Question

必须声明“全局朋友操作员重载”来进行序列化总是让我感到震惊。在类之外声明序列化运算符似乎没有基础。所以我一直在寻找一个可靠的答案。

（注意：如果有人有更好的Google-Fu来找到已经写好的答案，我有兴趣阅读。）

我怀疑它在技术上是可行的，而且只是一个符号问题。如果该库被设计为执行<<和>>的成员重载，则必须从右到左构建一系列流操作，而不是从左到右。所以不要写：

Rational r (1, 2);
cout << "Your rational number is " << r;

您必须将输出行写为：

r >> ("Your rational number is " >> cout);

需要使用括号来启动向后链接，因为>>和<<从左到右关联。没有它们，它会尝试在r >> "Your rational number is "之前找到"Your rational number is " >> cout的匹配项。如果选择了right-to-left associativity的运营商，则可以避免这种情况：

r >>= "Your rational number is " >>= cout;

（注意：在库内部，像字符串文字这样的非类类型必须使用全局运算符重载来处理。）

但这是极限，对于任何想要将序列化分派到课堂中的iostream式设计来说，这种逆转几乎是不可避免的吗？我错过了其他任何问题吗？

更新或许对“问题”的更好的措辞是说我开始怀疑以下内容：

对于希望自行序列化的非流对象，假设iostream库可以设计为插入器和extracters是类成员而不是全局重载......并且没有（显着）影响运行时属性。然而，如果iostream作者愿意接受它会迫使客户从右到左形成流媒体操作，那么这只会有效。

但我缺乏一种直觉，即为什么全局超载操作员与成员之间可以解锁一个可以解锁的能力，从左到右（而不是从右到左）表达自己。问题是，后见之明，模板或C ++ 11的一些深奥功能是否可以提供替代方案。或者“C ++物理学”对一个方向有另一个方面的固有偏见，而全局重载在某种程度上是本书中用于覆盖它的唯一编译时技巧。

与Fleming's left hand rule for motors

比较

Answer 1

对于重载流操作符，标准没有限制它们应该是成员还是非成员，所以理想情况下它们可以是。实际上，标准库定义的大多数流输出和输入操作符都是成员流类。

基本原理：

为什么inserters和extractors不会作为成员函数重载？

通常，运算符重载的规则是：

如果二元运算符改变了它的左操作数，那么使它成为左操作数类型的成员函数通常很有用。（因为它通常需要访问操作数私有成员）。

通过此规则，Stream运算符应该实现为其左操作数类型的成员。但是，它们的左操作数是来自标准库的流，而One不能更改标准库的流类型。因此，当为自定义类型重载这些运算符时，它们通常被实现为非成员函数。

Answer 2

通过分离＆lt;＆lt;的定义，您可以获得更大的灵活性和＆gt;＆gt;来自您正在显示的对象。

首先，您可能希望自定义显示非类类型，如枚举或指针。假设您有一个类Foo，并且您想要自定义打印指向Foo的指针。你不能通过向Foo添加成员函数来实现。或者您可能希望显示模板化对象，但仅适用于特定模板参数。例如，您可能希望显示向量＆lt; int＆gt;以逗号分隔的列表，但向量＆lt; string＆gt;作为一列字符串。

另一个原因可能是您不允许或不愿意修改现有类。这是OO设计中开放/封闭原则的一个很好的例子，您希望您的类可以打开以进行扩展，但是关闭以进行修改。当然，你的类必须暴露它的一些实现而不破坏封装，但通常就是这种情况（向量暴露它们的元素，复杂暴露Re和Im，字符串暴露c_str等）。

你甚至可以定义两个不同的重载＆lt;＆lt;对于不同模块中的同一类，如果有意义的话。

Answer 3

之前我遇到过同样的问题，看起来插件和extracters必须是全局的。对我来说，没关系;我只想避免在班上制作更多“朋友”的功能。这就是我这样做的方式，即提供一个“＆lt;＆lt;”可以打电话：

class Rock {
    private:
        int weight;
        int height;
        int width;
        int length;

    public:
        ostream& output(ostream &os) const {
            os << "w" <<  weight << "hi" << height << "w" <<  width << "leng" << length << endl;
            return os;
        }
    };

    ostream& operator<<(ostream &os, const Rock& rock)  {
        return rock.output(os);
    }

Answer 4

我错过了其他任何问题吗？

不是我能想到的，但我已经说过这已经很糟糕了。

通常outfile << var1 << var2 << var3;是一种相当“线性”的语法。而且，由于我们在两种情况下从左到右阅读，因此名称将与文件中的名称相同。

您计划将语法设为非线性。人类读者必须跳过并回过头来看看发生了什么。这使得它变得更难。你走得更远。要阅读你的最后一行r >>= "Your rational number is " >>= cout;，首先必须通过＆gt;＆gt; =向前阅读，看看你需要跳到最后一个单词（或左右），阅读“＆gt;＆gt; = cout”，跳回字符串的开头，通过字符串向前读取，依此类推。而不是将你的眼睛从一个标记移动到下一个标记，在那里大脑能够管理整个过程。

我对使用这种非线性语法的语言有多年的经验。我现在正在研究使用clang将C ++“编译”成该语言。（尽管有更多的原因，但是。）如果它成功了，我会更快乐。

我首选的替代方案是一个非常小的运算符重载，它只调用一个成员函数。如果稍微优化，它将从生成的可执行文件中消失。

上面有一个“显而易见”的例外，即当你在一个语句中只有一个读/写时，就像myobj >> cout;

一样

Answer 5

在C ++中，二元运算符通常是非类成员。根据Bjarne Stroustrup运算符的 C ++编程语言，规范表示是一个全局函数，首先复制其左操作数，然后使用右操作数对其使用+ =，然后返回结果。因此让流运营商成为全球运营商并非完全不同寻常。正如Als所提到的，我们希望流操作符是流类的成员而不是数据类的成员。

iostream插入器和提取器可以是类成员而不是全局重载吗？

5 个答案: