std命名空间中的operator<<是什么作用？

Question

当然，以下代码可以工作（它调用std::cout::operator<<）：

cout << 1 << '1' << "1" << endl;

发现了std::operator<<，看起来它只适用于char或char*参数：

operator<<(cout, '1'); // ok
operator<<(cout, "1"); // ok
operator<<(cout, 1);   // error

那么为什么我们需要这个运算符，如何使用它呢？

谢谢。

- user2847598

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他们在§27.7.3.1。 - chris

如果你分析一下实际的错误信息，特别是"ambiguous"这个词的使用方式，那么理解起来可能会更有帮助。 - WhozCraig

@izuriel C++11标准。 - WhozCraig

仅供参考，这是标准的数字副本：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3337.pdf - Brandon Buck

哪里？那就是我找到的。 - Brandon Buck

Answer 1

operator<<(cout, '1'); // ok
operator<<(cout, "1"); // ok
operator<<(cout, 1);   // error

第一和第二个工作是因为它们调用了接受两个参数的非成员函数。接受char和char const*作为参数的函数被定义为非成员（自由）函数。

然而，接受int作为参数的函数被定义为成员函数，这意味着第三个函数需要调用一个成员函数。如果将其作为非成员函数调用，则int必须转换为某种类型，以便存在一个非成员函数。因此，在考虑此转换时，会导致歧义，因为有许多可能的转换同样好。

如上所述，这应该可以工作：

cout.operator<<(1); //should work

关于为什么有些函数被定义为成员函数，而有些则是非成员函数，我不知道答案。这需要对库的设计提案和决策进行大量研究。

- Nawaz

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我认为混淆更多的是为什么在std命名空间中甚至有一个operater<<的定义，而不是为什么它失败了。但是关于它为什么失败的信息很有用。 - Brandon Buck

+1，我同意这个分析。我也和楼主一样，不过我想知道为什么自由运算符只提供了 char、signed char 和 unsigned char 以及指向它们的指针，而没有其他类型的支持。 - WhozCraig

@WhozCraig 没错。这似乎是一种不一致性。 - user529758

@WhozCraig 我模糊地记得早期版本的C++运算符系统中没有任何成员运算符。那时你仍然使用<<。我的观点是，原因实际上可能纯粹与历史偶然有关... - Donal Fellows

同样，我也记得类似的事情。那是很久以前，当我还在上大学的时候，Turbo C++ 刚刚发布（这让我感到有点老了）。我曾经仔细研究过类似的库源代码。 - WhozCraig

Answer 2

我一直理解 char、unsigned char 和 char* 被定义为非成员函数 在 basic_ostream 类之外的原因是为了更容易地重载它们。

你看，所有其他的 operator<< 都使用 char 作为构建块。因此，如果你想创建一个专门针对特定 charT 字符类型和 / 或 traits 特性类型的 ostream - 你只需要专门化这些 operator<< 函数。

如果它们是成员函数，你就必须专门化整个类（基本上重新创建所有类成员函数）。

我不确定这是唯一的原因，但这是我一直以来的看法。

- rabensky