istream类的运算符>>的“返回值”是如何工作的？

Question

我试图理解这个陈述：

    int main() {
        fstream inf( "ex.txt", ios::in );
        char c;
        while( inf >> c ) {
            cout << c << ", ";
        }
        return 0;
    }

在上面的while循环中，(inf >> c)返回什么？我下载了gcc源代码并尝试操作，但对我来说太复杂了:(。我查看了C++参考页面，发现它返回对自身的引用。

    istream& operator>> (bool& val );
    istream& operator>> (short& val );
    istream& operator>> (unsigned short& val );
    istream& operator>> (int& val );
    istream& operator>> (unsigned int& val );
    istream& operator>> (long& val );
    istream& operator>> (unsigned long& val );
    istream& operator>> (float& val );
    istream& operator>> (double& val );
    istream& operator>> (long double& val );
    istream& operator>> (void*& val );

    istream& operator>> (streambuf* sb );

    istream& operator>> (istream& ( *pf )(istream&));
    istream& operator>> (ios& ( *pf )(ios&));
    istream& operator>> (ios_base& ( *pf )(ios_base&));

    *** the following functions are not members but GLOBAL functions:

    istream& operator>> (istream& is, char& ch );
    istream& operator>> (istream& is, signed char& ch );
    istream& operator>> (istream& is, unsigned char& ch );

    istream& operator>> (istream& is, char* str );
    istream& operator>> (istream& is, signed char* str );
    istream& operator>> (istream& is, unsigned char* str );

因此，我创建了一个类似的类，假设叫做my_istream：

struct my_istream {
    my_istream& self_ref;
};

int main() {
    my_istream mis;
}

编译时，我遇到了这个错误：

1>c:\users\chan\documents\visual studio 2010\projects\topcoder\topcoder\main.cpp(26): error C2758: 'my_istream::self_ref' : 必须在构造函数基类/成员初始化列表中初始化

然而，在这种情况下，我真的不知道应该将self_ref初始化为什么？当处理链表时，我理解指向自身的指针，我也知道在C++中引用(&)只是C中指针的伪装形式。但是我无法解释这种情况？istream的内部实现是如何工作的？引用如何被评估为true或false？谢谢！

编辑:

struct my_istream {
    my_istream() {
    }

    my_istream& operator >>( int x ) {
        return *this;
    }
};

int main() {
    my_istream mis;
    int x;
    while( mis.operator>>( x ) ) {
        cout << "--";
    }
}

我应该在my_istream类中添加什么内容，以便在while循环中正常工作？

- roxrook

Answer 1

要返回一个自身引用，只需使用return *this。你实际上不需要声明内部自身引用。你可以有引用成员，但必须在构造函数初始化列表中初始化它们：class Foo { Foo(int& some_int_ref) :my_ref_member(some_int_ref) istream有另一种重载来确定它的布尔值。

这是一个可链接成员的例子（像operator >>，但在这种情况下只是一个普通函数），并为类赋予布尔值（尽管后者是一个值得单独讨论的复杂主题）。

#include <iostream>

class X {
    bool B;
public:
    X() :B(false) { }
    X& toggle() { B = !B; return *this; }
    operator void*() { return B ? this : 0; }
};

int main()
{
    X x;

    x.toggle().toggle().toggle();
    if (x)
        std::cout << "true!" << std::endl;
}

编辑：我不想在这个答案中深入探讨operator bool与operator void *的区别，但这个旧的stackoverflow问题应该为您提供很好的参考：为什么在我强制转换为“long”时会调用“operator bool()”？

- Ben Jackson

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感谢清晰的解释。那么，如果我想要实现类似于istream类的技术，我应该在我的类中提供什么？ - roxrook

Answer 2

上面的 while 循环中，( inf >> c ) 返回什么？

void*。该循环测试解析为 while (inf.operator void*() != NULL)。

引用如何被评估为 true 或 false？

但支持转换为 bool 或可转换为 bool 的内容。

istream 的内部实现实际上是怎样工作的？

它只是返回对它本身的引用（return *this），这样就可以支持链式操作。

- Mud

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所以我必须提供void*()运算符才能将该语句放入while循环中吗？ - roxrook

你不需要显式地调用它（因为你已经看到了）。这是一个转换运算符。在这里，C++会自动调用它，因为它发现对象被用于布尔上下文中。如果有一个 operator bool，它会调用那个，但是没有，所以它调用了可转换为布尔值的 operator void*。理解这些东西很重要，因为它可能会给你带来麻烦。 :) - Mud