C++ 運算符重載：流插入運算符 << 正確實現模式

問題代碼分析

ostream operator<< (ostream &os, R &r) {
    os << r.n << ',' << r.d;
    return os; // 報錯
}

錯誤原因：

1. 返回類型應為 ostream&（引用），而非 ostream（值拷貝）。ostream 禁止拷貝構造
2. 參數 R &r 應為 const R &r，因輸出操作不應修改對象
3. 非成員函數重載 operator<< 通常需聲明為 友元函數 以訪問私有成員

標準實現模式

class Test {
public:
    int a, b;
    Test() : a(0), b(0) {}
    Test(int a, int b) : a(a), b(b) {}

    // 友元函數聲明（類內部）
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Test& t);
    friend istream& operator>>(istream& is, Test& t);
};

// 類外部實現
ostream& operator<<(ostream& os, const Test& t) {
    os << "a = " << t.a << endl;
    os << "b = " << t.b << endl;
    return os; // 返回引用，支持鏈式調用
}

istream& operator>>(istream& is, Test& t) {
    is >> t.a >> t.b;
    return is;
}

關鍵點總結

修正後的用戶代碼

class R {
public:
    int n, d;
    R(int a, int b) : n(a), d(b) {}

    friend ostream& operator<<(ostream& os, const R& r);
};

ostream& operator<<(ostream& os, const R& r) {
    os << r.n << ',' << r.d;
    return os;
}

int main() {
    R a(2,3), b(4,5);
    cout << a << b; // 輸出: 2,34,5
    return 0;
}

進階提示

• 若類繼承自標準流相關基類，需注意虛函數重載規則
• 格式化輸出可考慮使用 iomanip 控制寬度、精度等
• 輸入運算符 operator>> 同理，第二參數為非 const 引用（需修改對象）