C++流操作符：＜＜ 与 ＞＞

一、运算符基础认知

1.1 基本定义

• << (流插入运算符)
  将数据从变量传输到输出流（如cout、文件流）

• >> (流提取运算符)
  将数据从输入流（如cin、文件流）传输到变量

1.2 标准用法示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age;
    double salary;
    
    // 输入链式调用
    cout << "Enter age and salary: ";
    cin >> age >> salary;  // 注意输入顺序
    
    // 输出混合类型
    cout << "Age: " << age 
         << ", Salary: $" << salary << endl;
         
    return 0;
}

---

二、运算符重载机制

2.1 内置类型支持

C++标准库已为基本类型提供重载：

// 典型函数原型
ostream& operator<<(ostream&, int);
istream& operator>>(istream&, double&);

2.2 自定义类型重载步骤

以日期类为例：

class Date {
    int year, month, day;
public:
    // 友元声明
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& is, Date& d);
};

// 输出重载实现
ostream& operator<<(ostream& os, const Date& d) {
    os << d.year << "-" 
       << d.month << "-" 
       << d.day;
    return os;
}

// 输入重载实现（带校验）
istream& operator>>(istream& is, Date& d) {
    char dash1, dash2;
    is >> d.year >> dash1 >> d.month >> dash2 >> d.day;
    
    if(dash1 != '-' || dash2 != '-' || d.month > 12) {
        is.setstate(ios::failbit); // 标记错误状态
    }
    return is;
}

---

三、关键特性解析

3.1 运算符返回值

• 返回流对象的引用，实现链式调用

(cout << "Result: ") << 42 << endl;

3.2 类型安全机制

• 自动识别数据类型，编译时检查类型兼容性

string s;
cin >> s;  // 正确
cout << s; // 正确

Date d;
cin >> d;  // 需要自定义重载

3.3 错误处理模式

int num;
if (cin >> num) {  // 检测流状态
    // 输入成功
} else {
    cin.clear();  // 清除错误标志
    cin.ignore(1000, '\n'); // 清空缓冲区
}

---

四、常见问题解决方案

4.1 输入残留换行符

int age;
string name;

cin >> age; 
cin.ignore();  // 清除回车
getline(cin, name); // 正确读取完整行

4.2 混合输入处理

char ch;
int val;

// 安全读取模式
cin >> ws;  // 跳过空白字符
cin >> ch;
cin >> val;

---

五、运算符重载最佳实践

1. 保持一致性：成对实现<<和>>
2. 避免修改流状态：除输入校验外不改变流配置
3. 处理所有数据成员：确保完整序列化
4. 添加错误检查：特别是输入操作

---

对比总结

特性	operator<<	operator>>
操作方向	变量 → 流	流 → 变量
参数类型	常量引用	非常量引用
典型应用	调试输出、日志记录	用户输入、数据反序列化
错误处理	通常无需处理	必须检查流状态