在C++编程中，流插入运算符`<<`和流提取运算符`>>`是用于输入输出的关键元素，尤其在处理标准输入输出流如`cin`和`cout`时。这两个运算符是C++标准库中`istream`和`ostream`类的一部分。`cin`是一个`istream`类型的对象，通常用于从标准输入（通常是键盘）读取数据；`cout`是一个`ostream`类型的对象，用于将数据输出到标准输出（通常是显示器）。
在标准库中，`<<`和`>>`已经过重载，能够处理基本的C++数据类型，如整型、浮点型、字符型等。然而，当涉及到用户自定义的数据类型时，如类或结构体，C++编译器默认并不会自动支持这些运算符。为了能使用`<<`和`>>`与自定义类型交互，程序员需要自己对它们进行重载。
重载流插入运算符`<<`的目的是使得用户可以像输出基本类型一样轻松地输出自定义类型的数据。例如，在上述例子中，`Complex`类代表复数，我们想要输出一个复数对象时，希望格式化成`(实部+虚部i)`的形式。为了实现这一点，我们可以定义一个友元函数，如下：
```cpp
friend ostream& operator << (ostream& output, Complex& c);
```
这个函数接受一个`ostream`的引用（在这个例子中通常是`cout`）和一个`Complex`对象的引用。函数体内部，我们使用`output`来格式化并输出复数的实部和虚部，最后返回`output`的引用，保持链式输出的特性。
同样，重载流提取运算符`>>`是为了从输入流中读取自定义类型的数据。其函数原型类似：
```cpp
istream& operator >> (istream& input, 自定义类& obj);
```
这个函数会从输入流中读取数据并存储到`obj`对象中。然而，需要注意的是，`>>`的重载通常比`<<`更复杂，因为可能需要处理诸如分隔符、错误处理等问题。
在上述`Complex`类的例子中，没有展示`>>`的重载，但原理是一样的。用户可能需要定义一个函数来解析输入流中的数据，然后赋值给`Complex`对象。
重载`<<`和`>>`时，有几个要点需要注意：
1. 重载函数通常作为友元函数，因为它们需要访问类的私有或保护成员。
2. 返回类型通常是引用，以支持链式输出。
3. 第一个参数通常是`istream`或`ostream`的引用，以允许对输入/输出流进行操作。
4. 第二个参数是自定义类型的引用，用于实际的输入或输出操作。
C++中的流插入和流提取运算符的重载是实现自定义类型输入输出的关键。通过重载，我们可以按照自己的需求定制输入输出格式，使得代码更加清晰和易于理解。
