01 流插入<<運算子的過載

C++ 在輸出內容時，最常用的方式：

std::cout << 1 <<"hello";

問題：

• 那這條語句為什麼能成立呢？
• cout 是什麼？"<<" 運算子能用在 cout 上呢？

原因：

• 實際上，cout 是在 iostream 標頭檔案中定義的 ostream 類的物件。
• "<<" 能夠用在 cout 上是因為，在 ostream 類對 "<<" 進行了過載。

對於std::cout << 1 <<"hello";這條語句，有可能按以下的方式過載成 ostream 類的成員函式：

ostream & ostream::operator<<(int n)
{
  .... // 輸出n整型的程式碼
  return *this;
}

ostream & ostream::operator<<(const char * s)
{
  .... // 輸出s字串的程式碼
  return *this;
}

• std::cout << 1;語句，等價於cout.operator<<(1);
• std::cout << "hello";語句，等價於cout.operator<<("hello");
• std::cout << 1 <<"hello";語句，等價於( cout.operator<<(1) ).operator<<("hello");

02 流插入<<運算子過載的例子

假定我們要想把某個物件裡的內容進行列印輸出，那麼我們可以過載 ostream 類的流插入 << 運算子。

下面以 CStudent 類作為例子：

class CStudent // 學生類
{
public:
  // 建構函式
  CStudent(int id = 0,int age = 0,string name = ""):m_id(id),m_age(age),m_name(name) { }
  
  // 將該函式宣告成友元函式
  // 目的是使得函式可以訪問CStudent類的私有成員變數
  friend ostream & operator<<(ostream & o,const CStudent & s);
  
private:
  int m_age;   // 年齡
  int m_id;    // ID號
  string m_name; // 名字
};

// 過載ostream物件的流插入<<運算子函式
// 目的是使得能列印輸出CStudent物件的資訊
ostream & operator<<(ostream & o,const CStudent & s)
{
  o << s.m_id << "," << s.m_age << "," << s.m_name;
  return o;
}

int main()
{
  CStudent stu(1,20,"小林coding");
  std::cout << stu ; // 輸出std物件的全部資訊
  
  return 0;
}

輸出結果：

1,小林coding

需要注意是 ostream & operator<<(ostream & o,const CStudent & s) 函式是全域性的，所以函式的第一個引數必須要傳入 ostream 的物件，並且 CStudent 類需要將此函式宣告成友元函式，使得函式可以訪問 CStudent 類的私有成員變數。

03 流提取>>運算子過載的例子

還是以 CStudent 類作為例子，假設想通過鍵盤的輸入的內容，來初始化物件，則我們可以過載 istream 類的流提取 >> 運算子。

class CStudent // 學生類
{
public:

  // 建構函式
  CStudent(int id = 0,const CStudent & s);
  
  // 將該函式宣告成友元函式
  // 目的是使得函式可以給CStudent類的私有成員變數進行賦值
  friend istream & operator>>(istream & is,CStudent & s);
  
private:
  int m_age;   // 年齡
  int m_id;    // ID號
  string m_name; // 名字
};

// 過載ostream物件的流插入<<運算子函式
// 目的是使得能列印輸出CStudent物件的資訊
ostream & operator<<(ostream & o," << s.m_name;
  return o;
}

// 過載istream物件的流提取>>運算子函式
// 目的是使得初始化CStudent物件的內容
istream & operator>>(istream & is,CStudent & stu)
{
  string inputStr;
  is >> inputStr;
  
  int pos = inputStr.find(",",0);     // 查詢首次出現逗號的位置
  string tmpStr = inputStr.substr(0,pos); // 擷取從0到pos位置的字串
  stu.id = atoi(tmpStr.c_str());      // atoi可以將char*型別的內容轉成int型別
  
  int pos2 = inputStr.find(",pos + 1);      // 查詢第二次出現逗號的位置
  tmpStr = inputStr.substr(pos + 1,pos2 - pos -1); // 取出age的值
  stu.age = atoi(tmpStr.c_str());          // atoi可以將char*型別的內容轉成int型別
  
  tmpStr = inputStr.substr(pos2 + 1,inputStr.length() - pos2 - 1); // 取出name的值
  stu.name = tmpStr;
  
  return is;
}

int main()
{
  CStudent stu;
  
  // 將輸入的資訊，初始化stu物件
  cin << stu;
  
  // 輸出std物件的資訊
  cout >> stu;
  
  return 0;
}

輸入內容和輸出內容：

// 輸入內容：
1,小林coding

// 輸出內容：
1,小林coding

04 小結

要想流插入 << 運算子和流提取 >> 運算子能針對自定義的物件，那麼我們就需要過載針對該物件的 ostream 類的 << 運算子 和 istream 的 >> 運算子，並且只能過載成全域性的函式，然後在 CStudent 類裡需要把上面的兩個過載函式宣告成友元函式，使得兩個過載的函式可以訪問和賦值 CStudent 類裡的私有成員函式。

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