C++ 流插入和流提取運算符的重載

01 流插入<<運算符的重載

C++ 在輸出內容時，最常用的方式：

std::cout << 1 <<"hello";

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問題：

那這條語句為什么能成立呢？

cout 是什么？"<<" 運算符能用在 cout 上呢？

原因：

實際上，cout 是在 iostream 頭文件中定義的 ostream 類的對象。

“<<” 能夠用在 cout 上是因為，在 ostream 類對 “<<” 進行了重載。

對于std::cout << 1 <<"hello";這條語句，有可能按以下的方式重載成 ostream 類的成員函數：

ostream & ostream::operator<<(int n) { .... // 輸出n整型的代碼 return *this; } ostream & ostream::operator<<(const char * s) { .... // 輸出s字符串的代碼 return *this; }

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std::cout << 1;語句，等價于cout.operator<<(1);

std::cout << "hello";語句，等價于cout.operator<<("hello");

std::cout << 1 <<"hello";語句，等價于( cout.operator<<(1) ).operator<<("hello");

02 流插入<<運算符重載的例子

假定我們要想把某個對象里的內容進行打印輸出，那么我們可以重載 ostream 類的流插入 << 運算符。

下面以 CStudent 類作為例子：

class CStudent // 學生類 { public: // 構造函數 CStudent(int id = 0, int age = 0, string name = ""):m_id(id), m_age(age), m_name(name) { } // 將該函數聲明成友元函數 // 目的是使得函數可以訪問CStudent類的私有成員變量 friend ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s); private: int m_age; // 年齡 int m_id; // ID號 string m_name; // 名字 }; // 重載ostream對象的流插入<<運算符函數 // 目的是使得能打印輸出CStudent對象的信息 ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s) { o << s.m_id << "," << s.m_age << "," << s.m_name; return o; } int main() { CStudent stu(1, 20, "小林coding"); std::cout << stu ; // 輸出std對象的全部信息 return 0; }

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輸出結果：

1,20,小林coding

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需要注意是 ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s) 函數是全局的，所以函數的第一個參數必須要傳入 ostream 的對象，并且 CStudent 類需要將此函數聲明成友元函數，使得函數可以訪問 CStudent 類的私有成員變量。

03 流提取>>運算符重載的例子

還是以 CStudent 類作為例子，假設想通過鍵盤的輸入的內容，來初始化對象，則我們可以重載 istream 類的流提取 >> 運算符。

class CStudent // 學生類 { public: // 構造函數 CStudent(int id = 0, int age = 0, string name = ""):m_id(id), m_age(age), m_name(name) { } // 將該函數聲明成友元函數 // 目的是使得函數可以訪問CStudent類的私有成員變量 friend ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s); // 將該函數聲明成友元函數 // 目的是使得函數可以給CStudent類的私有成員變量進行賦值 friend istream & operator>>(istream & is, CStudent & s); private: int m_age; // 年齡 int m_id; // ID號 string m_name; // 名字 }; // 重載ostream對象的流插入<<運算符函數 // 目的是使得能打印輸出CStudent對象的信息 ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s) { o << s.m_id << "," << s.m_age << "," << s.m_name; return o; } // 重載istream對象的流提取>>運算符函數 // 目的是使得初始化CStudent對象的內容 istream & operator>>(istream & is, CStudent & stu) { string inputStr; is >> inputStr; int pos = inputStr.find(",", 0); // 查找首次出現逗號的位置 string tmpStr = inputStr.substr(0, pos); // 截取從0到pos位置的字符串 stu.id = atoi(tmpStr.c_str()); // atoi可以將char*類型的內容轉成int類型 int pos2 = inputStr.find(",", pos + 1); // 查找第二次出現逗號的位置 tmpStr = inputStr.substr(pos + 1, pos2 - pos -1); // 取出age的值 stu.age = atoi(tmpStr.c_str()); // atoi可以將char*類型的內容轉成int類型 tmpStr = inputStr.substr(pos2 + 1, inputStr.length() - pos2 - 1); // 取出name的值 stu.name = tmpStr; return is; } int main() { CStudent stu; // 將輸入的信息，初始化stu對象 cin << stu; // 輸出std對象的信息 cout >> stu; return 0; }

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輸入內容和輸出內容：

// 輸入內容： 1,20,小林coding // 輸出內容： 1,20,小林coding

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04 小結

要想流插入 << 運算符和流提取 >> 運算符能針對自定義的對象，那么我們就需要重載針對該對象的 ostream 類的 << 運算符 和 istream 的 >> 運算符，并且只能重載成全局的函數，然后在 CStudent 類里需要把上面的兩個重載函數聲明成友元函數，使得兩個重載的函數可以訪問和賦值 CStudent 類里的私有成員函數。

C++ 面向對象編程

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