From Gossip@caterpillar

C++ Gossip: 重載 << 運算子

如果您想要輸出一個物件的資料，例如一個自訂的Point物件中的x與y值，則您通常會這麼作：
Point p1(10, 5);
cout << p1.x << ", " << p2.y << endl;


每一次若都要這麼撰寫程式碼，事實上也是很麻煩的，您可以重載 << 運算子，讓 << 擁有輸出物件資料的能力，例如使下面這段程式碼與上面的作用相同：
Point p1(10, 5);
cout << p1 << endl;


要重載 << 運算子，其方法與重載其它運算子類似，其語法如下：
ostream &operator<<(ostream &s, class-name ob) {
    // 實作
    return s;
}


第一個參數是ostream型態的參數，也就是輸出串流，傳回這個串流給cout的話，就可以顯示輸出至串流中的資訊，第二個參數是要輸出的物件，實作時將指定輸出的資訊。

下面這個程式是個使用friend函式來重載 << 的範例： 
#include <iostream> 
using namespace std; 

class Point { 
    int x, y; 

public: 
    Point() { 
        x = y = 0; 
    } 

    Point(int x, int y) { 
        this->x = x; 
        this->y = y; 
    } 

    friend ostream &operator<<(ostream &s, Point p); 
}; 

ostream &operator<<(ostream &s, Point p) { 
    s << "("<< p.x << ", " << p.y << ")"; 
    return s; 
} 

int main() { 
    Point p1(1, 3), p2(10, 5); 

    cout << "p1: " << p1 << endl
         << "p2: " << p2 << endl; 
    
    return 0; 
}

執行結果：
p1: (1, 3)
p2: (10, 5) 

通常重載 << 運算子時，會使用friend函式，這是因為重載 << 函式時，它不是一個成員函式，理由在於 << 左邊不是物件，而是一個輸出串流，由於 << 函式不是成員函式，若要能存取資料成員，則該資料成員必須設定為public，使用friend函式來進行重載的話，則不用受此限制。

下面這個程式示範了不使用friend函式來重載，由於 << 函式不是成員函式，所以x與y必須宣告為public才可以： 
#include <iostream> 
using namespace std; 

class Point { 
public: 
    int x, y; 

    Point() { 
        x = y = 0; 
    } 

    Point(int x, int y) { 
        this->x = x; 
        this->y = y; 
    } 
}; 

ostream &operator<<(ostream &s, Point p) { 
    s << "("<< p.x << ", " << p.y << ")"; 
    return s; 
} 

int main() { 
    Point p1(1, 3), p2(10, 5); 

    cout << "p1: " << p1 << endl 
         << "p2: " << p2 << endl; 

    return 0; 
}

執行結果：
p1: (1, 3)
p2: (10, 5)