C++重载<<和>>运算符实现类内容读写的运行原理疑问

核心原理：二元运算符重载的参数映射规则 #

首先你要明确，C++中二元运算符的重载分两种实现形式，参数对应规则完全不同：

• 重载为类的成员函数：表达式A op B会被编译器转换为A.operator op(B)，此时左操作数A必须是该类的实例，参数只需要传右操作数B
• 重载为非成员函数（含友元声明的全局函数）：表达式A op B会被编译器转换为operator op(A, B)，左右操作数都会作为参数传入函数

你给IO流重载的>>/<<运算符就是典型的非成员函数实现，原因很简单：左操作数是标准库的std::istream/std::ostream类型对象，我们没法修改标准库的流类来新增成员函数，只能用非成员函数的形式实现重载。

对应到你的代码的调用逻辑 #

你写的std::cout << emp1语句，编译器的处理流程是：

1. 识别到这是二元<<运算符表达式，左操作数是std::ostream类型的全局对象std::cout，右操作数是你自定义的Employee类对象emp1
2. 查找所有匹配的operator<<重载，刚好匹配到你声明的友元全局函数：std::ostream& operator << (std::ostream& s, Employee& e)
3. 自动把左操作数std::cout绑定到第一个参数s，右操作数emp1绑定到第二个参数e，完成函数调用，等价于你手动写了operator<<(std::cout, emp1)
4. 函数返回std::ostream&也就是s的引用（也就是std::cout本身的引用），所以支持链式调用，比如你代码里的std::cout << "Employee 1 is: \n" << emp1，本质就是先调用operator<<(std::cout, "Employee 1 is: \n")返回cout的引用，再用这个返回值作为左操作数调用operator<<(返回的cout引用, emp1)

补充优化建议 #

你的输出运算符实现里第二个参数应该加const修饰，改为std::ostream& operator << (std::ostream& s, const Employee& e)，因为输出操作不会修改Employee对象的内容，加const之后你可以输出const修饰的Employee实例，兼容性更强。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lucas