Toán tử luồng

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình C++ của Coddy. Bài học 43 trên 104.

Các toán tử chèn luồng (<<) và trích xuất luồng (>>) cho phép bạn dùng các lớp tùy chỉnh với std::cout và std::cin. Khác với các toán tử mình đã tìm hiểu cho đến nay, bạn phải triển khai chúng dưới dạng hàm không phải thành viên vì toán hạng bên trái là một luồng, không phải lớp của bạn.

class Point {
    int x, y;
    
public:
    Point(int x, int y) : x(x), y(y) {}
    
    // Khai báo là friend để truy cập các thành viên riêng tư
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p);
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Point& p);
};

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p) {
    os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";
    return os;
}

std::istream& operator>>(std::istream& is, Point& p) {
    is >> p.x >> p.y;
    return is;
}

Cả hai toán tử đều trả về tham chiếu đến luồng, cho phép nối chuỗi như std::cout << p1 << p2. Toán tử chèn nhận đối tượng bằng tham chiếu const vì nó chỉ đọc dữ liệu, còn toán tử trích xuất nhận tham chiếu không phải const vì nó sửa đổi đối tượng.

Giờ bạn có thể dùng Point tự nhiên với các luồng:

Point p(3, 4);
std::cout << "Location: " << p << std::endl;    // Đầu ra: Location: (3, 4)

Point p2(0, 0);
std::cin >> p2;    // Đọc hai số nguyên vào p2

Thử thách

Dễ

Hãy xây dựng một lớp Temperature có thể dùng liền mạch với std::cout và std::cin thông qua việc nạp chồng toán tử luồng. Đây là tình huống thực tế khi bạn muốn hiển thị nhiệt độ theo định dạng dễ đọc và đọc nhiệt độ từ đầu vào một cách tự nhiên.

Bạn sẽ tạo hai tệp để sắp xếp code:

Temperature.h: Định nghĩa lớp Temperature để lưu giá trị nhiệt độ (dưới dạng double) và nhãn đơn vị (dưới dạng char, là 'C' cho độ C hoặc 'F' cho độ F). Lớp của bạn cần có:
- Các thành viên riêng tư lưu giá trị nhiệt độ và đơn vị
- Hàm khởi tạo mặc định đặt giá trị ban đầu là 0.0 độ C
- Hàm khởi tạo có tham số nhận một giá trị và một đơn vị
- Các hàm getter getValue() và getUnit() (cả hai đều const)
- Khai báo hàm bạn cho toán tử chèn luồng (<<) và toán tử trích xuất luồng (>>)
Triển khai các toán tử luồng dưới dạng hàm không phải thành viên:
- Toán tử chèn luồng cần in nhiệt độ theo định dạng VALUE UNIT (ví dụ: 25.5 C hoặc 77.9 F). Dùng một chữ số thập phân cho giá trị.
- Toán tử trích xuất luồng cần đọc một giá trị và một ký tự đơn vị từ luồng, rồi lưu chúng vào đối tượng Temperature.
Cả hai toán tử phải trả về tham chiếu đến luồng để có thể nối chuỗi thao tác.
main.cpp: Đọc hai nhiệt độ từ đầu vào. Mỗi nhiệt độ nằm trên một dòng riêng, theo định dạng value unit (ví dụ: 25.5 C).
Tạo hai đối tượng Temperature, dùng toán tử trích xuất để đọc chúng từ std::cin. Sau đó, dùng toán tử chèn để in chúng theo định dạng sau:
```
Temperature 1: <temp1>
Temperature 2: <temp2>
```
Ví dụ, nếu đầu vào là:
```
25.5 C
98.6 F
```
Đầu ra cần là:
```
Temperature 1: 25.5 C
Temperature 2: 98.6 F
```

Dùng std::fixed và std::setprecision(1) từ <iomanip> để định dạng giá trị nhiệt độ với chính xác một chữ số thập phân. Đừng quên các header guard trong tệp header.

Tự làm thử

#include <iostream>
#include "Temperature.h"

int main() {
    // TODO: Tạo hai đối tượng (object) Temperature
    
    // TODO: Dùng toán tử trích xuất (operator) (>>) để đọc hai giá trị nhiệt độ từ std::cin
    
    // TODO: In các giá trị nhiệt độ bằng toán tử chèn (<<)
    // Định dạng:
    // Temperature 1: <temp1>
    // Temperature 2: <temp2>
    
    return 0;
}