14.2输入和输出运算符

本文介绍C++中如何为自定义类重载输入输出运算符<<和>>,包括输出运算符的实现细节及注意事项,以及输入运算符的错误处理方法。

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输入和输出运算符

IO标准库通过<<和>>为内置类型定义了读写的版本,而需要自定义合适其对象的新版本以支持IO操作。

1.重载输出运算符<<

①输出运算符的形参:

  • 第一个形参是一个非常量ostream对象的引用。非常量是因为需要向流写入内容,这会改变其状态;引用是因为我们无法拷贝一个ostream对象,只能对其进行引用。
  • 第二个形参是一个常量引用,是我们想打印类对象的内容,引用避免进行拷贝,而且我们不希望改变其内容,所以用常量引用。
  • 类似其他内置类型的<<操作符,重载的<<需要返回自身的引用

②输出运算符的注意事项:

  • 输出运算符应尽量减少格式化操作:如果运算符打印了换行符,则用户就无法在同一行内接着打印一些描述性的文本,输出运算符不应该打印换行符

  • **输入输出运算符必须是非成员函数:**否则,左侧运算对象将是我们的一个类。

如Sales_data输出运算符

ostream& operator<<(ostream &os, const Sales_data &rhs) {
    os << rhs._isbn() << " " << rhs._sold << " "
       << rhs._revenue << " ";
    return os;
}

2.重载输入运算符>>

①输入运算符的形参:

  • 第一个形参是运算符将要读取的流的引用:理由同输出运算符。
  • 第二个形参是将要读入到的非常量引用:因为输入运算符本身的目的就是将数据读入到这个对象中,因此这个对象会改变。

②输入运算符可能会出现错误需要处理失败的情况,而输出运算符不需要

执行输入运算符时可能会发生下列错误:

  • 流含有错误类型的数据时读取操作可能失败。例如想要读取的是int类型,输入的却是string类型会发生错误。
  • 当读取操作到达文件末尾或者输入流遇到其他错误时也会失败。

读取操作不会逐个检查每个读取操作,而是读取了所有的数据后赶在使用这些数据前进行一次性检查。

当读取操作发生错误时,输入运算符应该负责从错误中恢复

如:Sales_data的输入运算符

istream& operator>>(istream &is, Sales_data &rhs) {
    double price;
    is >> item._bookNo >> item._sold >> price;
    if (is) {
        item._revenue = item._sold * price;
    } else {
        item = Sales_data(); //读取失败则值初始化。
    }
}
<think>好的,我现在需要详细回答用户关于Python中set数据类型的issubset方法的问题。用户要求分为五个部分:基本语法、参数说明(表格形式)、典型应用场景、注意事项代码示例,并且要按照指定的Markdown标题格式。同时,用户希望回答后提出四个相关问题。 首先,我需要回顾issubset方法的相关知识。记得issubset用于判断一个集合是否是另一个集合的子集。它的参数可以是一个可迭代对象,而不仅仅是集合类型。基本语法应该是set.issubset(other),或者用运算符<=。参数方面,other是可迭代的,但会被转换为集合。参数说明表格需要包括参数名、类型、是否必需、描述等。 接下来,典型应用场景可能包括数据验证、集合关系检查等。比如检查用户输入的选项是否都在有效选项集合中。注意事项方面,要提到参数会被隐式转换为集合,空集是任何集合的子集,以及使用运算符方法的区别。 代码示例部分要展示不同的使用方式,包括直接调用方法、使用运算符,以及处理不同类型参数的情况。例如,用列表作为参数传入issubset,展示隐式转换的效果。 然后,需要确保各部分标题严格按照用户指定的格式,使用## 14.x的编号,并且每个部分内容清晰。参数说明用表格形式,可能用Markdown的表格语法。注意事项用无序列表,代码示例用Python代码块。 最后,生成四个相关问题,问题要围绕set的方法,比如issuperset、集合运算、不可变集合等。确保问题有针对性,帮助用户扩展相关知识。 现在需要检查是否有遗漏或错误。比如,issubset的参数是否只能接受集合类型?不,它接受任何可迭代对象,所以参数说明中要明确这一点。另外,issubset<=的区别,比如运算符只能用于集合,而方法可以接受其他可迭代对象?或者两者行为是否相同?需要确认。根据Python文档,issubset方法会将参数转换为集合,而运算符<=要求两边都是集合,否则会引发TypeError。因此,在注意事项中需要提到这一点差异。 在代码示例中,应该展示使用列表作为参数的情况,比如set1.issubset([1,2,3,4]),并说明这会转换为集合。同时,如果使用<=运算符时,右边的对象必须是集合,否则会报错,比如set1 <= [1,2,3,4]会引发错误,而方法调用不会。 总结各部分内容后,按照用户要求的结构组织起来,确保每个部分的信息准确无误。最后提出相关问题,比如issuperset,集合运算符,不可变集合frozenset,以及集合运算的时间复杂度。</think><< ## 14.1 **基本语法** ```python set.issubset(other) ``` 或使用运算符: ```python set_a <= set_b ``` --- ## 14.2 **参数说明** | 参数名 | 类型 | 是否必需 | 描述 | |--------|------------|----------|----------------------------------------------------------------------| | `other`| 可迭代对象 | 是 | 可以是集合(`set`)、列表(`list`)、元组(`tuple`)等任意可迭代对象。| --- ## 14.3 **典型应用场景** - **集合关系验证**:验证一个集合的所有元素是否包含在另一个集合中。 - **数据过滤**:检查用户输入是否完全属于预定义的合法值集合。 - **权限控制**:判断用户权限是否完全包含于某个权限组。 - **数据分析**:确认数据集是否为另一数据集的子集。 --- ## 14.4 **注意事项** 1. **隐式类型转换**:若`other`不是集合,会先被隐式转换为集合后再比较(可能丢失重复元素顺序信息)。 2. **空集特性**:空集是任何集合的子集(`set().issubset(any_set)` 始终返回 `True`)。 3. **运算符与方法差异**:`set_a <= set_b`要求`set_b`必须为集合,而`set_a.issubset(other)`接受任意可迭代对象。 4. **超集判断**:`issubset`的逆操作是`issuperset`(`set_a.issuperset(set_b)` 或 `set_a >= set_b`)。 --- ## 14.5 **代码示例** ```python # 示例1:基本用法 set1 = {1, 2} set2 = {1, 2, 3, 4} print(set1.issubset(set2)) # 输出: True # 示例2:使用运算符 print(set1 <= set2) # 输出: True # 示例3:非集合参数隐式转换 list_a = [1, 2, 2, 3] set3 = {1, 2} print(set3.issubset(list_a)) # 输出: True(隐式转换为{1,2,3}) # 示例4:空集判断 empty_set = set() print(empty_set.issubset(set2)) # 输出: True ```
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