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类中的流操作符的重载

news 来源：原创 2025/6/21 0:29:46

一：理解cout的本质

https://legacy.cplusplus.com/reference/iostream/cout/?kw=cout

以上官网中对cout的描述如下：

解释:

我们只用知道以下即可：
①：cout 是类 ostream 的对象

②：作为 ostream 类的对象，可以以cout<<的形式写入数据。

③：该对象在头文件 <iostream> 中声明，具有外部链接和静态存储期：它在程序的整个生命周期内存在。

Q：cout<<会自动识别类型的本质是什么？

A：本质是类ostream中已经给你实现好了对于<<操作符的重载，而且对于不同类型的数据都分别进行了<<操作符的重载

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对于双操作数的运算符的理解：

对于<<的认识：

需知：系统规定双操作数的运算符第一个参数是左操作数第二个参数是右操作数

所以：<<是一个双操作数的操作符第一个参数为左操作数cout 第二个参数为右操作数变量

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二：在类中进行<<操作符的重载

假设在日期类中进行<<操作符的重载

①：参数颠倒的情况

类中的声明：

class Date {
public:
	Date(int year, int month, int day) 
{
		_year = year;
		_month = month;
		_day = day;
	}
	void Print() const {
		printf("%d-%d-%d\n", _year, _month, _day);
	}
 
	void operator<<(ostream& out);
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

类外的定义：

void Date::operator<<(ostream& out) 
{
	out << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl;
}

main函数中的使用：

发现main函数中无法使用

解释：

①：如需知所言，所以我们平时写的cout<<d1，cout就是<<的第一个参数，d1是<<的第二个参数，但是当我们像上面那样写，第一个参数是隐藏的this！所以和我们想要的相反（此时d1 << cout 是可以的）

②：所以我们要将<<操作符重载声明和定义都写在类外，这样就避免了第一个参数被this抢占了，也就是全局函数

②：无法访问私有成员变量的情况

类外的声明：

void operator<<(ostream& out, const Date&d);
//而第一个参数不加const是因为 其会改变 记住就行

类外的声明：

void operator<<(ostream& out, const Date& d) 
{
out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
}

解释：此时在声明中就会报错，因为因为全局函数没有权限访问私有成员变量，所以我们还得加上友元

③：无法连续使用<<的情况

如下：

class Date {
public:
	friend void operator<<(ostream& out, const Date& d);  // 友元的声明
	//...
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

新的问题：

无法 cout << d1 << d2，因为真正的cout可以连续的打印

连续插入 d1 和 d2 实际上就是两次函数的调用，这里先执行的是 cout << d1，

因为调用函数后返回值是 void，void 会做这里的左操作数，

所以当然不支持连续输出了，

解决方案：

我们把返回值改为 ostream 就行，把 out这个对象返回回去。

④：正确的写法

进行如下的改进：

类中的声明：

class Date {
public:
    // ...
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);    // 友元的声明
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

类外的定义：

#include "Date.h"
 
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) {
	out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl;
	return out;
}

int main(void)
{
	Date d1(2022, 3, 20);
	Date d2(2021, 5, 1);
	cout << d1 << d2;
 
	return 0;
}

此时在main函数可以连续的打印了

三：在类中进行>>操作符的重载

类中的声明：

class Date {
public:
    // ...
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& in, Date& d);
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

类外的的定义：

#include "Date.h"
 
istream& operator>>(istream& in, Date& d) {
	in >> d._year >> d._month >> d._day;
	return in;
}

main函数中的使用：

int main(void)
{
	Date d1(2022, 3, 20);
	Date d2(2021, 5, 1);
	
	printf("请输入两个日期:\n");
	cin >> d1 >> d2;
 
	printf("你输入的日期是:\n");
	cout << d1 << d2;
 
	return 0;
}