c++ - 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 din 或 dout 会发生什么，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

原因是几个事实的结合。

1. 您希望能够将输入和输出操作链接起来

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

   所以你必须返回允许 operator<< 的东西再次。

2. 因为您希望运算符(operator)处理任何 istream ，即从 std::istream 派生的任何对象, 你不能定义

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

   因为这只适用于特定的 istream 类型 istream_type , 但不是通用的 istream .为此，必须使用多态性，即采用引用或指针(这将是对从 std::istream 派生的类的引用或指针)。

3. 因为您只有对 istream 的引用，所以您不能返回 istream 对象本身(它可能是在 operator<< 的定义点甚至没有定义的类型)，而只能返回您的引用有。

   可以通过定义 operator<< 来绕过这个限制。一个template并取回 istream_type按值(value)计算，但这需要 istream type 有一个复制构造函数，它可能有充分的理由没有。

4. 原则上，为了激发多态性，可以使用指针(指向流)而不是引用。然而，operator<<(stream*,const char*)是在 C++ 中不允许(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，而您又回到了 C 风格 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(在没有初始化器的情况下声明时)，而可以假定引用是有效的(没有初始化器不能声明它)。

   <