流插入操作符 (＜＜) 重载 —— 实现自定义类型数据的打印

        目录

1、认识内置的 operator<< 函数的声明和调用过程

(1) 认识operator<< 操作符函数的声明

(2) operator<< 函数的调用过程

2、重载自定义类型的 operator<< 函数

(1) 声明operator << 函数

(2) Person类添加友元函数

(3) 定义 operator << 函数

(4) 测试

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C++中一般使用 cout 来打印数据，但是可惜的是，cout 一般仅支持内置类型的打印，对于结构体/ 类 这种自定义类型的数据，cout 并不支持。

由于 cout 打印的本质其实是调用了 operator <<() 函数，因此，我们可以通过重载 operator <<() 函数来实现自定义类型的打印。

1、认识内置的 operator<< 函数的声明和调用过程

(1) 认识operator<< 操作符函数的声明

下面是 ostream类 中的operator<< 函数

流插入操作符<< 一般有两个操作数，这个函数因为是在ostream类内部声明的，所以隐藏了一个 this 指针，实际上声明应该是像下面这样：

ostream& operator<<(ostream& this, int val);

实际在调用 cout << val 的时候，会被转换成 operator<< (cout , val) 的形式。

 

(2) operator<< 函数的调用过程

operator<< 函数的返回值是ostream 对象的引用，目的是为了支持连续调用流插入函数。

cout << a << b << endl;
// (cout << a) << b <
// operator<<(cout, a) << b << endl;
// cout << b << endl;

operator<<(cout, a) 的返回值依然是 cout，只不过是已经将 变量 a 插入到标准输出流以后的 cout。此时的 cout 将作为下一个 << 操作符的 左操作数来使用。

2、重载自定义类型的 operator<< 函数

假设我们要实现重载 自定义类Person 的operator << 函数。类的声明如下：

class Person {
public:
    Person(char* name, int age):_name(name),_age(age)
    {
    }
private:
    char* _name;
    int _age;
};

(1) 声明operator << 函数

跟内置类型的一样，返回值是ostream& 类型，因为要支持连续流插入，值得注意的是，为了使用 ostream 类型，需要同时引入 iostream 头文件 以及 标准命名空间 std。

#include 
using namespace std;
 
ostream& operator<< (ostream& os, Person p);

(2) Person类添加友元函数

operator << 函数的声明和定义是放在类外的，如果放在类内部，会自动加上一个隐藏的 this 指针，就i像下面这样：

ostream& operator<< (Person* this, ostream& os, Person p);

而且要在Person 类的内部声明 operator<<函数为友元函数，因为类外无法访问 private 成员。

class Person {
    friend ostream& operator<< (ostream& os, Person p);
public:
    Person(char* name, int age):_name(name),_age(age)
    {
    }
private:
    char* _name;
    int _age;
};

(3) 定义 operator << 函数

准备工作已经完成，最后就是实现了，完整的实现过程如下：

class Person {
    friend ostream& operator<< (ostream& os, Person p);
public:
    Person(char* name, int age):_name(name),_age(age)
    {
    }
private:
    char* _name;
    int _age;
};
 
ostream& operator<< (ostream& os, Person p)
{
    os << p._name << p._age << endl;    // 将成员输入到流中，至于是什么流，这里可以先把os当作标准输出流
    return os;
}

(4) 测试

 
int main() {
    char arr[20] = { "张三" };
    Person p1(arr, 18);
 
    cout << p1 << endl;
 
    return 0;
}