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C++ 流插入和流提取运算符的重载

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小林coding
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发布于: 2020 年 08 月 18 日
C++ 流插入和流提取运算符的重载

01 流插入<<运算符的重载

C++ 在输出内容时,最常用的方式:

std::cout << 1 <<"hello";
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问题:

  • 那这条语句为什么能成立呢?

  • cout 是什么?"<<" 运算符能用在 cout 上呢?


原因:

  • 实际上,cout 是在 iostream 头文件中定义的 ostream 类的对象。

  • "<<" 能够用在 cout 上是因为,在 ostream 类对 "<<" 进行了重载


对于std::cout << 1 <<"hello";这条语句,有可能按以下的方式重载成 ostream 类的成员函数:


ostream & ostream::operator<<(int n){    .... // 输出n整型的代码    return *this;}
ostream & ostream::operator<<(const char * s){ .... // 输出s字符串的代码 return *this;}
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  • std::cout << 1;语句,等价于cout.operator<<(1);

  • std::cout << "hello";语句,等价于cout.operator<<("hello");

  • std::cout << 1 <<"hello";语句,等价于( cout.operator<<(1) ).operator<<("hello");


02 流插入<<运算符重载的例子

假定我们要想把某个对象里的内容进行打印输出,那么我们可以重载 ostream 类的流插入 << 运算符。


下面以 CStudent 类作为例子:

class CStudent // 学生类{public:    // 构造函数    CStudent(int id = 0, int age = 0, string name = ""):m_id(id), m_age(age), m_name(name) { }        // 将该函数声明成友元函数    // 目的是使得函数可以访问CStudent类的私有成员变量    friend ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s);    private:    int m_age;      // 年龄    int m_id;       // ID号    string m_name;  // 名字};
// 重载ostream对象的流插入<<运算符函数// 目的是使得能打印输出CStudent对象的信息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 ; // 输出std对象的全部信息 return 0;}
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输出结果:

1,20,小林coding
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需要注意是 ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s) 函数是全局的,所以函数的第一个参数必须要传入 ostream 的对象,并且 CStudent 类需要将此函数声明成**友元函数**,使得函数可以访问 CStudent 类的私有成员变量。


03 流提取>>运算符重载的例子

还是以 CStudent 类作为例子,假设想通过键盘的输入的内容,来初始化对象,则我们可以重载 istream 类的流提取 >> 运算符。


class CStudent // 学生类{public:
// 构造函数 CStudent(int id = 0, int age = 0, string name = ""):m_id(id), m_age(age), m_name(name) { } // 将该函数声明成友元函数 // 目的是使得函数可以访问CStudent类的私有成员变量 friend ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s); // 将该函数声明成友元函数 // 目的是使得函数可以给CStudent类的私有成员变量进行赋值 friend istream & operator>>(istream & is, CStudent & s); private: int m_age; // 年龄 int m_id; // ID号 string m_name; // 名字};
// 重载ostream对象的流插入<<运算符函数// 目的是使得能打印输出CStudent对象的信息ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s){ o << s.m_id << "," << s.m_age << "," << s.m_name; return o;}
// 重载istream对象的流提取>>运算符函数// 目的是使得初始化CStudent对象的内容istream & operator>>(istream & is, CStudent & stu){ string inputStr; is >> inputStr; int pos = inputStr.find(",", 0); // 查找首次出现逗号的位置 string tmpStr = inputStr.substr(0, pos); // 截取从0到pos位置的字符串 stu.id = atoi(tmpStr.c_str()); // atoi可以将char*类型的内容转成int类型 int pos2 = inputStr.find(",", pos + 1); // 查找第二次出现逗号的位置 tmpStr = inputStr.substr(pos + 1, pos2 - pos -1); // 取出age的值 stu.age = atoi(tmpStr.c_str()); // atoi可以将char*类型的内容转成int类型 tmpStr = inputStr.substr(pos2 + 1, inputStr.length() - pos2 - 1); // 取出name的值 stu.name = tmpStr; return is;}
int main(){ CStudent stu; // 将输入的信息,初始化stu对象 cin << stu; // 输出std对象的信息 cout >> stu; return 0;}
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输入内容和输出内容:

// 输入内容:1,20,小林coding
// 输出内容:1,20,小林coding
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04 小结

要想流插入 << 运算符和流提取 >> 运算符能针对自定义的对象,那么我们就需要**重载**针对该对象的 ostream 类的 << 运算符 和 istream>> 运算符,并且只能重载成全局的函数,然后在 CStudent 类里需要把上面的两个重载函数声明成友元函数,使得两个重载的函数可以访问和赋值 CStudent 类里的私有成员函数。


发布于: 2020 年 08 月 18 日阅读数: 67
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别问,问就是图解 2018.11.12 加入

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