C++ 重载左移和右移运算符
C++中,標準庫本身已經對左移運算符<<和右移運算符>>分別進行了重載,使其能夠用于不同數據的輸入輸出,但是輸入輸出的對象只能是 C++ 內置的數據類型(例如 bool、int、double 等)和標準庫所包含的類類型(例如 string、complex、ofstream、ifstream 等)。
如果我們自己定義了一種新的數據類型,需要用輸入輸出運算符去處理,那么就必須對它們進行重載。
其實 C++ 標準庫已經提供了 complex 類,能夠很好地支持復數運算,但是這里我們又自己定義了一個 complex 類,是為了幫助大家更好的理解。
讓復數的輸入輸出和 int、float 等基本類型一樣簡單。假設 num1、num2 是復數,那么輸出形式就是:
cout<<num1<<num2<<endl;輸入形式就是:
cin>>num1>>num2;cout 是 ostream 類的對象,cin 是 istream 類的對象,要想達到這個目標,就必須以全局函數(友元函數)的形式重載<<和>>,否則就要修改標準庫中的類,這顯然不是我們所期望的。
重載輸入運算符>>
我們以全局函數的形式重載>>,使它能夠讀入兩個 double 類型的數據,并分別賦值給復數的實部和虛部:
istream & operator>>(istream &in, complex &A){in >> A.m_real >> A.m_imag;return in; }istream 表示輸入流,cin 是 istream 類的對象,只不過這個對象是在標準庫中定義的。之所以返回 istream 類對象的引用,是為了能夠連續讀取復數,讓代碼書寫更加漂亮,例如:
complex c1, c2; cin>>c1>>c2;如果不返回引用,那就只能一個一個地讀取了:
complex c1, c2; cin>>c1; cin>>c2;另外,運算符重載函數中用到了 complex 類的 private 成員變量,必須在 complex 類中將該函數聲明為友元函數:
friend istream & operator>>(istream & in , complex &a);>>運算符可以按照下面的方式使用:
complex c; cin>>c;當輸入1.45 2.34↙后,這兩個小數就分別成為對象 c 的實部和虛部了。cin>> c;這一語句其實可以理解為:
operator<<(cin , c);重載輸出運算符<<
我們也可以模仿上面的形式對輸出運算符>>進行重載,讓它能夠輸出復數,請看下面的代碼:
ostream & operator<<(ostream &out, complex &A){out << A.m_real <<" + "<< A.m_imag <<" i ";return out; }ostream 表示輸出流,cout 是 ostream 類的對象。由于采用了引用的方式進行參數傳遞,并且也返回了對象的引用,所以重載后的運算符可以實現連續輸出。
為了能夠直接訪問 complex 類的 private 成員變量,同樣需要將該函數聲明為 complex 類的友元函數:
friend ostream & operator<<(ostream &out, complex &A);示例演示
結合輸入輸出運算符的重載,重新實現 complex 類:
#include <iostream> using namespace std;class complex{ public:complex(double real = 0.0, double imag = 0.0): m_real(real), m_imag(imag){ }; public:friend complex operator+(const complex & A, const complex & B);friend complex operator-(const complex & A, const complex & B);friend complex operator*(const complex & A, const complex & B);friend complex operator/(const complex & A, const complex & B);friend istream & operator>>(istream & in, complex & A);friend ostream & operator<<(ostream & out, complex & A); private:double m_real; //實部double m_imag; //虛部 };//重載加法運算符 complex operator+(const complex & A, const complex &B){complex C;C.m_real = A.m_real + B.m_real;C.m_imag = A.m_imag + B.m_imag;return C; }//重載減法運算符 complex operator-(const complex & A, const complex &B){complex C;C.m_real = A.m_real - B.m_real;C.m_imag = A.m_imag - B.m_imag;return C; }//重載乘法運算符 complex operator*(const complex & A, const complex &B){complex C;C.m_real = A.m_real * B.m_real - A.m_imag * B.m_imag;C.m_imag = A.m_imag * B.m_real + A.m_real * B.m_imag;return C; }//重載除法運算符 complex operator/(const complex & A, const complex & B){complex C;double square = A.m_real * A.m_real + A.m_imag * A.m_imag;C.m_real = (A.m_real * B.m_real + A.m_imag * B.m_imag)/square;C.m_imag = (A.m_imag * B.m_real - A.m_real * B.m_imag)/square;return C; }//重載輸入運算符 istream & operator>>(istream & in, complex & A){in >> A.m_real >> A.m_imag;return in; }//重載輸出運算符 ostream & operator<<(ostream & out, complex & A){out << A.m_real <<" + "<< A.m_imag <<" i ";;return out; }int main(){complex c1, c2, c3;cin>>c1>>c2;c3 = c1 + c2;cout<<"c1 + c2 = "<<c3<<endl;c3 = c1 - c2;cout<<"c1 - c2 = "<<c3<<endl;c3 = c1 * c2;cout<<"c1 * c2 = "<<c3<<endl;c3 = c1 / c2;cout<<"c1 / c2 = "<<c3<<endl;return 0; }運行結果:
2.4 3.6↙ 4.8 1.7↙ c1 + c2 = 7.2 + 5.3 i c1 - c2 = -2.4 + 1.9 i c1 * c2 = 5.4 + 21.36 i c1 / c2 = 0.942308 + 0.705128 i 創作挑戰賽新人創作獎勵來咯,堅持創作打卡瓜分現金大獎總結
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