c++的操作符重载（输出流与字符串）

c++的操作符重载（输出流与字符串）

所谓操作符重载，本质是调用函数。稍微有点带参宏的意味

1.操作符重载函数的性质

• 有时，我们会用函数来解决一些问题，比如让两个对象中的元素相加，结果保存至一个对象中

Complex Add(const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.getA() + p2.getA();
    ret.b = p1.getB() + p2.getB();
    return ret;
}

• 调用此函数时，我们如果想表示的简略一些，可以使用操作符重载。实现用操作符“+”直接让两个对象相加。只需将函数名改为operator 操作符的形式，只要操作符前后的变量符合函数的参数类型，那么就会自动替换为该函数

Complex operator + (const Complex& p1, const Complex& p2)
{
    Complex ret;
    ret.a = p1.getA() + p2.getA();
    ret.b = p1.getB() + p2.getB();
    return ret;
}

Complex c3 = c1 + c2; //实际调用了operator + (c1, c2)

• 关于操作符的重载，需要注意的是，只有进行编译器不支持的操作（比如上例中两个对象相加），才会触发操作符的重载。如果我们想要对两个int类型相加，即operator + (int a, int b)来进行操作符重载，显然是不起作用的

2.作为成员的操作符重载函数（以输出流为例）

• 操作符重载函数还可以定义为类的成员函数，它有一些独特的性质
  
  • 比普通操作符重载函数少一个参数即左操作数，该参数默认被指定为ClassName&类型，即对象自己（当前对象的引用）
  • 若同时存在两个参数完全相同的操作符重载函数，编译器会优先使用在成员函数中的那一个
• 下面我们以输出流的实现为例，通过把左移符<<重载为类Console的成员函数，当<<的左值为Console类型的对象时，触发重载函数来打印右值。函数结束后返回对象自己， 即cout << "abcdef" 的返回值仍是cout，这样后面的<< endl又能被重载，由此一来，就实现了连续打印的功能

class Console
{
public:
    Console& operator << (const char* s)
    {
        printf("%s", s);

        return *this;
    }
    Console& operator << (double d)
    {
        printf("%f", d);

        return *this;
    }
};

Console cout;
const char endl = '\n';
int main()
{
    cout << "abcdef" << endl;

    double a = 0.1;
    double b = 0.2;
    cout << a + b << endl;
    return 0;
}

• 输出流如此实现，将自动判断要打印数据的类型，然后以相应格式打印出来。但是这样会带来一个问题，当数据类型未显示指定时，打印的格式可能就不准了

int i = 7;
unsigned int j = -10;

printf("ret %d \n", i + j);//%d将指明以signed形式打印，输出为-3
cout << i + j << endl;//输出流将误判i + j为unsigned格式，输出为4294967264

3. c++标准库中的字符串类型

在c++的标准库中，string类型的实质是一个类，string类型的变量本质是一个对象，其一切操作都是将操作符重载为string类的成员函数实现的

• 字符串变量的一些操作，比如+、>，实质上是将操作符重载为string类的成员函数实现的，比如

string str1 = "abcd"
string str2 = "efgh"

str3 = str1 + str2; //加号的重载效果是连接两个字符串：str3为abcdefgh

if (str1 > str2) //大于号和小于号重载的效果是比较字符串大小
; 

• 其实string的实质是一个类，我们可以利用成员函数来实现字符串的各种操作

string str1 = "abcd";
int length = str1.length(); //利用成员函数获取字符串长度

• 此外，字符串类型还兼容字符数组，可谓十分灵活。其本质上也是将[]操作符重载为string类的成员函数实现的

string str = "abcde123"
//可以str[]的形式来使用，完全将其当成字符串

• 利用标准库，可以实现字符串与数字的自由转换

//字符串输入流，可以输入字符串，输出数字
istringstream iss("123.45");
double num;
iss >> num;

//字符串输出流，可以输入数字，输出字符串
ostringstream oss;
oss << 543.21;
string s = oss.str();