C++重载<<和>>(C++重载输出运算符和输入运算符)
在 C++ 中,左移运算符
cout 是 ostream 类的对象。ostream 类和 cout 都是在头文件 <iostream> 中声明的。ostream 类将
cin 是 istream 类的对象,是在头文件 <iostream> 中声明的。istream 类将
例题:假定 c 是 Complex 复数类的对象,现在希望写
显然,要对
13.2+133i 87
13.2+133i,87
因为没有办法修改 ostream 类和 istream 类,所以只能将
第 13 行,参数 os 只能是 ostream 的引用,而不能是 ostream 对象,因为 ostream 的复制构造函数是私有的,没有办法生成 ostream 参数对象。operator<< 函数的返回值类型设为 ostream &,并且返回 os,就能够实现
用 cin 读入复数时,对应的输入必须是 a+bi 的格式,而且中间不能有空格,如输入 13.2+33.4i。第 21 行的
读入后需要将字符串中的实部 a 和虚部 b 分离出来,分离的办法就是找出被
<<
可以和 cout 一起用于输出,因此也常被称为“流插入运算符”或者“输出运算符”。实际上,<<
本来没有这样的功能,之所以能和 cout 一起使用,是因为被重载了。cout 是 ostream 类的对象。ostream 类和 cout 都是在头文件 <iostream> 中声明的。ostream 类将
<<
重载为成员函数,而且重载了多次。为了使cout<<"Star War"
能够成立,ostream 类需要将<<
进行如下重载:
ostream & ostream::operator << (const char* s) { //输出s的代码 return * this; }为了使
cout<<5;
能够成立,ostream 类还需要将<<
进行如下重载:
ostream & ostream::operator << (int n) { //输出n的代码 return *this; }重载函数的返回值类型为 ostream 的引用,并且函数返回 *this,就使得
cout<<"Star War"<<5
能够成立。有了上面的重载,cout<<"Star War"<<5;
就等价于:
( cout.operator<<("Star War") ).operator<<(5);
重载函数返回 *this,使得cout<<"Star War"
这个表达式的值依然是 cout(说得更准确一点就是 cout 的引用,等价于 cout),所以能够和<<5
继续进行运算。cin 是 istream 类的对象,是在头文件 <iostream> 中声明的。istream 类将
>>
重载为成员函数,因此 cin 才能和>>
连用以输入数据。一般也将>>
称为“流提取运算符”或者“输入运算符”。例题:假定 c 是 Complex 复数类的对象,现在希望写
cout<<c;
就能以 a+bi 的形式输出 c 的值;写cin>>c;
就能从键盘接受 a+bi 形式的输入,并且使得 c.real = a, c.imag = b。显然,要对
<<
和>>
进行重载,程序如下:
#include <iostream> #include <string> #include <cstdlib> using namespace std; class Complex { double real,imag; public: Complex( double r=0, double i=0):real(r),imag(i){ }; friend ostream & operator<<( ostream & os,const Complex & c); friend istream & operator>>( istream & is,Complex & c); }; ostream & operator<<( ostream & os,const Complex & c) { os << c.real << "+" << c.imag << "i"; //以"a+bi"的形式输出 return os; } istream & operator>>( istream & is,Complex & c) { string s; is >> s; //将"a+bi"作为字符串读入, "a+bi" 中间不能有空格 int pos = s.find("+",0); string sTmp = s.substr(0,pos); //分离出代表实部的字符串 c.real = atof(sTmp.c_str());//atof库函数能将const char*指针指向的内容转换成 float sTmp = s.substr(pos+1, s.length()-pos-2); //分离出代表虚部的字符串 c.imag = atof(sTmp.c_str()); return is; } int main() { Complex c; int n; cin >> c >> n; cout << c << "," << n; return 0; }程序的运行结果:
13.2+133i 87
13.2+133i,87
因为没有办法修改 ostream 类和 istream 类,所以只能将
<<
和>>
重载为全局函数的形式。由于这两个函数需要访问 Complex 类的私有成员,因此在 Complex 类定义中将它们声明为友元。cout<<c
会被解释成operator<<(cout, c)
,因此编写 operator<< 函数时,它的两个参数就不难确定了。第 13 行,参数 os 只能是 ostream 的引用,而不能是 ostream 对象,因为 ostream 的复制构造函数是私有的,没有办法生成 ostream 参数对象。operator<< 函数的返回值类型设为 ostream &,并且返回 os,就能够实现
<<
的连续使用,如cout<<c<<5
。在本程序中,执行第 34 行的cout<<c
进入 operator<< 后,os 引用的就是 cout,因此第 34 行就能产生输出。用 cin 读入复数时,对应的输入必须是 a+bi 的格式,而且中间不能有空格,如输入 13.2+33.4i。第 21 行的
is>>s;
读入一个字符串。假定输入的格式没有错误,那么被读入 s 的就是 a+bi 格式的字符串。读入后需要将字符串中的实部 a 和虚部 b 分离出来,分离的办法就是找出被
+
隔开的两个子串,然后将两个字符串转换成浮点数。第 24 行调用了标准库函数 atof 来将字符串转换为浮点数。该函数的原型是float atof(const char *)
,它在 <cstdlib> 头文件中声明。所有教程
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