C ++流如何工作？

Question

我想知道流类在C ++中是如何工作的。当你说：

cout<<"Hello\n";

究竟做什么“＆lt;＆lt;”。我知道cout是iostream的一个对象，它代表了面向窄字符（char）的标准输出流。

在C“＆lt;＆lt;＆lt;是按位移位运算符，因此它向左移动位，但在C ++中它是插入运算符。嗯，这就是我所知道的，我真的不明白这是如何工作的。

我要求的是有关C ++中的流类的详细说明，它们是如何定义和实现的。

非常感谢你的时间，对不起我的英语。

Answer 1

让我们创建一个类似于cout的课程（但没有那么多花里胡哨）。

#include <string>

class os_t {
    public:
        os_t & operator<<(std::string const & s) {
            printf("%s", s.c_str());
            return *this;
        }
};

int main() {
    os_t os;

    os << "hello\n";
    os << "chaining " << "works too." << "\n";
}

注意：

• operator<<是一个运算符重载，就像operator+或所有其他运算符一样。
• 链接起作用，因为我们回归自己：return *this;。

如果因为其他人写的而无法更改os_t课程怎么办？

我们不必使用成员函数来定义此功能。我们也可以使用免费功能。我们也要表明：

#include <string>

class os_t {
    public:
        os_t & operator<<(std::string const & s) {
            printf("%s", s.c_str());
            return *this;
        }
};

os_t & operator<<(os_t & os, int x) {
    printf("%d", x);
    return os;

    // We could also have used the class's functionality to do this:
    // os << std::to_string(x);
    // return os;
}

int main() {
    os_t os;

    os << "now we can also print integers: " << 3 << "\n";
}

运算符重载还有用吗？

这种逻辑如何有用的一个很好的例子可以在GMP库中找到。该库旨在允许任意大的整数。我们通过使用自定义类来完成此操作。这是它的一个例子。请注意，运算符重载让我们编写的代码与我们使用传统int类型的代码几乎完全相同。

#include <iostream>
#include <gmpxx.h>

int main() {
    mpz_class x("7612058254738945");
    mpz_class y("9263591128439081");

    x = x + y * y;
    y = x << 2;

    std::cout << x + y << std::endl;
}

Answer 2

<<是C ++中的二元运算符，因此可以重载。

您知道此运算符的C用法，其中1 << 3是返回8的二进制运算。您可以将此视为方法int operator<<(int, int)，其中传递参数1和3会返回8。

从技术上讲，operator<<可以任何。这只是一个随意的方法调用。

按照惯例，在C ++中，除了作为位移运算符之外，<<运算符还用于处理流。执行cout << "Hello!"时，您正在使用原型ostream & operator<< (ostream & output, char const * stream_me)调用方法。请注意返回值ostream &。该返回允许您多次调用该方法，例如调用std::cout << "Hello World" << "!";两次的operator<< ...一次调用std :: cout和“Hello World”，第二次调用结果第一次调用和“！”。

通常，如果您要创建名为class Foo的类，并且希望它是可打印的，则可以将打印方法定义为ostream & operator<< (ostream & output, Foo const & print_me)。这是一个简单的例子。

#include <iostream>

struct Circle {
  float x, y;
  float radius;
};

std::ostream & operator<< (std::ostream & output, Circle const & print_me) {
  output << "A circle at (" << print_me.x << ", " << print_me.y << ") with radius " << print_me.radius << ".";
}

int main (void) {
  Circle my_circle;
  my_circle.x = 5;
  my_circle.y = 10;
  my_circle.radius = 20;

  std::cout << my_circle << '\n';

  return 0;
}

Answer 3

操作符可以被认为是具有语法糖的函数，允许使用干净的语法。 This is simply a case of operator overloading.