超载<<运算符和继承的类

Question

我有一个基类，然后有几个派生类。我想超载“<<”这些派生类的运算符。对于普通运算符，即“+”，虚函数可以解决问题。我理解的标准约定是

friend ostream& operator<<(ostream& out, MyClass& A);

在我的类中声明，然后在类之后定义函数。首先，我认为在上面的定义中添加 virtual 会使其工作，但经过一番思考（以及我的编译器的错误），我意识到这没有多大意义。

我在测试用例中尝试了不同的方法，其中所有类成员都是公开的。例如：

class Foo{
 //bla
};

ostream& operator<<(ostream& out, Foo& foo){
  cout << "Foo" << endl;
  return foo;
}

class Bar : public Foo{
 //bla
};

ostream& operator<<(ostream& out, Bar& bar){
  cout << "Bar" << endl;
  return bar;
}

///////////////////////

Bar bar = Bar();
cout << bar << endl; // outputs 'Foo', not 'Bar' 

所以在某种程度上，这是“多态性变坏了”——基类运算符<<正在被调用而不是派生类运算符。在上面的示例中，如何为派生类调用正确的运算符？更一般地说，如果我的类有我想要保护的私有成员，如何在使用friend关键字时纠正运算符重载？

Answer 1

您可以使用虚拟助手功能。这是一个完全未经测试的示例，因此请原谅任何语法错误：

virtual ostream& Foo::print(ostream& out) const {
    return out << "Foo";
}

virtual ostream& Bar::print(ostream& out) const {
    return out << "Bar";
}

// If print is public, this doesn't need to be a friend.
ostream& operator<<(ostream& out, const Foo& foo) {
    return foo.print(out);
}

编辑：根据@Omnifarious建议进行了清理。

Answer 2

通常，您只需在基类中创建一个多态 print 方法，该方法由单个自由友元函数调用。

Answer 3

将 operator<< 设为一个自由函数，将调用转发给 Foo 类的 virtual 方法。

查看实际操作。

Answer 4

通过适当的代码更正，您的代码可以正常工作；无需执行任何操作：

ostream& operator<<(ostream& out, Foo& foo) {
  out << "Foo" << endl;  // 'out' and not 'cout'
  return out;  // returns 'out' and not 'foo'
}

ostream& operator<<(ostream& out, Bar& bar) {
  out << "Bar" << endl;  // 'out' and not 'cout'
  return out;  // returns 'out' and not 'bar'
}

演示。要访问私有成员，您可以将此函数设置为所需类中的friend。