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coolbo網(wǎng) 剛剛想查一下cout的精度,卻看到了這篇文章,keke我是學到重載運算符才大概明白cout是怎么回事的~這篇文章很易懂,對初學者會有幫助奧^_^
#include
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello, World!" << endl;
return 0;
}
由于以前學過C,所以這段代碼的其它部分在我看來都還算“正常”,然而cout卻很獨特:既不是函數(shù),似乎也不是C++特別規(guī)定出來的像if,for一類有特殊語法的“語句”。由于只是初步介紹,所以那本書只是簡單的說cout是C++中的“標準輸入輸出流”對象……這于我而言實在是一個很深奧的術語。這還沒完,之后又遇見了cin……因為不知底細,從此使用它們的時候都誠惶誠恐,幾欲逃回C時代那簡明的printf(),畢竟好歹我可以說:我在調(diào)用的是一個函數(shù)。那有著一長串<<、>>的玩意,究竟算怎么回事呢?我一直想把它們當作關鍵字,可偏偏不是,而且居然是用C++語言“做”出來的,呵!但printf()用多了就開始有人好心地批判我的程序“C語言痕跡過重”……
后來隨著學習的深入,總算大概明白了cout/cin/cerr/...的鬼把戲:那些東東不過是變著法兒“哄人”,其實說到底還是函數(shù)調(diào)用,不過這函數(shù)有些特殊,用的是運算符重載,確切地說(以下還是以cout為例)是重載了“<<”運算符。我們現(xiàn)在就讓它現(xiàn)出函數(shù)的本來面目,請看Hello World!的等效版本:
#include
using namespace std;
int main()
{
cout.operator<<("Hello, World!");
cout.operator<<(endl);
return 0;
}
編譯運行,結(jié)果與經(jīng)典版無二。上面程序應該更容易理解了:cout是一個iostream類的對象,它有一個成員運算符函數(shù)operator<<,每次調(diào)用的時候就會向輸出設備(一般就是屏幕啦)輸出東東。嗯,這里有一個問題:為什么函數(shù)operator<<能夠接受不同類型的數(shù)據(jù),如整型、浮點型、字符串甚至指針,等等呢?
我想你現(xiàn)在已經(jīng)猜到了,沒錯,就是用運算符重載。運算符函數(shù)與一般函數(shù)基本無異,可以任意重載。標準庫的設計者們早已經(jīng)為我們定制了iostream::operator<<對于各種C++基本數(shù)據(jù)類型的重載版本,這才使得我們這些初學者們一上來就享受到cout << "Hello, World!" << endl;的簡潔——等等,這一行是由兩個<<將"Hello, World"與"endl"操作符連接起來,那么我們的第二版Hello, World!似乎也應該寫成:
cout.operator<<("Hello, World!").operator<<(endl);
才算“強等效”。究竟可不可以這樣寫?向編譯器確認一下……OK,No Problem!
嗯,我們已經(jīng)基本上看出了cout的實質(zhì),現(xiàn)在不妨動動手,自己來實現(xiàn)一個cout的簡化版(Lite),為了區(qū)分,我們把我們設計的cout對象命名的myout,myout對象所屬的類為MyOutstream。我們要做的就是為MyOutstream類重載一系列不同類型的operator<<運算符函數(shù),簡單起見,這里我們僅實現(xiàn)了對整型(int)與字符串型(char*)的重載。為了表示與iostream斷絕關系,我們不再用頭文件iostream,而使用古老的stdio中的printf函數(shù)進行輸出,程序很簡單,包括完整的main函數(shù),均列如下:
#include // 在C和一些古老的C++中是stdio.h,新標準為了使標準庫
// 的頭文件與用戶頭文件區(qū)別開,均推薦使用不用擴展名
// 的版本,對于原有C庫,不用擴展名時頭文件名前面要加c
class MyOutstream
{
public:
const MyOutstream& operator<<(int value) const; // 對整型變量的重載
const MyOutstream& operator<<(char* str) const; // 對字符串型的重載
};
const MyOutstream& MyOutstream::operator<<(int value) const
{
printf("%d", value);
return *this; // 注意這個返回……
}
const MyOutstream& MyOutstream::operator<<(char* str) const
{
printf("%s", str);
return *this; // 同樣,這里也留意一下……
}
MyOutstream myout; // 隨時隨地為我們服務的全局對象myout
int main()
{
int a = 2003;
char* myStr = "Hello, World!";
myout << myStr << a << "\n";
return 0;
}
我們已經(jīng)的myout已經(jīng)初具形態(tài),可以為我們工作了。程序中的注釋指出兩處要我們特別注意的:即是operator<<函數(shù)執(zhí)行完畢之后,總是返回一個它本身的引用,輸出已經(jīng)完成,為何還要多此一舉?
