添加个人重要纪念日\n";
        cout << "- 支持1900-2100年的日历显示\n\n";
    }
    
    bool inputDate(int& year, int& month) {
        cout << "请输入年份 (1900-2100): ";
        cin >> year;
        if (cin.fail() || year < 1900 || year > 2100) {
            Color::setRed(); cout << "年份输入无效或超出范围！\n"; Color::reset();
            cin.clear();
            cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
            return false;
        }
        
        cout << "请输入月份 (1-12): ";
        cin >> month;
        if (cin.fail() || month < 1 || month > 12) {
            Color::setRed(); cout << "月份输入无效或超出范围！\n"; Color::reset();
            cin.clear();
            cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
            return false;
        }
        return true;
    }
    
    void waitForEnter() {
        cout << "\n按回车键继续...";
        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
        cin.get();
    }
    
public:
    void run() {
        Color::setBlue();
        cout << "==========================================\n";
        cout << "          欢迎使用简易日历程序！\n";
        cout << "==========================================\n";
        Color::reset();
        
        int currentYear = 2024, currentMonth = 1;
        cout << "请先设置要查看的年月：\n";
        while (!inputDate(currentYear, currentMonth)) {
            cout << "请重新输入：\n";
        }
        calendar.setDate(currentYear, currentMonth);
        
        int choice;
        do {
            showMenu();
            cin >> choice;

            while(cin.fail()){
                Color::setRed(); cout << "无效的选择，请输入菜单对应的数字！\n"; Color::reset();
                cin.clear();
                cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
                showMenu();
                cin >> choice;
            }
            
            switch (choice) {
                case 1:
                    calendar.display();
                    break;
                case 2: {
                    int day;
                    cout << "请输入要查询的日期: ";
                    cin >> day;
                    if(cin.fail()){
                         Color::setRed(); cout << "日期输入无效，请输入一个数字！\n"; Color::reset();
                         cin.clear();
                         cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
                         break;
                    }
                    calendar.queryDate(day);
                    break;
                }
                case 3: {
                    int month, day;
                    string eventName;

                    cout << "请输入纪念日月份: ";
                    cin >> month;
                    if (cin.fail()) {
                        Color::setRed(); cout << "月份输入无效，请输入一个数字！\n"; Color::reset();
                        cin.clear();
                        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
                        break;
                    }

                    cout << "请输入纪念日日期: ";
                    cin >> day;
                    if (cin.fail()) {
                        Color::setRed(); cout << "日期输入无效，请输入一个数字！\n"; Color::reset();
                        cin.clear();
                        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
                        break;
                    }
                    
                    cout << "请输入纪念日名称: ";
                    cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
                    getline(cin, eventName);

                    // 使用 calendar.getDaysInMonth 进行更精确的日期检查
                    if (month >= 1 && month <= 12 && day >= 1 && day <= calendar.getDaysInMonth(2024, month)) { // 2024年可以随便写，只要是闰年检查即可，或者用当前年份
                        calendar.addAnniversary(month, day, eventName);
                        Color::setGreen(); cout << "纪念日添加成功！\n"; Color::reset();
                    } else {
                        Color::setRed(); cout << "输入的日期范围无效！\n"; Color::reset();
                    }
                    break;
                }
                case 4: {
                    int year, month;
                    if (inputDate(year, month)) {
                        calendar.setDate(year, month);
                        Color::setGreen(); cout << "日期切换成功！\n"; Color::reset();
                    }
                    break;
                }
                case 5:
                    showHelp();
                    break;
                case 0:
                    Color::setBlue(); cout << "感谢使用日历程序，再见！\n"; Color::reset();
                    break;
                default:
                    Color::setRed(); cout << "无效的选择，请重新输入！\n"; Color::reset();
                    break;
            }
            
            if (choice != 0) {
                waitForEnter();
            }
            
        } while (choice != 0);
    }
};

int main() {
    CalendarApp app;
    app.run();
    return 0;
}

五、功能特性详细展示

1. 彩色日历显示

程序采用ANSI颜色控制，实现：

  • 🔴 红色数字：传统节假日醒目标注
  • 🟢 绿色数字：二十四节气生动展示
  • 🔵 蓝色标题：界面层次分明

2. 个人纪念日管理

支持添加生日 、结婚纪念日 、重要约会等个人重要日期，让日历更具个性化。

  • 月份代指的是 ---> 月
  • 日期代指的是 ---> 日

3. 完善的错误处理

程序具备完善的输入验证机制：

  • 年份范围检查（1900-2100）
  • 月份合法性验证（1-12）
  • 日期有效性检查
  • 友好的错误提示信息

六、编程技巧与扩展方向

1. 核心技术亮点

面向对象设计 ：采用单一职责原则，每个类都有明确的功能定位。

STL容器运用：

  • map<string, string>：高效的节假日数据检索
  • vector<string>：动态的纪念日列表管理

算法优化：基姆拉尔森公式的时间复杂度为O(1)，相比传统的累加计算方法，效率提升显著。

2. 可扩展功能方向

在原有功能基础上，日历程序还可以进一步扩展：

  • 例如加入事件提醒与倒计时功能，实现自动提示重要事项；
  • 通过文件保存实现数据持久化，确保信息在重启后不丢失；
  • 结合Qt等GUI库构建图形界面，提升用户体验；
  • 此外，还可接入网络API，实现节假日信息的自动更新，增强实用性与智能化程度。

总结

通过这个C++日历程序 的开发，我们体验了从需求分析 到代码实现 ，从功能测试 到用户体验的完整开发流程。

在当前C++技术快速发展的2024-2025年，掌握这样的项目开发经验对于提升编程能力和简历含金量都有重要意义。无论你是C++初学者 还是有经验的开发者，这个项目都能为你的技术成长添砖加瓦。

希望这篇文章能够帮助你理解C++编程的魅力，也期待你能在此基础上开发出更加精彩的应用程序！

💡 技术提示 ：完整代码已经过Dev-C++环境测试，确保兼容性。如果你在其他编译器中遇到问题，主要检查头文件包含和编译器标准设置。
创作者：Code_流苏(CSDN)（一个喜欢古诗词和编程的Coder😊）

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