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 的 >> 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。

C++ 面向对象编程

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