還記得那個有點奇異的cout.operator<<("Hello, World!").operator<<(endl)么?它能實現(xiàn)意味著我們可以連著書寫
cout << "Hello, World!" << endl;
而不是
cout << "Hello, World!";
cout << endl;
為何它可以這樣連起來寫?我們分析一下:按執(zhí)行順序,系統(tǒng)首先調(diào)用cout.operator<<("Hello, World!"),然后呢?然后cout.operator<<會返回它本身,就是說在函數(shù)的最后一行會出現(xiàn)類似于return *this這樣的語句,因此cout.operator<<("Hello, World!")的調(diào)用結(jié)果就返回了cout,接著它后面又緊跟著.operator<<(endl),這相當于cout.operator<<(endl)——于是又會進行下一個輸出,如果往下還有很多<<算符,調(diào)用就會一直進行……哇噢,是不是很聰明?現(xiàn)在你明白我們的MyOutstream::operator<<最后一行的奧妙了吧!
再注意一下main函數(shù)中最激動人心的那一行:
myout << myStr << a << "\n";
我們知道,最后出現(xiàn)的"\n"可以實現(xiàn)一個換行,不過我們在用C++時教程中總是有意無意地讓我們使用endl,兩者看上去似乎一樣——究竟其中有什么玄妙?查書,書上說endl是一個操縱符(manipulator),它不但實現(xiàn)了換行操作,而且還對輸出緩沖區(qū)進行刷新。什么意思呢?原來在執(zhí)行輸出操作之后,數(shù)據(jù)并非立刻傳到輸出設備,而是先進入一個緩沖區(qū),當適宜的時機(如設備空閑)后再由緩沖區(qū)傳入,也可以通過操縱符flush進行強制刷新:
cout << "Hello, World! " << "Flush the screen now!!!" << flush;
這樣當程序執(zhí)行到operator<<(flash)之前,有可能前面的字符串數(shù)據(jù)還在緩沖區(qū)中而不是顯示在屏幕上,但執(zhí)行operator<<(flash)之后,程序會強制把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)全部搬運到輸出設備并將其清空。而操縱符endl相當于<< "\n" << flush的簡寫版本,它先輸出一個換行符,再實現(xiàn)緩沖區(qū)的刷新。大概這是因為一般的輸出都是以換行結(jié)尾,而結(jié)尾處又是習慣進行刷新的時期,方便起見就把兩者結(jié)合成了endl。讀者有興趣的話,回去也可以為我們的MyOutstream實現(xiàn)一個類似的myflush和myendl操縱符,相關的用于刷新C函數(shù)是fflush。
不過可能在屏幕上顯示是手動刷新與否區(qū)別看來都不大。但對于文件等輸出對象就不大一樣了:過于頻繁的刷新意味著老是寫盤,會影響速度。因此通常是寫入一定的字節(jié)數(shù)后再刷新,如何操作?靠的就是這些操縱符。
好了,說了這么多,C++的iostream家族與C的print/scanf家庭相比究竟有何優(yōu)勢?首先是類型處理更安全、智能,想想printf中對付int、float等的"%d"、"%f"等說明符真是多余且麻煩,萬一用錯了搞不好還會死掉;其次是擴展性更強:我要是新定義一個復數(shù)類Complex,printf對其是無能為力,最多只能分別輸出實、虛部,而iostream使用的<<、>>操作符都是可重載的,你只要重載相關的運算符就可以了;而且流風格的寫法也比較自然簡潔,不是么?
posted on 2007-07-20 19:52
yoyouhappy 閱讀(474)
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