C++重载输入和输出运算符详解
在C++中，标准库本身已经对左移运算符<<和右移运算符>>分别进行了重载，使其能够用于不同数据的输入输出，但是输入输出的对象只能是 C++ 内置的数据类型（例如 bool、int、double 等）和标准库所包含的类类型（例如 string、complex、ofstream、ifstream 等）。
如果我们自己定义了一种新的数据类型，需要用输入输出运算符去处理，那么就必须对它们进行重载。本节以前面的 complex 类为例来演示输入输出运算符的重载。
其实 C++ 标准库已经提供了 complex 类，能够很好地支持复数运算，但是这里我们又自己定义了一个 complex 类，这样做仅仅是为了教学演示。
本节要达到的目标是让复数的输入输出和 int、float 等基本类型一样简单。假设 num1、num2 是复数，那么输出形式就是：
cout<<num1<<num2<<endl;
输入形式就是：
cin>>num1>>num2;
cout 是 ostream 类的对象，cin 是 istream 类的对象，要想达到这个目标，就必须以全局函数（友元函数）的形式重载<<和>>，否则就要修改标准库中的类，这显然不是我们所期望的。
重载输入运算符>>
下面我们以全局函数的形式重载>>，使它能够读入两个 double 类型的数据，并分别赋值给复数的实部和虚部：
istream & operator>>(istream &in, complex &A){
in >> A.m_real >> A.m_imag;
return in;
}istream 表示输入流，cin 是 istream 类的对象，只不过这个对象是在标准库中定义的。之所以返回 istream 类对象的引用，是为了能够连续读取复数，让代码书写更加漂亮，例如：
complex c1, c2; cin>>c1>>c2;
如果不返回引用，那就只能一个一个地读取了：
complex c1, c2; cin>>c1; cin>>c2;
另外，运算符重载函数中用到了 complex 类的 private 成员变量，必须在 complex 类中将该函数声明为友元函数：
friend istream & operator>>(istream & in , complex &a);
>>运算符可以按照下面的方式使用：
complex c; cin>>c;
当输入1.45 2.34↙后，这两个小数就分别成为对象 c 的实部和虚部了。cin>> c;这一语句其实可以理解为：
operator<<(cin , c);
重载输出运算符<<
同样地，我们也可以模仿上面的形式对输出运算符>>进行重载，让它能够输出复数，请看下面的代码：
ostream & operator<<(ostream &out, complex &A){
out << A.m_real <<" + "<< A.m_imag <<" i ";
return out;
}ostream 表示输出流，cout 是 ostream 类的对象。由于采用了引用的方式进行参数传递，并且也返回了对象的引用，所以重载后的运算符可以实现连续输出。为了能够直接访问 complex 类的 private 成员变量，同样需要将该函数声明为 complex 类的友元函数：
friend ostream & operator<<(ostream &out, complex &A);
综合演示
结合输入输出运算符的重载，重新实现 complex 类：
#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; //实部
double m_imag; //虚部
};
//重载加法运算符
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;
}
//重载减法运算符
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;
}
//重载乘法运算符
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;
}
//重载除法运算符
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;
}
//重载输入运算符
istream & operator>>(istream & in, complex & A){
in >> A.m_real >> A.m_imag;
return in;
}
//重载输出运算符
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;
}运行结果：
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
以上就是C++重载输入和输出运算符详解的详细内容，更多关于C++重载输入和输出运算符的资料请关注脚本之家其它相关文章！
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