我们能不能用第一个参数std：：of来重载operator<< &&而不是std::ostream&

Question

我了解到我们可以重载operator<<，如下所示：

class Person 
{
    public:
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Person& obj);
};

我绝对理解参数类型被引用的原因。例如，第一个参数是引用，因为不能复制流，而第二个参数是引用，因为我们希望反映对原始对象所做的更改(如果有operator>>的话)。我知道，由于我们在第二个参数中有一个低级const，它的状态不能改变，通过使用引用，我们避免了复制。

我的问题是，对于第一个参数，我们可以(也应该)使用rvalue引用而不是lvalue引用，如下所示：

friend std::ostream& operator<<(std::ostream&& os, const Person& obj); //note the first parameter is rvalue-reference

我们是否有理由不做上面所示的事情？更重要的是，如果我们这样做会发生什么。

同样，我的第二个问题是，我们是否可以将返回类型改为std::ostream&&而不是std::ostream&。在这种情况下，会发生什么/发生什么变化。

PS:我正在学习C++，出于好奇我问了这个问题。那就是，加深我对参考文献和超载的认识。

Answer 1

如果尝试编写如下内容，程序将不会编译(@PaulMcKenzie的注释中已经提到了这一点)：

#include <iostream>
#include <ostream>

struct Person {
        int x = 0;
};

std::ostream& operator<<(std::ostream&& os, const Person& obj)
{
    return os << obj.x;
}

int main()
{
    Person p;
    std::cout << p;
}

但是，您可以通过将main中的最后一行更改为

std::move(std::cout) << p; // don't do this in real code

然后，该程序将编译并输出0。然而，在此之后，std::cout流将处于移出状态，不应该再使用了。

对于其中的一些评论，似乎对r值引用是什么有误解。有些人似乎认为这只是一个更好的l值引用，我们在C++11之前无法访问它。

L-值引用指的是可以在表达式左手边使用的东西.您可以将其看作是对实际对象的引用，该对象可以更改并分配给等等。另一方面，r值引用是指一个临时对象，某个东西，可以在任务的右侧使用。

假设您有两个带有以下签名的operator<<重载。

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Person& obj);
std::ostream& operator<<(std::ostream&& os, const Person& obj);

规则是，第一个接受l值或r值引用.后者只接受r值引用。如果我们用l-值调用操作符(std::cout就是这方面的一个例子)，那么将使用第一个重载。如果我们用r值(如std::move(std::cout))调用操作符，则使用第二个操作符。您可以省略r值引用重载，在任何情况下都会选择第一个重载，但是如果要使用l值调用操作符，则不能忽略第一个重载。但是，使用l值调用运算符是您几乎总是想要的：

std::cout << p;  // will not compile if there is only an r-value reference overload

那么r值引用的用例是什么呢？它们用于实现对象上的移动语义。R值引用用于引用对象，这些对象在当前语句之后不再有效(它们没有持久性)。虽然理论上您可以移动std::cout流，就像上面所示的那样，但这一点也没有用。流是指用作具有长生存期的对象，而不是临时对象。

最后，回答您的问题：您不应该这样做，因为流通常不被用作临时对象。如果您真的想向<<操作符提供r值引用重载，那么请继续，但是也为std::cout << p;的正常用例提供了一个l值重载。

Answer 2

我的问题是，对于第一个参数，我们可以(也应该)使用rvalue引用而不是lvalue引用，如下所示： 朋友std::ostream& operator<<(std::ostream&& os，const & obj)；//注意第一个参数是rvalue-引用

这在技术上是可能的(有一些限制)，但肯定是非常奇怪的事情。使用rvalue引用通常意味着对象将被“消耗”(例如，从移出)，并且不应该在以后的操作中使用。但是，一般情况下，写入流并不消耗它；流仍然可以用于后续的写入。

Answer 3

没有任何技术上的原因可以解释为什么你不能这样做。但是，如果您这样做了，则不会与定义ostream运算符的所有其他东西进行互操作。

如果输入是ostream &&，那么就不能在左边有一个lvalue流

Person p;
std::cout << p // can't bind std::cout to ostream&&

将rvalue引用返回给您通过lvalue引用接收到的内容是不礼貌的。

std::ostream&& operator<<(std::ostream& os, const Person& obj) {
    // something involving obj
    return std::move(os); // stealing something that shouldn't be stolen!
}

如果希望有一个带有临时ostream的表达式，则可以。标准库定义模板接受rvalue流，应用等效的lvalue流操作，并移动-返回该流。