朋友功能及其与I/O操作员的关系

Question

我对有关朋友功能及其使用的信息进行了深入研究。他们能够访问类中的封装数据，同时不会破坏OOP的黄金法则之一。在为I/O操作符（一个基本操作，第一个学习C++教程之一）而重载的各种源代码中，每个人都将操作符定义为朋友，以便在类之外实现它。我的问题是：需要来完成吗？为什么不把声明函数作为类的公共成员，并在保持所有封装的情况下插入/显示类中的数据？这似乎与重载其他操作符没有什么不同，但它是一种传统的I/O操作符重载方法。

谢谢你的时间。

Answer 1

比方说，你想重载operator<<您X类，所以你可以使用它像这样：

X x; 
std::cout << x; 

注意std::cout是运营商的第一个操作。要将其作为成员函数来实现，它必须是std::basic_ostream的成员，这是std::cout的类型。您不能将成员添加到已定义的类中。这就是为什么我们将其声明为免费功能。

如果超载operator<<为X一员，将采取一个X对象作为其第一个操作数，因此会使用这样的：

X x; 
x << something; 

这显然不是你想要的交易时与I/O。

Answer 2

如果您有一个重载的运算符，如：a @ b作为成员函数实现，则该调用将转换为a.operator@(b);。这意味着该函数必须是类的成员，它是左侧操作数的类型。在iostreams的情况下，所有运营商都需要成为iostream本身的成员。

虽然输入输出流确实提供了一些插入 /提取运营商为会员，你通常希望能够增加更多的不修改的iostream的类本身。要做到这一点，您几乎需要将运算符实现为一个自由函数而不是成员函数。由于您通常仍然希望它可以访问您打算读/写的任何类型的私有部分（如果您愿意，可以插入/提取），它通常必须是该类的朋友。

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1. 这是所谓的开/关原理的一个例子：类应该是开放的，以扩展，但封闭修饰。换句话说，你想扩展它而不修改它。