提问人：Rajat 提问时间：3/7/2015 最后编辑：Vlad from MoscowRajat 更新时间：7/24/2019 访问量：9122
为什么我们需要在重载 >> 和 << 运算符时返回对 istream/ostream 的引用？
Why we need to return reference to istream/ostream while overloading >> and << operators?
问：
如果我不返回会发生什么，或者，实际上我正在阅读一本书，其中作者返回回流引用dindout
istream & operator>>(istream &din,vector &a)
{
for(int i=0;i<size;i++)
din>>a.v[i];
return din;
}
ostream & operator<<(ostream &dout,vector &a)
{
dout<<"("<<a.v[0];
for(int i=1;i<size;i++)
dout<<", "<<a.v[i];
dout<<")";
return dout;
}
答：
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Vlad from Moscow
3/7/2015
#1
在这种情况下，当返回引用时，您可以在链中组合运算符。例如
std::cout << "Hello " << "Rajat Verma";
这等效于操作员的以下调用
operator <<( operator <<( std::cout, "Hello" ), "Rajat Verma" );
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
returns reference to std::cout
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youssef
3/7/2015
#2
还有一件事是 ostream 和 istream 标准对象（如 cout 和 cin）使用私有副本构造函数，因此它们应该通过引用而不是值返回
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Walter
3/7/2015
#3
原因是几个事实的结合。
您希望能够链接输入和输出操作，如下所示
in >> x >> y; out << z << std::precision(10) << t << std::endl;因此，您必须返回允许再次返回的东西。
operator<<因为你希望你的运算符处理任何 ，即派生自 的任何对象，所以你不能定义
istreamstd::istreamoperator<<(istream_type, object); // take istream by value因为这只适用于特定的 istream 类型，而不适用于通用 .为此，必须使用多态性，即要么接受引用，要么接受指针（这将是指向派生自的类的引用或指针）。
istream_typeistreamstd::istream由于您只有对 istream 的引用，因此您不能返回 istream 对象本身（该对象可能是在定义时甚至没有定义的类型），而只能返回您获得的引用。
operator<<可以通过定义 a 并获取并返回 by 值来绕过此限制，但这要求类型具有复制构造函数，而它很可能没有充分的理由。
operator<<templateistream_typeistream为了支持多态性，原则上可以使用指针（指向流）而不是引用。但是，是 在 C++ 中不允许（至少一个操作数必须是类或枚举类型）。
operator<<(stream*,const char*)因此，对于流指针，必须使用函数调用语法，而您又回到了 C 样式。
fprintf(stream*, args...)此外，指针可以是 null 或悬空的，这实际上是它们的默认状态（在没有初始值设定项的情况下声明时），而引用可以假定为有效（在没有初始值设定项的情况下不能声明）。
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The Paramagnetic Croissant
3/7/2015
我不确定你关于指针的最后一个论点是否切中要害。如果这些运算符返回指针，我们将不得不称它们为 - 当然没有人会想要这种语法混乱。*(*(out << foo) << bar) << baz;
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Walter
3/7/2015
@TheParamagneticCroissant 没有你没有明白我的意思。我编辑了答案。人们可以（拥有）使用（d）指针而不是所有地方的引用，包括标准库，它将像引用一样工作，期望出现空指针和/或悬空指针的问题。
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Rob
3/7/2015
指针的“默认状态”不是“NULL 或 dangling”，并且无需使用指针即可轻松创建悬空引用。将引用与流函数一起使用的原因是为了允许链接，也因为使用引用允许运算符假定对象存在（即调用方负责提供有效的引用，并且运算符不需要像使用指针那样检查有效性）
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Walter
3/7/2015
@Rob，我认为你的最后一点就是我所说的空指针或悬空指针的意思。声明不带初始化器的指针为 null 或悬空。如果没有初始化器，则无法声明引用。
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The Paramagnetic Croissant
3/7/2015
@Walter如果在参数中使用指针，则无法在右值流上调用这些运算符。我已经看到 C++ 之前的代码正在做.std::stringstream(the_string) >> the_int
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Arda
3/7/2015
#4
键入时： cout <<向量; cout 具有 ostream 类型，所以当你使用 “<<” 时，它确实需要返回一个带有 ostream 类型的参数才能使 cout 工作
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