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初探 C++ 標準庫(二十六)

C++ 標準庫 cout cin 操作符重載

今天我們來看下 C++ 中的標準庫,這幾天我們一直學習的是 C++ 中的一大難點,操作符重載。那麽我們想想操作符左移 << 可以重載嗎?操作符 << 的原生語義是按位左移,如:1 << 2,則表示將整數 1 按位左移 2 位,即:0000 0001 ==> 0000 0100;那麽我們是否能通過重載左移操作符,將變量或常量左移到一個對象中

下來我們來進行下實驗,程序如下

#include <stdio.h>

const char endl = '\n';

class Console
{
public:
    Console& operator << (int i)
    {
        printf("%d", i);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (char c)
    {
        printf("%c", c);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (const char* s)
    {
        printf("%s", s);
        
        return *this;
    }
    Console& operator << (double d)
    {
        printf("%f", d);
        
        return *this;
    }
};

Console cout;

int main()
{
    cout << 1 << endl;
    cout << "D.T.Software" << endl;
    
    double a = 0.1;
    double b = 0.2;
    
    cout << a + b << endl;
    
    return 0;
}

我們在以前的程序中老是要輸入換行符 '\n',所以我們就定義了一個字符串常量 endl 來代替它。我們定義了一個類 Console,在裏面實現了各種版本的左移 << 操作符重載。那麽我們在第 41 行便是想將 1 輸出到屏幕上並進行換行,同理,第 42 行便是想將字符串 "D.T.Software" 輸出到屏幕上並進行換行。第 47 行輸出 a + b 的結果。我們來看看編譯結果

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結果如我們所分析的那樣,這樣寫是不是方便很多呢。其實這樣的寫法已經在 C++ 標準庫中已經實現了,重復造輪子並不是一件有意義的事,站在巨人的肩膀上解決問題才會更加有效!下來我們就來講講 C++ 標準庫的特性:a> C++ 標準庫並不是 C++ 語言的一部分,它是由類庫和函數庫組成的集合;b> 它中定義的類和對象都位於 std 命名空間中;c> 它中的頭文件都不帶 .h 後綴,C++ 標準庫涵蓋了 C 庫的功能

。我們來看看 C++ 編譯環境的組成,如下圖所示

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那麽在 C++ 標準庫中預定義了多數常用的數據結構,如下

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下來我們試試 C++ 標準庫中的 C 庫的兼容

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    
    return 0;
}

我們來編譯下試試

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編譯通過,那麽我們在這塊調用的既不是 C++ 標準庫裏的頭文件,也不是 C 庫中的頭文件,而是各大編譯器廠商為了推廣自己的編譯器而加的 C 庫的兼容庫。下來我們試試 C++ 標準庫中的頭文件,它和 C 的兼容庫相比頭文件名多了 c 而少了 .h 後綴名。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
    printf("Hello world!\n");
    
    char* p = (char*)malloc(16);
    
    strcpy(p, "D.T.Software");
    
    double a = 3;
    double b = 4;
    double c = sqrt(a * a + b * b);
    
    printf("c = %f\n", c);
    
    free(p);
    
    return 0;
}

我們來看看編譯結果

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那麽它也實現了我們所想要的功能。下來我們來看看 C++ 中的 cout 和 cin 對應於現實生活中的關系,如下圖所示

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那麽通過前面示例代碼的學習,我們不難看出 cout 和輸出對應的關系,我們接下來看看 C++ 中的輸入輸出是怎樣使用的

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "Hello world!" << endl;
    
    int a = 0;
    cout << "Please input a: ";
    cin >> a;
    
    int b = 0;
    cout << "Please input b: ";
    cin >> b;
    
    int c = sqrt(a * a + b * b);
    
    cout << "c = " << c << endl;
    
    return 0;
}

我們來看看編譯結果

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我們在運行期手動的輸入了 a = 3,b = 4;那麽它的結果自然就是 5 了。那麽我們看到使用 C++ 編程原來如此簡潔,那麽我們以後就采用 C++ 標準庫進行編程了。通過對 C++ 標準庫的學習,總結如下:1、C++ 標準庫是由類庫和函數庫組成的集合;2、C++ 標準庫包含了經典算法和數據結構的實現,同時它也涵蓋了 C 庫的功能;3、C++ 標準庫位於 std 命名空間中。


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