为什么我们需要在重载 >> 和 << 运算符时返回对 istream/ostream 的引用？

如果我不回来会怎样din or dout，实际上我正在读一本书，其中作者返回了返回流引用

istream & operator>>(istream &din,vector &a)
{
    for(int i=0;i<size;i++)
    din>>a.v[i];
    return din;
}

ostream & operator<<(ostream &dout,vector &a)
{
    dout<<"("<<a.v[0];
    for(int i=1;i<size;i++)
    dout<<", "<<a.v[i];
    dout<<")";
    return dout;
}

原因是几个事实的结合。

1. 您希望能够链接输入和输出操作，如下所示

   in  >> x >> y;
   
   out << z << std::precision(10) << t << std::endl;
   

   所以你必须返回一些允许的东西operator<< again.

2. 因为您希望您的操作员可以在任何istream，即派生自的任何对象std::istream，你不能定义

   operator<<(istream_type, object);    // take istream by value
   

   因为这只适用于特定的 istream 类型istream_type，但不适用于泛型istream。为此，必须使用多态性，即采用引用或指针（这将是指向派生自的类的引用或指针）std::istream).

3. 由于您只有对 istream 的引用，因此无法返回 istream 对象本身（它可能是在定义时甚至没有定义的类型）operator<<）但仅是您获得的参考。

   人们可以通过定义来绕过这一限制operator<< a template并获取并返回istream_type按价值计算，但这需要istreamtype 具有复制构造函数，但它很可能出于充分的原因而没有复制构造函数。

4. 为了引发多态性，原则上可以使用指针（指向流）而不是引用。然而，operator<<(stream*,const char*)是 C++ 中不允许（至少一个操作数必须是类或枚举类型）。

   因此，对于流指针，必须使用函数调用语法，而您又回到了 C 风格fprintf(stream*, args...).

   此外，指针可以为空或悬空，这实际上是它们的默认状态（在没有初始化程序的情况下声明时），而引用可以假定为有效（在没有初始化程序的情况下不能声明它）。