C++重载operator<<时将stream作为参数

Question

我正在尝试编写自己的日志记录类并将其用作流：

logger L;
L << "whatever" << std::endl;

这是我开始的代码：

#include <iostream>

using namespace std;


class logger{
public:
    template <typename T>
    friend logger& operator <<(logger& log, const T& value);
};

template <typename T>
logger& operator <<(logger& log, T const & value) {
    // Here I'd output the values to a file and stdout, etc.
    cout << value;
    return log;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    logger L;
    L << "hello" << '\n' ; // This works
    L << "bye" << "alo" << endl; // This doesn't work
    return 0;
}

但是在尝试编译时出现错误，说没有operator<<的定义（当使用 std::endl 时）：

pruebaLog.cpp:31: error: no match for ‘operator<<’ in ‘operator<< [with T = char [4]](((logger&)((logger*)operator<< [with T = char [4]](((logger&)(& L)), ((const char (&)[4])"bye")))), ((const char (&)[4])"alo")) << std::endl’

所以，我一直在尝试重载运算符<<接受这种流，但这让我发疯。我不知道该怎么做。例如，我一直在查看 ostream 头文件中 std::endl 的定义，并使用此头编写了一个函数：

logger& operator <<(logger& log, const basic_ostream<char,char_traits<char> >& (*s)(basic_ostream<char,char_traits<char> >&))

但没有运气。我已经尝试使用模板而不是直接使用 char 进行相同的操作，并且还尝试简单地使用“const ostream& os”，但什么也没有。

另一件让我烦恼的事情是，在错误输出中，operator<< 的第一个参数是变化，有时是对指针的引用，有时看起来像双重引用......

Answer 1

endl 是一头奇怪的野兽。它不是一个恒定值。实际上，它是一个函数。您需要一个特殊的重写来处理 endl 的应用：

logger& operator<< (logger& log, ostream& (*pf) (ostream&))
{
  cout << pf;
  return log;
}

它接受插入一个接受 ostream 引用并返回 ostream 引用的函数。这就是endl。

编辑：回应 FranticPedantic 的有趣问题“为什么编译器不能自动推断出这个？”。原因是，如果你更深入地研究，endl 实际上本身就是一个模板函数。它的定义是：

template <class charT, class traits>
  basic_ostream<charT,traits>& endl ( basic_ostream<charT,traits>& os );

也就是说，它可以采用任何类型的ostream作为其输入和输出。因此，问题不在于编译器无法推断出 T const & 可能是函数指针，而是它无法找出哪个 endl 你打算传入。问题中提出的 operator<< 的模板化版本将接受指向任何函数的指针作为其第二个参数，但同时，< code>endl 模板代表一组无限的潜在函数，因此编译器不能在那里做任何有意义的事情。

提供运算符<<的特殊重载（其第二个参数与endl模板的特定实例相匹配）允许调用解析。

Answer 2

endl 是一个 IO 操纵器，它是一个函子，它通过引用接受流，对其执行某些操作，并同样通过引用返回该流。 cout << endl 等价于 cout << '\n' <<刷新，其中flush是刷新输出缓冲区的操纵器。

在您的类中，您只需为此运算符编写一个重载：

logger& operator<<(logger&(*function)(logger&)) {
    return function(*this);
}

其中 logger&(*)(logger&) 是接受和返回 logger 的函数的类型通过参考。要编写自己的操纵器，只需编写一个与该签名匹配的函数，并让它在流上执行一些操作：

logger& newline(logger& L) {
    return L << '\n';
}

Answer 3

我认为问题是您的流不会重载 operator<< 来接受与 std::endl 类型相同的函数，如本答案所示： 重载运算符时 std::endl 的类型未知<<

Answer 4

在 C++ 中，流缓冲区封装了底层 I/O 机制。流本身只封装了字符串的转换和I/O方向。

因此，您应该使用预定义的流类之一，而不是创建自己的流类。如果您希望 I/O 转到一个新目标（例如系统日志），那么您应该创建自己的流缓冲区（源自 std::streambuf< /代码>）。