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"<<".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"<<"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++中的流类的详细解释,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

让我们创建一个看起来像cout(但没有那么多铃声和口哨声)的类.

#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";
}

笔记:

• operator<<是一个运算符重载就像operator+所有其他运算符一样.
• 链接是有效的,因为我们回归自己:return *this;.

如果os_t因为其他人写的而不能改变课程该怎么办？

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.让我们展示一下:

#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？

在GMP库中可以找到这种逻辑如何有用的一个很好的例子.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.这是一个使用它的例子.请注意,运算符重载让我们编写的代码看起来几乎与我们使用传统int类型相同.

#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 ++中的二进制运算符，因此可以重载。

您知道此运算符的C用法，其中1 << 3的二进制操作返回8。您可以将其视为int operator<<(int, int)传递参数1和3返回值的方法8。

从技术上讲，operator<<可以做任何事情。这只是一个任意方法调用。

按照C ++中的约定，该<<运算符除用作位移运算符外，还用于处理流。执行时cout << "Hello!"，您将调用带有prototype的方法ostream & operator<< (ostream & output, char const * stream_me)。注意返回值ostream &。该返回值允许您多次调用该方法，就像std::cout << "Hello World" << "!";调用operator<<两次一样……一次在std :: cout和“ Hello World”上，第二次在第一次调用和“！”的结果上进行。

通常，如果要创建一个名为的类class Foo，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;
}