自定义类的输出：重载 operator<<

class Punkt2D{
private:
    double mx, my;
public:
    Punkt2D(double x, double y): mx(x), my(y) {}
    double getX() {return mx;}
    double getY() {return my;}
};

// 重载输出流运算符 <<
ostream& operator<<(ostream& os, Punkt2D& p) {
    return os << p.getX() << " " << p.getY(); // 将点的坐标输出到流
}


int main() {
    Punkt2D p(5, 7);
    cout << p << endl; // 输出: 5 7

    // 因为函数返回一个 ostream&，所以可以链式调用，组合其他输出：
    cout << "Punkt: " << p << endl; // 输出: Punkt: 5 7
    return 0;
}

说明：

operator<< 是一个非成员函数（通常声明为友元，但这里通过公有函数 getX()/getY() 访问数据，所以不需要）。 它接受一个输出流引用 os 和一个 Punkt2D 对象的引用 p。 它将 p 的数据（x 和 y 坐标）写入流 os。 关键点：函数返回 os（即 ostream&），这使得输出操作可以像 cout << "Punkt: " << p << endl; 这样链式组合。

class Punkt2D{
private:
    double mx, my;
public:
    Punkt2D(double x, double y): mx(x), my(y) {}
    double getX() {return mx;}
    double getY() {return my;}

    // 将 operator<< 声明为 Punkt2D 类的友元函数
    friend ostream& operator<<(ostream& os, Punkt2D& p);
};

// 友元函数的定义：可以直接访问 Punkt2D 的私有成员 mx 和 my
ostream& operator<<(ostream& os, Punkt2D& p) {
    return os << p.mx << " " << p.my; // 直接访问私有成员
}

int main() {
    Punkt2D p(5, 7);
    cout << p << endl; // 输出: 5 7
    return 0;
}

说明：

friend 关键字将 operator<< 函数声明为 Punkt2D 类的友元。 作为友元，该函数虽然不是 Punkt2D 的成员函数，但可以直接访问其私有（private）和受保护（protected）的成员变量和方法（例如 mx 和 my）。 这样就不需要通过公有的 getX() 和 getY() 访问器函数来获取数据，代码更直接，有时也能提供更好的性能（避免函数调用开销）。 在 operator<< 的定义中，可以直接写 p.mx 和 p.my。

自定义类的输入：重载 operator>>

class Punkt2D{
private:
    double mx, my;
public:
    Punkt2D(double x, double y): mx(x), my(y) {}
    void setX(double x) {mx = x;}
    void setY(double y) {my = y;}

    // 将 operator>> 声明为 Punkt2D 类的友元函数
    friend istream& operator>>(istream& is, Punkt2D& p);
};

// 友元函数的定义：重载输入流运算符 >>
istream& operator>>(istream& is, Punkt2D& p) {
    // 从输入流 is 中读取两个 double 值，并直接赋值给 p 的私有成员 mx 和 my
    return is >> p.mx >> p.my;
}

int main() {
    Punkt2D p2(0,0); // 创建一个初始坐标为 (0,0) 的点
    cout << "Eingabe:" << endl; // 提示用户输入
    cin >> p2;                 // 从标准输入读取数据，例如用户输入 "3.5 7.2"
    cout << "-> " << p2 << endl; // 输出读取到的点，例如 "-> 3.5 7.2"
}

说明：

operator>> 与 operator<< 类似，也被声明为 Punkt2D 类的友元函数，以便能够直接访问其私有成员 mx 和 my。 该函数从输入流 is（例如 cin）中连续读取两个 double 类型的值，分别赋值给点 p 的 x 和 y 坐标。 函数返回 istream&，这使得输入操作也可以链式进行，例如 cin >> p1 >> p2;。 注意：此示例中没有进行错误处理。如果用户输入的不是两个有效的数字（例如输入了字母），输入流 is 会进入错误状态（failbit 被设置），后续的输入和输出操作将失效。在实际应用中，应添加检查（如 if (is)）来处理输入错误。

—— 本文来自火龙信奥（义乌睿码科技）：义乌青少年信息学奥赛与编程教育平台，专注 CSP-J/S、NOIP、GESP 竞赛培训，线上线下融合教学，助力编程升学。网址：hlcoding.com