为什么我们需要在重载 >> 和 << 运算符时 return 引用 istream/ostream？

Question

如果我不 return din 或 dout 会发生什么，实际上我正在读一本书，其中作者 return 的回流引用

istream & operator>>(istream &din,vector &a)
{
    for(int i=0;i<size;i++)
    din>>a.v[i];
    return din;
}

ostream & operator<<(ostream &dout,vector &a)
{
    dout<<"("<<a.v[0];
    for(int i=1;i<size;i++)
    dout<<", "<<a.v[i];
    dout<<")";
    return dout;
}

Answer 1

在这种情况下，当返回引用时，您可以将运算符组合成一个链。例如

std::cout << "Hello " << "Rajat Verma";

这相当于运营商的以下调用

operator <<( operator <<( std::cout, "Hello" ), "Rajat Verma" );
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
              returns reference to std::cout

Answer 2

另一件事是 ostream 和 istream 标准对象（例如 cout 和 cin）使用私有复制构造函数，因此它们应该通过引用而不是值返回

Answer 3

原因是几个事实的结合。

您希望能够像
那样链接输入和输出操作
```
in  >> x >> y;

out << z << std::precision(10) << t << std::endl;
```
所以你必须 return 再次允许 operator<< 的东西。
因为您希望您的运算符在任何 istream 上工作，即从 std::istream 派生的任何对象，您不能定义
```
operator<<(istream_type, object);    // take istream by value
```
因为这只适用于特定的 istream 类型 istream_type，但不适用于通用的 istream。为此必须使用多态性，即采用引用或指针（这将是对从 std::istream 派生的 class 的引用或指针）。
因为你只有对 istream 的引用，你不能 return istream 对象本身（它可能是在 operator<<) 但只有你得到的参考。

可以通过定义 operator<< 和 template 并按值取 return 和 istream_type 来绕过此限制，但这需要 istream type 有一个复制构造函数，它可能有充分的理由没有。
为了激发多态性，原则上可以使用指针（指向流）而不是引用。但是，operator<<(stream*,const char*) 是在 C++ 中不允许（至少一个操作数必须是 class 或枚举类型）。

因此，对于流指针，必须使用函数调用语法，而您又回到了 C 风格 fprintf(stream*, args...)。

此外，指针可以为 null 或 dangling，这实际上是它们的默认状态（当没有初始化器声明时），而引用可以假定为有效（没有初始化器不能声明它）。

Answer 4

当您键入： cout << 向量； cout 具有 ostream 类型，因此当您使用“<<”时，它确实需要 return 与 ostream 类型的争论才能使 cout 工作

为什么我们需要在重载 >> 和 << 运算符时 return 引用 istream/ostream？

Why we need to return reference to istream/ostream while overloading >> and << operators?

c++

reference

operator-overloading

stream