声明一个接受并返回 "ostream&" 的函数与重载 operator<< 相比有什么用处？

Question

我曾遇到一些函数，它们不是通过重载运算符<<来与cout一起使用，而是声明一个接受ostream并返回ostream的函数。

例如：

#include <iostream>

class A {
private:
  int number;
public:
  A(int n) : number(n) {}
  ~A() {}
  std::ostream& print(std::ostream& os) const;
  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A a);
};

一个实现的例子：

std::ostream& A::print(std::ostream& os) const {
  os << "number " << number;
  return os;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A a) {
  os << "number " << a.number;
  return os;
}

现在，如果我运行它，我可以在不同的情况下使用不同的函数。例如：

int main() {
  A a(1);

  std::cout << "Object.";  a.print(std::cout);
  std::cout << "\n\n";
  std::cout << "Object." << a;
  std::cout << "\n\n";

  return 0;
}

输出：

Object.number 1

Object.number 1

似乎没有必要使用打印函数，因为你只能单独使用它或在“cout链”的开头使用它，但永远不能在中间或结尾使用它，这使得它变得无用。如果找不到其他用途，使用一个“void print()”函数是否更好呢？

- Mazen Harake

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使用真的很让我烦恼。我看不到任何有效的理由。 - Lightness Races in Orbit

那不是完全正确的。你可以嵌套函数而不是链式调用它。a.print(std::cout << "Object."); - N_A

我会非常生气，如果看到这样的代码：a.print(a.print(std::cout << "before" ) << "in between" ) << "after";。 - MSalters

Answer 1

当涉及到继承层次结构时，使用继承层次结构是有意义的。您可以将print方法设置为虚拟的，在基类的运算符中委派给虚拟方法进行打印。

- Nim

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谢谢。虽然它不需要是虚拟的，而应该像Ernest在另一个答案中写的那样使用，但我理解了你的观点。这帮了我很多，谢谢。 - Mazen Harake

Answer 2

如果operator<<()看起来像这样会更有意义：

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const A a) {
    return a.print(os);
}

那么 operator<<() 就不需要成为友元函数了。

- Ernest Friedman-Hill

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感谢您提供的代码示例。这很有道理，不过您回答问题的方式有点奇怪 :) 如果不是因为它在“答案”下面，我会认为这更像是对我的示例的评论 ;) - Mazen Harake

Answer 3

operator<< 的使用假定只有一种合理的方式来打印数据。有时候这是正确的。但有时候，我们可能希望以多种有效的方式输出数据：

#include <iostream>
using std::cout; using std::endl;
int main()
{
  const char* strPtr = "what's my address?";
  const void* address = strPtr;

  // When you stream a pointer, you get the address:
  cout << "Address: " << address << endl;

  // Except when you don't:
  cout << "Not the address: " << strPtr << endl;
}

http://codepad.org/ip3OqvYq

在这种情况下，你可以选择其中一种方式作为“途径”，并使用其他函数（例如print?）来处理其余部分。或者你可以只使用print来处理所有内容。（或者你可以使用流标志来触发所需的行为，但是这样设置和保持一致性要更困难。）

- Bill

Answer 4

一个函数如果可以作为cout链的起点，相比于不能作为起点的函数，在其他条件相同的情况下肯定更有用。

我实现了几个函数，它们的签名与您描述的类似，因为operator<<只是一个名称，有时我需要以多种不同的方式流式传输对象。我有一种格式用于在屏幕上打印，另一种格式用于保存到文件中。对于两者都使用<<操作符可能会很麻烦，但至少为其中一个操作选择一个可读性高的名称很容易。

- Rob Kennedy