C++重載輸入運算符

C++裏面，我們想打印類的信息，需要重載<<運算符，這篇博客將介紹如何重載<<運算符打印類消息。並且介紹這麼做的一些規則和原因。

重載<<運算符打印自定義類信息

我們用代碼來進行說明：我們定義一個Person類，想要打印出Person類實例的age屬性。

Person
{
  private:
    int age_;
  public:
    void SetAge(int age)
    {
    age_ = age;
    }
}

int main()
{
    Person a;
    a.SetAge(10);
    cout << a << endl;
}

這樣寫肯定會報錯，運行失敗的(頭文件引用，命名空間等偷懶了沒寫，不要在意這些細節)。我們想要 cout << a自動打印出年齡怎麼辦？

我們這麼寫,多加一個重載<<運算符的方法：

class Person
{
    int age_;

  public:
    void SetAge(int age)
    {
        this->age_ = age;
    }
    friend ostream &operator<<(ostream &stream, const Person &p)
    {
        stream << p.age_ << endl;
        return stream;
    }
};
int main()
{
    Person a;
    a.SetAge(10);
    cout << a << endl;
}

運行程序可以看到打印出了10。
在這裏，我們用一個友元函數來進行<<運算符重載，這個友元函數有個固定的格式：

friend ostream &operator<<(ostream &stream, const Person &p)
{
    stream << p.age_ << endl;
    return stream;
}

爲了與IO標準庫一致，要返回一個ostream對象的引用，接受兩個參數，第一個參數是對一個ostream對象的應用，，第二個參數爲一個想要打印的類類型對象的引用，你想要cout<<打印一個Person類，第二個參數就傳入一個Person類的引用，這個函數也要定義成友元類。

爲什麼要把這個<<運算符重載定義爲友元類

從語法上來說，我們的確可以把這個函數定義爲類成員函數的，如下：

class Person
{
    int age_;

  public:
    void SetAge(int age)
    {
        this->age_ = age;
    }
    ostream &operator<<(ostream &stream)
    {
        stream << age_ << endl;
        return stream;
    }
};
int main()
{
    Person a;
    a.SetAge(11);
    a << cout;
}

就如代碼裏所示，我們把關鍵字friend去掉了，把第二個參數給去掉了，然後使用a << cout來打印類信息了。可以看到，如果這樣定義，和其它類型的輸出操作符相反了。
下面引用一段C++primer裏的一段話：
相反,如果想要使用重載操作符爲該類型提供 IO 操作,就必須將它們定義
爲非成員函數。IO 操作符通常對非公用數據成員進行讀寫,因此,類通常將 IO
操作符設爲友元。

也就是說，IO操作符重載函數，通常被定義爲友元函數。