前言

在 C++中，左移运算符<<可以和 cout 一起用于输出，因此也常被称为“流插入运算符”或者“输出运算符”。实际上，<<本来没有这样的功能，之所以能和 cout 一起使用，是因为被重载了。

特别说明：本文参考了这篇博文。

重载运算符

cout 是 ostream 类的对象。ostream 类和 cout 都是在头文件 <iostream> 中声明的。ostream 类将<<重载为成员函数，而且重载了多次。

例如，为了使cout << "Star War"能够成立，ostream 类需要将<<进行如下重载：

ostream & ostream::operator << (const char* s)
{
    //输出s的代码
    return * this;
}

再如，为了使cout << 5能够成立，ostream 类还需要将<<进行如下重载：

ostream & ostream::operator << (int n)
{
    //输出n的代码
    return *this;
}

重载函数的返回值类型为 ostream 的引用，并且函数返回 *this，就使得cout << "Star War" << 5能够成立。这是因为cout << "Star War"这个表达式的值依然是 cout（说得更准确一点就是 cout 的引用），所以能够和<< 5继续进行运算。这个表达式等价于：

(cout.operator<<("Star War")).operator<<(5);

同理，cin 是 istream 类的对象，是在头文件 <iostream> 中声明的。istream 类将>>重载为成员函数，因此 cin 才能和>>连用以输入数据。一般也将>>称为“流提取运算符”或者“输入运算符”。

开发示例

假定 c 是 Complex 复数类的对象，现在希望写cout<<c就能以 a+bi 的形式输出 c 的值；写cin>>c就能从键盘接受 a+bi 形式的输入，并且使得 c.real = a, c.imag = b。

显然，要对<<和>>进行重载，程序源码如下：

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>

using namespace std;

class Complex
{
    // 没有声明public,private,protected,默认为是private.
    double real,imag;

public:
    Complex( double r=0, double i=0):real(r),imag(i){ };

    friend ostream & operator<<(ostream & os, const Complex & c);
    friend istream & operator>>(istream & is, Complex & c);
};

ostream & operator<<(ostream & os, const Complex & c)
{
    os << c.real << "+" << c.imag << "i"; //以"a+bi"的形式输出
    return os;
}

istream & operator>>(istream & is, Complex & c)
{
    string s;
    is >> s;  //将"a+bi"作为字符串读入, "a+bi" 中间不能有空格
    int pos = s.find("+",0);
    string sTmp = s.substr(0,pos); //分离出代表实部的字符串
    c.real = atof(sTmp.c_str());//atof库函数能将const char*指针指向的内容转换成 float
    sTmp = s.substr(pos+1, s.length()-pos-2);   //分离出代表虚部的字符串
    c.imag = atof(sTmp.c_str());
    return is;
}

int main()
{
    Complex c;
    int n;
    cin >> c >> n;
    cout << c << "," << n;
    return 0;
}