c++ - C++程序如何为插入(<<)运算符选择正确的函数？

Question

在C++中，常见的教训之一是在创建自己的类型时如何重载插入运算符(<<)。我们被告知创建一个名为operator<<的全局函数，该函数具有两个参数，一个ostream ref和我们的类型，并返回一个ostream ref。

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyType& mt) {
  ...
}

现在，当您了解可以将运算符显式调用为函数时，这很有意义。例如，这对语句在功能上是等效的:

MyType mt;

std::cout << mt;
operator<<(std::cout, mt);

但是，有趣的是插入对于内置类型的工作方式。让我们考虑一下字符串，整数甚至 std::endl(直到最近 I assumed was a type)

std::cout << "Hello world";
operator<<(std::cout, "Hello world"); // fine

std::cout << 5;
operator<<(std::cout, 5); // ERROR!

std::cout << std::endl;
operator<<(std::cout, std::endl); // ERROR!

有一个全局运算符<<为字符串(char数组)定义，但没有为ints或 std::endl定义。如果要显式插入这些类型，则必须做一些不同的事情(顺便说一下，这不适用于字符串)。

std::cout << "Hello world";
std::cout.operator<<("Hello world"); // ERROR!

std::cout << 5;
std::cout.operator<<(5); // fine

std::cout << std::endl;
std::cout.operator<<(std::endl); // fine
std::endl(std::cout); // also equivalent

整数处理被定义为ostream上的成员函数，而 std::endl实际上是利用ostream上的函数模板的函数。

所以我的问题是，在为插入运算符转换语法糖时，C++编译如何最终选择正确的函数？当开发人员编写以下内容时，如何正确查找并映射到适当的功能地址？
std::cout << "Id: " << 5 << std::endl;

Answer 1

当使用cout << ...(或任何其他ostream)时，编译器会在流类中同时查找一个名为operator<<()的成员方法，并在第一个参数中同时使用一个名为operator<<()的非成员函数(将流类作为参数)，并且如果存在多个匹配项，则overload resolution根据传递给运算符的另一个值，找出哪个匹配是最好的调用。

有关更多详细信息，请参见operator overloading上的cppreference.com，尤其是“重载的运算符”部分。