C++,重载输出操作符<<, cout.operator()是什么东东?

本文详细介绍了C++中类的友元函数如何重载输出操作符,实现对象的灵活输出,并解释了输出操作符的用法及与ostream对象的交互过程。通过实例演示了如何正确调用重载后的运算符函数,以及不同调用方式的差异。
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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Student
{
public:
	// 存
	void setname(string s){	name = s;}
	void setage(int y){age = y;	}
	void setaddress(string add){address = add;}    
	// 取
	string getname(){return name;}
	int getage(){return age;}
	string getaddress(){return address;}
   
	Student(string name="",int age=0,string address="")
	{
		this->name = name; this->age = age; this->address = address;      
	}
	~Student(){}

    
	 //重载 运算符<< : 把 "operator<<" 看作是函数名, 返回类型是 ostream类型的对象引用
	friend ostream& operator<< (ostream &os,Student &st)
	{
		os<<st.name<<"------"<<st.age<<"------"<<st.address<<endl;
		return os;
	}
protected:	
private:
	string name;
	int    age;
	string address;
};

void main()
{ 
Student x1("刘莉莉",22,"东风路369号"); 
 cout<<x1; 
//cout<<x1 ---结果OK,问题是这个写法很怪,是谁在调用那个重载函数?,x1显然是个参数,那是cout调用的 operator<< ? 
     

	  /*
	     "<<"  是个什么东东? C++ Prime P6
		这是个 "输出操作符", 其左边是ostream对象cout,右边是要输出的值
		它的操作返回输出流本身cout,也就是可以连续写的原因.

	   */

	  // 既然 cout是 ostream对象,那么可以用 . 的形式 访问ostream的成员函数
      // 但是 operator<< 在本程序中已经重载了,要按照本程序的形参格式传入参数 ?
       ostream z;
	   cout.operator<<(z,x1);  // 编译通不过...
}


//---

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

void main()
{ 
  cout.operator <<("csdn"); // 0046E01,是个地址? 为什么不是输出字符串"csdn"?
}


 // ---  答案.....

http://topic.youkuaiyun.com/u/20121006/15/eba3d438-2f71-4b39-b8d5-f6c4a94e3d1b.html?seed=131699817&r=79821898#r_79821898

 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Student
{
public:
	// 存
	void setname(string s){	name = s;}
	void setage(int y){age = y;	}
	void setaddress(string add){address = add;}    
	// 取
	string getname(){return name;}
	int getage(){return age;}
	string getaddress(){return address;}
	
	Student(string name="",int age=0,string address="")
	{
		this->name = name; this->age = age; this->address = address;      
	}
	~Student(){}
	
    
	//重载 运算符<< : 把 "operator<<" 看作是函数名, 返回类型是 ostream类型的对象引用
	friend ostream& operator<< (ostream &os,Student &st)
	{
		os<<st.name<<"------"<<st.age<<"------"<<st.address<<endl;
		return os;
	}
protected:	
private:
	string name;
	int    age;
	string address;
};

void main()
{ 
	Student x1("刘莉莉",22,"东风路369号"); 
	cout<<x1; 
	//cout<<x1 ---结果OK,问题是这个写法很怪,是谁在调用那个重载函数?,x1显然是个参数,那是cout调用的 operator<< ? 
	// 解释:cout<<x1 这种调用格式,我摘录的上篇博文中写的很详细了,不过我没有仔细看,今天看了才清楚.
	/*
	当运算符重载为类的友元函数时,由于没有隐含的this指针,因此操作数的个数没有变化,所有的操作数都必须通过函数的形参进行传递,函数的参数与操作数自左至右一一对应。
	调用友元函数运算符的格式如下:
	  
		operator <运算符>(<参数1>,<参数2>) 它等价于 <参数1><运算符><参数2>
		这里参数1 就是 ostream 对象 cout,参数2就是x1
	 */
	cout = operator<<(cout,x1); //  显示调用,  	cout = cout<<x1;   OK
	x1.operator<<(cout,x1);  //  错! 这样调用不对. 友元函数不是成员函数么?答不是. 因此不用对象.成员的方式
	/*
	   网上找到一段话,对友元函数的解释,比较好懂:
	   友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数,
	   它不属于任何类,但需要在类的定义中加以声明,声明时只需在友元的名称前加上关键字friend,其格式如下:
	   friend  类型 函数名(形式参数);
	   
		 友元函数的声明可以放在类的私有部分,也可以放在公有部分,它们是没有区别的,都说明是该类的一个友元函数。
		 一个函数可以是多个类的友元函数,只需要在各个类中分别声明。
		 友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。 		 

	 *	
	 */
	
	/*
	"<<"  是个什么东东? C++ Prime P6
	这是个 "输出操作符", 其左边是ostream对象cout,右边是要输出的值
	它的操作返回输出流本身cout,也就是可以连续写的原因.
	
