c++ - `cout << x` 和 `cout.operator<<(x)` 和 `operator(std::cout, x)` 之间的区别？

Question

这与 difference-between-cout-x-and-cout-operator-x 有关问题，但还是有点不同...

#include <iostream>

int main(){
    std::cout << "hello" << std::endl;

    std::cout.operator<<("hello2");
    std::cout.operator<<(std::endl);

    operator<<(std::cout, "hello3");
//    operator<<(std::cout, std::endl);

    return 0;
}

Q1:为什么std::cout.operator<<("hello2");工作？

来自 other answers所以我希望编译器会提示 operator<<是一个免费功能，而不是 cout 的成员.然而，在我的系统上，它打印出“0x10d54df31”。而且，更奇怪的是，以下行正确地执行了 std::endl .

Q2:为什么operator<<(std::cout, std::endl);不工作？

我知道 std::endl是一个函数，但 hello3 输出起作用而 `std::endl' 不起作用，这对我来说似乎很奇怪。相反，编译器会抛出一个错误:

main.cpp:10:4: error: no matching function for call to 'operator<<'
    operator<<(std::cout, std::endl);

Q3:第一个std::cout << "hello1" << std::endl;怎么可以写在operator<<(...)形式？

如果回答了前两个问题，那么这可能已经涵盖了。这是本次学习练习的重点，因此明确提出问题似乎是明智的。

Answer 1

运算符可以用不同的方式实现，特别是 operator<<左侧是您的类型的可以实现为自由函数或该左侧类型的成员函数。

虽然您必须实现 ostream& operator<<(ostream&, MyType const&)作为自由函数(因为 MyType 不是左侧)，库实现可以选择^* 来实现 operator<<对于一些基本类型，插入 std::ostream类型(这实际上是模板的特定实例，我试图忽略细节)。

编辑:根据标准检查后这是不正确的:

这就是您在代码中注意到的，采用 const char* 的重载作为 ostream 的成员实现( basic_ostream<char,char_traits<char> ).

采用操纵器的重载实现为成员函数 (Q2)，并且存在从 const char* 的隐式转换至 const void*如果您使用显式调用成员运算符 (Q1) 的语法，则会选择它。对于 Q3，答案是:

operator<<(std::cout, "Hello").operator<<(std::endl);

^* 实现实际上不是自由选择的，因为标准强制要求签名。