基类和派生类的虚拟插入运算符重载

Question

有人可以解释一下如何确保从基本类型的指针到派生对象而不是基本函数的调用派生函数吗...

另外，virtual和override关键字是否是实现此目的的最佳实践？

我之前在每个类中都使用关键字friend定义了每个重载。 但是调用了基本函数来指向派生对象的基本指针。

int main()
{  
    // contrived example ...
    base* ptr_derived = new derived();
    std::cout << *ptr_derived;

    delete ptr_derived;
}
class base 
{
    virtual std::ostream& operator<<(std::ostream output)
    {
        output << // base details... 
        return output;
    }
};

class derived : public base
{
    std::ostream& operator<<(std::ostream output) // override?
    {
        output << // derived details...
        return output;
    }
};

Answer 1

虚拟函数通过在称为vtable的指针中调用正确的函数来工作。 因此，与this一些偏移量提供了指向vtable的指针，而在vtable中的某些偏移量提供了该对象实际类型的函数地址。

但是，这不能（直接）与operator<<的重载一起使用来将对象插入流中。 虚拟函数必须是成员函数-但是当您重载成员函数时，其左操作数必须是您要为其提供重载的类型的对象。 也就是说，使用重载的成员函数， a << b作为a.operator<<(b);调用a.operator<<(b); 。 对于无法插入的流，因为左操作数始终是流，而不是要插入到流中的类型。

为了解决这个问题，您需要使操作员本身成为朋友（从来都不是成员）。

要获得虚拟行为，您必须调用一个虚拟成员函数：

class base { 
public:
    virtual std::ostream &write(std::ostream &os) const { 
        // write myself to the passed stream
        return os;
    }

    friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, base const &b) { 
       return b.write(os);
    }
};

class derived : public base {
public:
    std::ostream &write(std::ostream &os) const override { 
        // write myself to the passed stream
        return os;
    }
};

现在，将为正确的类型调用重载的运算符。 这，反过来，只是调用因为这是实际传递（对象正确的虚拟功能base ， derived ，或其他一些派生类中，如果你选择创建一个）。

Answer 2

operator<<必须是非成员函数，您不能将它们设置为virtual 。 您必须制作另一个virtual成员函数，并在operator<<调用它，以使运行时调度工作。 例如

class base 
{
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& output, const base& b)
    {
        b.print(output);
        return output;
    }
    virtual void print(std::ostream& output) const {
        output << // base details... 
    }
public:
    virtual ~base() = default;
};

class derived : public base
{
    virtual void print(std::ostream& output) const override {
        output << // derived details...
    }
};