C++浅析cout

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#c++ #iostream #c #扩展 #编译器 #语言

本文深入浅出地解析了C++中的标准输入输出流cout和cin的工作原理，通过实例展示了如何使用运算符重载实现类型灵活的输出。

C++浅析cout

#include
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello, World!" << endl;
return 0;
}

由于以前学过C，所以这段代码的其它部分在我看来都还算“正常”，然而cout却很独特：既不是函数，似乎也不是C++特别规定出来的像if，for一类有特殊语法的“语句”。由于只是初步介绍，所以那本书只是简单的说cout是C++中的“标准输入输出流”对象……这于我而言实在是一个很深奥的术语。这还没完，之后又遇见了cin……因为不知底细，从此使用它们的时候都诚惶诚恐，几欲逃回C时代那简明的printf()，毕竟好歹我可以说：我在调用的是一个函数。那有着一长串<<、>>的玩意，究竟算怎么回事呢？我一直想把它们当作关键字，可偏偏不是，而且居然是用C++语言“做 ”出来的，呵！但printf()用多了就开始有人好心地批判我的程序“C语言痕迹过重”……
后来随着学习的深入，总算大概明白了 cout/cin/cerr/...的鬼把戏：那些东东不过是变着法儿“哄人”，其实说到底还是函数调用，不过这函数有些特殊，用的是运算符重载，确切地说（以下还是以cout为例）是重载了“<<”运算符。我们现在就让它现出函数的本来面目，请看Hello World!的等效版本：

#include
using namespace std;
int main()
{
cout.operator<<("Hello, World!");
cout.operator<<(endl);
return 0;
} 

编译运行，结果与经典版无二。上面程序应该更容易理解了：cout是一个iostream类的对象，它有一个成员运算符函数 operator<<，每次调用的时候就会向输出设备（一般就是屏幕啦）输出东东。嗯，这里有一个问题：为什么函数 operator<<能够接受不同类型的数据，如整型、浮点型、字符串甚至指针，等等呢？
我想你现在已经猜到了，没错，就是用运算符重载。运算符函数与一般函数基本无异，可以任意重载。标准库的设计者们早已经为我们定制了iostream::operator<<对于各种C++基本数据类型的重载版本，这才使得我们这些初学者们一上来就享受到cout << "Hello, World!" << endl;的简洁——等等，这一行是由两个<<将"Hello, World"与"endl"操作符连接起来，那么我们的第二版Hello, World!似乎也应该写成：
cout.operator<<("Hello, World!").operator<<(endl);
才算“强等效”。究竟可不可以这样写？向编译器确认一下……OK，No Problem！
嗯，我们已经基本上看出了cout的实质，现在不妨动动手，自己来实现一个cout的简化版（Lite），为了区分，我们把我们设计的cout对象命名的 myout，myout对象所属的类为MyOutstream。我们要做的就是为MyOutstream类重载一系列不同类型的 operator<<运算符函数，简单起见，这里我们仅实现了对整型（int）与字符串型（char*）的重载。为了表示与iostream 断绝关系，我们不再用头文件iostream，而使用古老的stdio中的printf函数进行输出，程序很简单，包括完整的main函数，均列如下：

#include // 在C和一些古老的C++中是stdio.h，新标准为了使标准库
// 的头文件与用户头文件区别开，均推荐使用不用扩展名
// 的版本，对于原有C库，不用扩展名时头文件名前面要加c
class MyOutstream
{
public:
const MyOutstream& operator<<(int ) const; // 对整型变量的重载
const MyOutstream& operator<<(char* str) const; // 对字符串型的重载
};
const MyOutstream& MyOutstream::operator<<(int ) const
{
printf("%d", );
return *this; // 注意这个返回……
}
const MyOutstream& MyOutstream::operator<<(char* str) const
{
printf("%s", str);
return *this; // 同样，这里也留意一下……
}
MyOutstream myout; // 随时随地为我们服务的全局对象myout 