为啥我们需要绑定 std::cin 和 std::cout？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥我们需要绑定 std::cin 和 std::cout？

【英文标题】：Why do we need to tie std::cin and std::cout?为什么我们需要绑定 std::cin 和 std::cout？

【发布时间】：2012-12-27 09:50:56

【问题描述】：

默认情况下，标准输入设备与标准输出设备绑定在一起，形式如下： std::cin.tie (&std::cout); 保证在调用输入之前已刷新输出缓冲区。于是我尝试用std::cin.tie(0)解开它们，但结果似乎和被绑的没有区别。

#include<iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])

    char c;

    cin.tie(0)

    cout << "Please enter c:";
    cin >> c;
    cout << c ;

    return 0;

我测试错了吗？为什么我们需要将它们捆绑在一起？它们共享同一个缓冲区吗？

【问题讨论】：

领带背后的想法是在阅读输入之前应该显示提示。 :-)

【参考方案1】：

您的示例没有任何问题（除了您应该在cin.tie(0) 行之后添加一个分号），也没有 iostream 对象的工作方式。

tie() 只是保证在cin 执行输入之前刷新cout。这对于用户在被要求回答之前查看问题很有用。

但是，如果您从cout 中取消tie() cin，则不能保证cout 的缓冲区会被刷新。但是不能保证缓冲区也不会被刷新。事实上，如果计算机有足够的资源，它会立即刷新cout缓冲区，所以这发生在cin请求输入之前。您的示例就是这种情况。

所以，一切正常。除了cin.tie(0) 之后，不保证会发生刷新。但是，在 99% 的情况下，这种刷新仍然会发生（但不再保证）。

理论上，如果绑定，cin 和 cout 可以共享同一个缓冲区。但是，我认为没有任何实现可以做到这一点。一个原因是这两者可能是 un-tie()d。

【讨论】：

次要的挑剔：如果（streambuf 底层）cin 必须向环境询问更多输入，则平局仅保证 cout 将刷新。如果cin 的输入缓冲区包含足够的数据来满足读取请求，您将不会获得刷新。

挑剔第二个：cout 在示例代码中被刷新的原因与“资源”无关——这是因为默认情况下启用了与 stdio 的同步，因此刷新是由 stdio 的策略发生的。在（交互式）Windows 环境中，默认情况下，stdio 输出流是完全无缓冲的，因此输出会立即发生。 （linux在这种情况下更喜欢行缓冲，所以示例代码不会刷新，除非缓冲区太小以至于提示填满它）

【参考方案2】：

我认为，之前的答案是错误的（我想知道为什么它如此受欢迎并被标记为真实，但显然不是）。

要打破happens-before tie，你应该（仅在标准io的情况下）（1）删除与stdio的同步和（2）解开流。

像这样：

std::cin.tie (nullptr);
std::cout.sync_with_stdio(false);
std::cout << "Please enter c: ";
std::cin >> c;

那么您就保证拥有未绑定的流。与 stdio 同步是一种特殊功能，可以在 C 样式和 C++ 样式的输入和输出的排序后进行正确的发生，我强烈建议您不要在没有真正必要的情况下将其删除。

【讨论】：

执行代码后仍然得到Please enter c: 。

检查 std::cout 是否正确缓冲。如果它是无缓冲的，您将立即打印任何字符。

我该怎么做？

基本上 rdbuf 应返回非 null 且 unitbuf 标志不应在 flags 中设置

【参考方案3】：

在 C 中，提示用户输入的模式遵循您发出命令以打印提示消息，然后发出命令以输入值的模式。

为了让这个过程正常工作，你需要确保提示信息是真实显示的。环境已配置为自动进行：

在 DOS（或 windows 命令行）环境中，STDOUT 是无缓冲的，因此打印命令会立即显示消息。 在 *NIX 环境中，STDOUT 是行缓冲的。因此，如果您遵循 *NIX 风格，在提示消息中包含换行符，以便用户在下一行输入输入，您的提示将在输入之前自动显示。

tie 特性使这种自动刷新行为成为 iostream 库工作方式的一部分，而不是约定俗成的产物。 （但请注意，自动刷新仅在程序要求系统获取更多输入时发生，因此存在cin >> c 不会实际刷新的极端情况）

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但是！默认情况下，iostream 库与 stdio 库同步。实际上，这意味着 iostream 根本不做任何缓冲。它只是将数据转发到底层 C 库。

因此，这意味着您看到的内容与编写类似 C 程序时通常看到的内容相同。如果您在 windows 命令行环境中，输出不会被缓冲，因此您会在输入之前看到提示。

要查看本机 C++ 行为，您需要通过在程序开始时运行 std::cout.sync_with_stdio(false); 来关闭同步，如 the other answer 中所示。

如果你这样做，那么cout 语句将不会刷新输出缓冲区（除非缓冲区非​​常小）。并且由于您已经移除了领带，cin 语句也不会刷新它。因此，您将获得必须在看到提示之前输入用户输入的结果。