Question

可能重复：
Operator overloading

我正在期待已久的C ++回归，并且有一些基本符号在其他语言中似乎并不那么突出。

如果你看一下这行代码

cout << "firstvalue is " << firstvalue << endl;

我意识到这是什么。它将“firstvalue is x”写入控制台。 x是firstvalue的值。但是，我对“＆lt;＆lt;”不知道任何事情。或“＆gt;＆gt;”双角括号。我无法研究它们或它们做什么，因为我不知道它们的正式名称。

我的问题是，上述声明中实际发生了什么（一步一步）？什么是这些“＆lt;＆lt;”对于？我想我明白cout是用于写入控制台的标准库函数。但是我习惯于使用objective-c或点符号。我没有看到这个“cout”函数是什么对象。

我可以更轻松地理解printf，因为至少它为参数提供了大括号。例如printf（“你的字符串在这里”）。

Answer 1

C ++允许运算符重载。这意味着用户定义的类型可以在内置运算符上定义自己的行为。在这种情况下，运算符称为：left shift或right shift运算符。这些运算符传统上一直用于位移，但标准库将它们重新用于表示流操作。

您可以在C and C++ here中找到可用运营商的列表。

在您的情况下，您将字符串文字和某种类型的值流式传输到std::cout，这是std::basic_ostream类型的对象。

循序渐进

在应用优先规则后，您的代码如下所示：

((cout << "foobar") << x) << endl;

编译器基本上将object << object表达式转换为函数调用。

operator<<(operator<<(operator<<(cout, "foobar"), x), endl);

然后它会找出要调用的过载。（这真的是棘手。现在，仅仅相信它就足够了查找具有匹配参数的operator<<重载。）

basic_ostream的大多数内置重载都是here和here。

Answer 2

<<运算符是C ++中的“算术左移”。例如：

3 << 2

评估为12.原因是3的二进制表示是

00000011

将它向左移动两次

00001100

，结果的数值为12。

输出有什么用呢？实际上没什么。但是在C ++中，由于重载，您可以重新定义运算符的含义。 C ++标准库决定将左移运算符的含义重新定义为“发送到流”。

那么会发生什么呢

std::cout << "whatever"

返回值std::cout，但作为副作用，它输出字符串“whatever”。

选择运算符是因为它具有合理的优先级（重载不能更改优先级，并且您无法定义新运算符）并且形状使其看起来有点“自然”。但请注意，左移运算符只是一个普通运算符，例如，无法保证评估顺序：

std::cout << f() << g() << h();

此处的输出将是调用f()的结果，后跟调用g()的结果，然后是调用h()的结果...但函数本身可能是以不同的顺序调用，例如可以先调用h()！

所以从某种意义上说，运算符的“序列外观”是误导性的，因为它是关于输出的顺序，而不是关于评估的顺序。

Answer 3

它们被称为流插入（或提取，在istream >>的情况下），实际上是左移和右移运算符的语义重载。

所以，这个：

int x = 1 << 1;

有点转变，但是这个：

std::cout << x;

是一个流插入。您可以明确地将其写为：

operator <<(std::cout, x);

得到完全相同的结果。流插入操作符的常规格式（它们可以为用户定义的类型重载，因此编写自己的类型并不罕见）

std::ostream& operator <<(std::ostream&, T value);

输出流（通过引用）返回，因此您可以链接调用：您的示例转换为：

operator<< (
  operator<< (
    operator<<(std::cout, "firstvalue"),
    firstvalue
  ),
  std::endl
);

哦，而且...... std::cout（和std::cerr等）不是函数：它们是全局对象。这里的函数是重载的<<运算符。将它们视为FILE *stdout, *stderr等价物。

与printf等相比，C ++ iostream有一些优势。人：

type-safety：您不能错误地使用"%f"打印整数并获取垃圾，因为重载决策会在编译时自动选择std::ostream& operator<<(std::ostream&, double)函数
支持用户定义的类型：你可以为你的奇怪的新类编写一个流插入操作符，它随处可用
流抽象：你可以使用相同的重载（所以你只写一次）来格式化为stdout和stderr（cout / cerr）和文件（std::ofstream）和字符串（std::ostringstream）。无需单独处理printf / fprintf / snprintf。

还有一些缺点：

性能：所有抽象都有一些损失，以及在运行时配置的语言环境系统的一般性
详细程度：至少对于printf已经支持的原始类型，格式字符串更加简洁，更具表现力

Answer 4

<<是运算符，+是运算符，*是运算符。以下是等效表达式的方式：

5 + 3 + 2
((5 + 3) + 2)

下两个也是如此：

std::cout << "Hello" << std::endl
((std::cout << "Hello") << std::endl)

它只是一个有两个操作数的运算符。对于基本类型，<<和>>运算符实际上称为左移位运算符和右移位运算符。它们执行按位移位。例如，5 << 1会将5（0101）中的所有位移到一个位置，得到10（1010）。

但是，与大多数其他运算符一样，您可以重置shift运算符。在输入/输出库的情况下，移位运算符被重载以提供输入和输出到流的自然语法。这是因为<<和>>令牌的方向性看起来像某种方式正在流动。使用这些I / O类，这些运算符重载会返回对您正在执行运算符的流的引用，以便它们可以链接在一起。

您可以通过提供带有一个参数的成员函数operator<<或operator>>来重载特定类的移位运算符（操作符右侧的操作数）。或者，您可以提供具有两个参数的相同名称的非成员函数，分别是运算符的两个操作数。

Answer 5

以下是语法糖：

// Let the function 'print' be a renaming of 'operator<<'
// with T being the type of the object you want to print.
std::ostream& print(std::ostream&, const T&);

// 1) Print "first value is" and then return the stream you
// to which to just printed (ie. cout). 2) Use the returned
// stream to chain function calls and print 'firstValue'.
print(print(std::cout, "first value is"), firstValue);

怎么做“＆lt;＆lt;＆lt;和“＆gt;＆gt;”运营商做I / O？

5 个答案: