тандартные операторы << и >>

В С и С++ операторы << и >> используются для сдвига битов целых чисел вправо и влево. Классы basicjstream и basic ostream перегружают операторы >> и << для выполнения стандартных операций ввода-вывода.

На первый взгляд кажется, что объявлять классы с поддержкой ввода и вывода в заголовке <istream> нелогично. Но так как в начале работы каждой единицы трансляции, включающей <iostream>, тратится время на инициализацию, объявления для ввода и вывода были выделены в файл <istream>.

(аголовочные файлы

Определения потоковых классов распределены по нескольким заголовочным файлам.

О <iosfwd>. Содержит опережающие объявления потоковых классов. Этот заголовочный файл необходим из-за того, что простые опережающие объявления вида class ostream теперь не разрешены.

О <streambuf>. Содержит определения базового потокового класса с буферизацией (basic streambuf<>).

О <istream>. Содержит определения классов, поддерживающих только ввод (ba5ic istreamo), а также классов с поддержкой ввода и вывода (basicjostreamo)

О <ostream>. Содержит определения потокового luiacca вьшода (basic ostream<>).

О <lostream>. Содержит объявления глобальных потоковых объектов (таких, как cin и cout).

Многие из этих заголовочных файлов предназначены для внутренней организации стандартной библиотеки С++. Прикладному программисту обычно достаточно включить файл <iosfwd> в объявление потоковых классов и <lstreann> или <ostream> при непосредственном использовании функций ввода или вывода. Заголовок <iostream> следует включать только при использовании стандартных потоковых объектов. В некоторых реализациях в начале работы каждой единицы трансляции, включающей этот заголовок, выполняется фрагмент кода инициализации. Само по себе выполнение этого кода обходится недорого, но при этом приходится загружать соответствующие страницы исполняемого файла, а эта операция может быть довольно дорогостоящей. Как правило, в программу следует включать только заголовки, содержащие абсолютно необходимые объявления. В частности, в заголовочные файлы должен включаться только заголовок <iosfwd>, а соответствующие файлы реализации включают заголовок с полным определением.

Специальные средства работы с потоками данных (параметризованные манипуляторы, файловые и строковые потоки данных) определяются в дополни тельных заголовочных файлах (<iomanip>, <fstream>, <sstream> и <str5tream>). Дополнительная информация об этих заголовках приводится в разделах, посвяшенных этим специальным средствам.

Оператор вывода <<

Класс basic ostream (а следовательно, и классы ostream и wstream) интерпретирует << как оператор вывода. Он перегружает этот оператор для всех базовых типов, включая char*, void и bool.

В соответствии с определением операторов потокового вывода второй аргумент передается в соответствующий поток данных. Иначе говоря, данные пересылаются в направлении «стрелки»:

int 1 = 7;

Std::COut «1; ВывоД: 7

float f = 4.5:

std::cout « f; Вывод: 4.5

Оператор << перегружается так, что второй аргумент может относиться к произвольному типу данных. Это позволяет интегрировать ваши типы данных с системой ввода-вывода. Компилятор следит за тем, чтобы для вывода второго аргумента была вызвана правильная функция. Конечно, эта функция должна преобразовать второй аргумент в последовательность символов, выводимых в поток данных.

В стандартной библиотеке С++ этот механизм также применяется при выводе строк (см. с. 506), битовых полей (см. с. 452) и комплексных чисел (см. с. 518):

std: :strlng sChello"): s +- . world";

std::cout « s: Вывод: hello, world

std::b1tset<lO> flegs(7):

std::cout « flags: Вывод: 0000000111

std::complex<float> c(3.1.7.4);

std::cout « c: Вывод: (3.1.7.4)

Принципы определения операторов вывода для пользовательских типов данных рассматриваются на с. 625.

Возможность расширения механизма вывода для поддержки пользовательских типов данных является сушественным усовершенствованием по сравнению с механизмом ввода-вьшода языка С, основанным на использовании функции printf(), поскольку больше не требуется указание типа выводимого объекта. Перегрузка оператора для различных типов гарантирует, что правильная функция вывода будет выбрана автоматически. Оператор << не ограничивается стандартными типами. Таким образом, в распоряжении программиста появляется единый механизм вывода, работающий со всеми типами.

Оператор << также может использоваться для вывода нескольких объектов в одной команде. По общепринятым правилам операторы вывода возвращают свой первый аргумент, то есть результатом выполнения оператора вывода явля-

стся выходной поток данных. Это позволяет объединять вызовы операторов вывода в цепочки вида:

std::cout « X « "tifnes " «у « " is " « х * у « std::endl:

Цепочечные вызовы оператора << обрабатываются слева направо. Так, в приведенном примере первой будет выполнена следующая команда:

std::COUt « X

Учтите, что это правило не распространяется на порядок вычисления аргументов, - оно определяет только порядок выполнения операторов вывода. Выражение возвращает свой первый операнд std::cout. Следующей будет выполнена команда:

std::cout « " times "

Далее пос/юдовательно выводятся объект у, строковый литерал " is " и результат операции х*у. Оператор умножения обладает более высоким приоритетом, чем оператор <<, поэтому выражение х*у не нужно заключать в скобки, однако существуют операторы с более ииэким приоритетом (например, вес логические операторы). Если в данном примере хну - вещественные числа со значениями 2.4 и 5.1, будет выведена следующая строка:

2.4 times 5,1 is 12.24

)ператор ввода »

Класс basic istream (а следовательно, и классы istream и wistream) интерпретирует >> как оператор ввода. По аналогаи с basic ostream он перегружает этот оператор для всех базовых типов, включая char*, void и bool. Потоковые операторы ввода сохраняют прочитанное значение во втором аргументе. Как и в случае с оператором <<, данные пересылаются в направлении «стрелки»:

int i;

std::cln » i; Читает int из стандартного ввода и сохраняет его в 1 float f:

std::cin » f: Читает float из стандартного ввода и сохраняет его в f

Обратите внимание на модификацию второго аргумента. Чтобы это было возможно, второй аргумент передается по неконстантной ссылке.

Оператор ввода, как и оператор вывода, может перегружаться для произвольных типов данных и может вызываться «по цепочке»:

float f:

std::complex<double> с: std::cin » f » с:

По умолчанию начальные пропуски игнорируются, хотя этот режим можно отключить (см. с. 600).