參考：coursera C++程式設計

目錄

• 流插入運算子過載
• 問題
• 自定義過載實現
• 流提取運算子過載
• 總結
• 又有一個問題

流插入運算子過載

問題

1. cout是什麼？
2. 為什麼 << 可以用在cout上
3. 為什麼 cout << 5 << "this"能夠成立

• 首先，cout是iostream中定義的ostream類的物件
• >>能用在cout上是因為，在iostream裡對<<進行了過載

cout << 5

那麼如何過載才能使得cout << 5 << "this"成立？
答案就是：返回值為cout型別

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

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

因此，cout << 5 << "this"實質上是執行函式：

cout.operator<<(5).operator<<("this");

自定義過載實現

如果在程式中希望對<<運算子進行過載，使其能夠輸出自定義的資料，如何實現呢？
由於ostream型別已經在iostream中實現，所以不能作為ostream類的成員函式過載，只能作為全域性函式或友元函式過載。

例：
全域性函式實現：

class CStudent{
public: 
	int age;
};
int main()
{
 

	CStudent s;
	s.age = 5;
	cout << s << "Hello"; 
	return 0;
}

假設輸出為5Hello，<<過載函式怎麼實現？

ostream & operator<<(ostream & o, const CStudent & s) {//此處為了節省執行時間，使用了CStudent &
	o << s.age;
	return o;
}

友元函式實現

假定c是complex複數類的物件，現在希望寫cout << c;就能以a+bi的形式輸出c的值，寫cin >> c;就能從鍵盤接受a+bi形式的輸入，並且使c.real = a, c.imag = b
主程式：

int main() {
	Complex c;
	int n;
	cin >> c >> n;
	cout << c << "," << n;
	return 0;
}

程式執行結果可以如下：

輸入：13.2+133i 87
輸出：13.2+133i,87

#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"的形式輸出
	return os;
}

在本例中，real和imag為私有成員變數，因此只能用友元函式過載。

流提取運算子過載

在上例中，如何實現以指定形式（13.2+133i）讀取從鍵盤中輸入的資料呢？
原理是相似的，但操作有點麻煩。
需要以字串形式讀取資料，再將real和imag分開並轉換為double格式。

istream & operator>>( istream & is,Complex & c)
{
	string s;
	is >> s; //將"a+bi"作為字串讀入, “a+bi” 中間不能有空格
	int pos = s.find("+",0); 
	string sTmp = s.substr(0,pos); //分離出代表實部的字串
	c.real = atof(sTmp.c_str());//atof庫函式能將const char*指標指向的內容轉換成float 
	sTmp = s.substr(pos+1, s.length()-pos-2); //分離出代表虛部的字串
	c.imag = atof(sTmp.c_str());
	return is;
}

總結

• 運算子過載本質上都是對過載函式的呼叫，過載函式可分為成員函式，友元函式，全域性函式。
• 由於流提取和流插入運算子的過載函式的返回值必須是istream或ostream類的引用，而這兩個類已經在標頭檔案中寫好，不便更改，所以用全域性或友元函式過載。
• 當這兩個運算子的作用物件（在本例中為Complex類）為自定義時，可以用全域性函式、complex類的友元函式過載。

又有一個問題

寫到這裡我產生了一個疑問，那能不能用Complex的成員函式過載呢？
於是，我把<<過載函式的friend去掉了，改成：

ostream & operator<<( ostream & os);

又把定義改成：

ostream & Complex::operator<<( ostream & os)
{
	os << real << "+" << imag << "i"; //以"a+bi"的形式輸出
	return os;
}

結果報錯了，查了之後發現運算子過載函式對引數的順序是有要求的，二元運算子的過載函式的引數需要與呼叫時保持一致。成員函式第一個引數預設為*this，這就意味著呼叫時運算子左邊必須為該類的物件，右邊為ostream物件。因此稍微修改主函式程式碼：

int main() {
	Complex c;
	int n;
	cin >> c >> n;
    //cout << c << "," << n;
	c << cout;//注意，c和cout的順序變了
	return 0;
}

執行成功！
這麼做只是為了驗證我的想法，僅僅為了學習，實際應用中非常不建議這麼做