	*/
	
	// 既然 cout是 ostream对象,那么可以用 . 的形式 访问ostream的成员函数
	// 但是 operator<< 在本程序中已经重载了,要按照本程序的形参格式传入参数 ?
    
	   operator<<(cout,x1) ; // ok
	   ostream z(cout);  // ok
	   z<<x1; // 等同 cout<<x1 
	   
	   operator<<(z,x1);  // ok 
	   
	   cout<<"=========================="<<endl;
	   z =  operator<<(z,x1);  //ok
}


 

 //

 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

void main()
{ 
  cout.operator <<("csdn"); // 0046E01,是个地址? 为什么不是输出字符串"csdn"?
  /*
   cout.operator<<("csdn")这样实际上调用的是ostream重载的成员方法operator<<(...),
   而ostream并没有针对char*类型的成员重载,所以输出整数。应该使用全局的二元重载operator<<来进行字符串输出
  ostream& operator<<(ostream& os, char* str);
  调用方法有二:方法一:操作符调用: cout<<"csdn";
  方法二:函数调用:operator<<(cout,"csdn");
   */

  //--
   

}


// ---

格式化输出: 
1. 成员函数: ostream::operator <<, 支持整数(不包括字符类型),浮点数,bool, const void*等。
2。全局函数: operator<<(ostream& os, T const&), 支持字符,字符串和自定义类型
 

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <sstream>
int main()
{
    std::istringstream input(" \"Some text.\" ");
    volatile int n = 42;
    double f = 3.14;
    bool b = true;;
    std::cout << n   // int overload
              << ' ' // non-member overload
              << std::boolalpha << b // bool overload
              << " " // non-member overload
              << std::fixed << f // double overload
              << input.rdbuf() // streambuf overload
              << &n // bool overload
              << std::endl; // function overload
}

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### C++ 中 `cout` 使用 `operator<<` 的具体调用机制 在 C++ 中,标准库中的 `std::cout` 是一个全局对象,属于 `std::ostream` 类型。当通过 `std::cout << value` 输出数据时,实际上是调用了针对不同类型重载的 `operator<<` 函数。 #### 1. **`operator<<` 的重载** `operator<<` 并不是一个成员函数,而是一个非成员函数(通常定义为友元函数)。这是因为如果将其作为成员函数,则左操作数必须是该类的对象实例。然而,在实际使用中,我们需要的是: ```cpp std::cout << some_object; ``` 而不是: ```cpp some_object.operator<<(std::cout); ``` 这违背了直观性和习惯性的语法结构。因此,`operator<<` 被设计为非成员函数,并接受两个参数:一个是 `std::ostream&` 类型的流对象(如 `std::cout`),另一个是要输出的对象[^3]。 #### 2. **链式调用的实现** 每次调用 `operator<<` 后,都会返回对原始流对象的引用 (`std::ostream&`)。这种设计使得多个连续的 `<<` 操作能够形成链式调用。例如: ```cpp std::cout << "Hello" << "World" << std::endl; ``` 实际上等价于以下步骤: - 首先执行 `std::cout << "Hello"`,它会调用对应的 `operator<<` 函数并返回 `std::cout` 的引用; - 接着继续执行 `(std::cout << "Hello") << "World"`,即再次调用 `operator<<`; - 最终完成整个表达式的求值。 每一步都依赖前一步的结果来构建新的调用链条[^4]。 #### 3. **是否由 `cout` 对象直接调用** 虽然表面上看起来像是 `std::cout` 自己调用了某个方法,但实际上并非如此。真正的行为是由编译器解析到合适的自由函数版本的 `operator<<` 来处理当前上下文中涉及的数据类型。也就是说,对于基本内置类型(如整数、浮点数、字符串字面量等),存在预定义的标准库版本;而对于用户自定义类型,则可能需要提供自己的重载实现[^2]。 以下是简单的例子展示这一过程: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 假设这是用户定义的一个简单类 class MyClass { public: int data; }; // 为其重载 << 运算符以便支持打印 ostream& operator<<(ostream& os, const MyClass& obj) { os << "MyClass(data=" << obj.data << ")"; return os; // 返回流本身以允许进一步链接 } int main() { MyClass m{42}; cout << "Value of m is: " << m << endl; // 此处触发两次不同的 << 调用 return 0; } ``` 在这个程序里,“Value of m is: ”部分对应基础字符数组的操作符重载,而紧接着后面的变量 `m` 则匹配到了专门为 `MyClass` 定义的那个特殊化版本[^1]。 --- ###
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