为什么我们需要在重载>>和<<运算符时返回对istream/ostream的引用？

Question

如果我不返回会发生什么,din或者dout实际上我正在读一本书,其中作者返回流引用

istream & operator>>(istream &din,vector &a)
{
    for(int i=0;i<size;i++)
    din>>a.v[i];
    return din;
}

ostream & operator<<(ostream &dout,vector &a)
{
    dout<<"("<<a.v[0];
    for(int i=1;i<size;i++)
    dout<<", "<<a.v[i];
    dout<<")";
    return dout;
}

Answer 1

原因是多个事实的结合。

1. 您希望能够像这样链接输入和输出操作

   in  >> x >> y;
   
   out << z << std::precision(10) << t << std::endl;
   

   因此您必须返回允许的东西operator<<。

2. 由于您希望操作员处理任何istream，即从派生的任何对象std::istream，因此无法定义

   operator<<(istream_type, object);    // take istream by value
   

   因为这仅适用于特定的istream类型istream_type，但不适用于通用类型istream。为此，必须使用多态性，即采用引用或指针（将是从派生的类的引用或指针std::istream）。

3. 由于您仅具有对istream的引用，因此无法返回istream对象本身（它的类型可能甚至在的定义点都没有定义operator<<），而是仅返回您已获得的引用。

   可以通过定义operator<<a template并接受并返回istream_typeby值来克服这种限制，但这需要该istream类型具有一个复制构造函数，出于充分的原因，它可能没有。

4. 为了激发多态性，原则上可以使用指针（指向流）而不是引用。但是，operator<<(stream*,const char*)在C ++中是不允许的（至少一个操作数必须是类或枚举类型）。

   因此，对于流指针，必须使用函数调用语法，而您将返回C-style fprintf(stream*, args...)。

   此外，指针可以为null或悬空，这实际上是它们的默认状态（在没有初始化程序的情况下声明），而可以假定引用是有效的（在没有初始化程序的情况下不能声明）。

Answer 2

在这种情况下，当返回引用时，您可以将运算符组合在链中。例如

std::cout << "Hello " << "Rajat Verma";

这相当于操作员的以下调用

operator <<( operator <<( std::cout, "Hello" ), "Rajat Verma" );
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
              returns reference to std::cout