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摘要：
一：理解cout的本质
二：<<操作符的重载
问题1：参数颠倒
问题2：无法访问私有成员变量
问题3：无法连续使用<<
问题4：最终版本
三：>>操作符的重载
四：细节补充
摘要：
本文实现类中的流操作符的重载，也就是>>和<<的重载，我们只需理解<<的重载就可以同理理解>>的重载.....
一：理解cout的本质
首先我们要理解cout这个东西，因为我们使用<<是和cout一起使用的！
https://legacy.cplusplus.com/reference/iostream/cout/?kw=cout
以上官网中对cout的描述如下：
解释:
我们只用知道以下即可：
①：cout 是类 ostream 的对象，它是一个全局的，已经定义好的 ostream 类的对象
②：我们cout<<的形式写入数据时，cout是作为对象调用<<这个运算符重载函数
③：该对象在头文件 <iostream> 中声明，具有外部链接和静态存储期：它在程序的整个生命周期内存在，所以我们直接就能使用
❓️：cout<<会自动识别类型的本质是什么？
💡：
①：类ostream中已经给你实现好了多种<<操作符的各种重载，所以对于不同的内置类型都可以进行识别和操作
②：而count是类ostream的对象，调用了类ostream中的函数！所以cout<< 等同于cout.operator<<(123);
对于双操作数的运算符的理解：
对于<<的认识：
需知：系统规定双操作数的运算符，第一个参数是左操作数，第二个参数是右操作数
所以：<<是一个双操作数的操作符，第一个参数为左操作数cout，第二个参数为右操作数变量
二：<<操作符的重载
上面类ostream中实现的多种对于<<操作符的重载，都是针对内置类型的，而我们自己实现的类，也想使用<<和>>，则需要自己手动实现一个针对类类型的<<操作符的重载。
但是实现过程会遇见多个问题，将这些问题逐一解决，则可以正确实现！
问题1：参数颠倒
类中的声明：
class Date { public: Date(int year, int month, int day) { _year = year; _month = month; _day = day; } void Print() const { printf("%d-%d-%d\n", _year, _month, _day); } void operator<<(ostream& out); private: int _year; int _month; int _day; };类外的定义：
void Date::operator<<(ostream& out) { out << _year << "/" << _month << "/" << _day << endl; }main函数中的使用：
发现main函数中无法使用？！
解释：
①：如需知所言，所以我们平时写的cout<<d1，cout就是<<的第一个参数，d1是<<的第二个参数，但是当我们像上面那样写，第一个参数是隐藏的this！所以和我们想要的相反（此时d1 << cout 是可以的）
②：所以我们要避免第一个参数被this占据，所以将<<操作符重载声明和定义都写在类外，也就是全局函数
问题2：无法访问私有成员变量
类外的声明：
void operator<<(ostream& out, const Date&d); //而第一个参数不加const是因为 其会改变 记住就行类外的定义：
void operator<<(ostream& out, const Date& d) { out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl; }解释：此时在声明中就会报错，因为全局函数没有权限访问私有成员变量，所以我们还得在类中的声明处，给该函数加上友元关键字，让该函数可以访问私有成员变量
问题3：无法连续使用<<
如下：
class Date { public: friend void operator<<(ostream& out, const Date& d); // 友元的声明 //... private: int _year; int _month; int _day; };新的问题：
无法 cout << d1 << d2，而真正的cout是可以连续的进行打印的，这是因为类ostream中实现的<<操作符的重载函数的返回值是ostream类型，所以当连续使用的时候，返回值作为下一次<<的参数，就实现了连续的打印，而我们的返回值是void，当然不能cout << d1 << d2啦~
连续插入 d1 和 d2 实际上就是两次函数的调用，这里先执行的是cout<<d1，
解决方案💡：
我们把返回值改为 ostream 就行，把 out这个对象返回回去。
问题4：最终版本
进行如下的改进：
类中的声明：
class Date { public: // ... friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d); // 友元的声明 private: int _year; int _month; int _day; };类外的定义：
#include "Date.h" ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d) { out << d._year << "/" << d._month << "/" << d._day << endl; return out; }main中使用：
int main(void) { Date d1(2022, 3, 20); Date d2(2021, 5, 1); cout << d1 << d2; return 0; }此时在main函数可以连续的打印了
三：>>操作符的重载
>>和<<是同理的，只不过>>是istream的对象，所以代码如下：
类中的声明：
class Date { public: // ... friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d); friend istream& operator>>(istream& in, Date& d); private: int _year; int _month; int _day; };类外的的定义：
#include "Date.h" istream& operator>>(istream& in, Date& d) { in >> d._year >> d._month >> d._day; return in; }main函数中的使用：
int main(void) { Date d1(2022, 3, 20); Date d2(2021, 5, 1); printf("请输入两个日期:\n"); cin >> d1 >> d2; printf("你输入的日期是:\n"); cout << d1 << d2; return 0; }解释：和cout类似，cin是istream类的全局对象
四：细节补充
Q1：为什么上面实现的函数中，out和in参数都没有使用const修饰？
Q2：为什么上面实现的函数中，返回值都采取引用返回，可以采取值返回吗？
Q3：使用流提取符>>的重载函数中，为什么参数Date不用const修饰，起到保护作用？
Q4：为什么scanf要取地址？而cin不用？
A1：out和in就是cout和cin的引用，所以这个问题可以转化为，为什么不能对cout和cin使用const修饰，这是因为不管是cout打印还是cin读取，都会对cout或cin的对象产生改变，会修改流内部的缓冲区、状态位和格式标志，所以不能const修饰！
A2：首先采用引用返回是因为这个返回对象再函数栈帧销毁之后仍存在，所以可以起到避免拷贝的效果，其次也不能采取值返回，因为不管是ostream类还是istream类的拷贝构造都是被禁用的，禁用的原因不作过多解释
A3：因为>>会改变对象，是把用户输入的值赋值给对象的成员变量，所以Date会被改变，自然不能让Date被const修饰，而<<的参数Date因为不会被改变，所以可以const修饰
A4：因为scanf要改变变量，所以需要得到变量的地址；而cin不需要，因为C++有引用！
📌 [ 作者 ] shylyly
📃 [ 首次发布 ] 2025.3.1
❌ [ 最新修改 ] 2026.7.23
📜 [ 声明 ] 由于笔者水平有限，文中难免有疏漏或不妥之处，还望读者不吝赐教
