为什么c++中重载流操作符要用友元函数

1.先来看看友元函数重载流操作符实例

class complex
{

public:

    complex(int x, int y): real(x), imag(y){}
    complex():complex(0,0){}
    ~complex(){}

    friend ostream& operator << (ostream& cout, complex& par)；

private:

    int real;
    int imag;
    
}

ostream& operator << (ostream& cout, complex& par)；
{
    cout << par.real << "+" << par.imag << "i" << endl;
    return cout;
}

 

2. 再来看看成员函数重载操作符实例

class complex
{

public:
    complex(int x, int y): real(x), imag(y){}
    complex():complex(0,0){}
    ~complex(){}

    complex operator + (complex par)
    {
        complex resault;
        resault.real = real + par.real;
        resault.imag = imag + par.imag;
        return resault;
    }

private:

    int real;
    int imag;

}

 

成员函数运行机理：

假如C1与C2d都为complex类，则，C1+C2被编译系统解释为C1.operator +(C2);

对比可以得到结论：

1. 实际上流操作符左侧必须为cin或cout，即istream或ostream类，不是我们所能修改的类；或者说因为流操作符具有方向性。

这导致我们不能使用成员函数重载，只能使用类外的普通函数重载。

2. 由于我们将类内部的私有成员进行输入和输出，所以重载函数必须有对内部成员访问的权限。

这导致我们不能使用普通的函数重载，只能使用友元函数重载。

 

3. 好的解决方案

但是使用友元函数会破坏类的封装性，因此好的解决方法是：

使用一些成员函数来暴露对类成员的访问，然后使用类外的普通函数重载来进行类成员的输入输出。

代码如下：

class complex
{

public:

    complex(int x, int y): real(x), imag(y){}
    complex():complex(0,0){}
    ~complex(){}
    
    int getReal(){ return real;}    
    int getImag(){ return imag;}    
    void setReal(int parm){ real = parm;}    
    void setImag(int parm){ imag = parm;}    


private:

    int real;
    int imag;

}

ostream& operator << (ostream& cout, complex& par)；
{
    cout << par.getReal() << " + " << par.getImag() << "i" << endl;
    return cout;
}