使用printf和cout在C++中输出结果不同

Question

使用printf和cout在C++中输出结果不同

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我有一个字符串想要打印。当我使用cout时，输出完美，但是使用printf会使其混乱。

这是代码：

int main ( int argc, char *argv[] )
{
    // Check to make sure there is a single argument
    if ( argc != 2 )
    {
        cout<<"usage: "<< argv[0] <<" <filename>\n";
        return 1;
    }

    // Grab the filename and remove the extension
    std::string filename(argv[1]);
    int lastindex = filename.find_last_of("."); 
    std::string rawname = filename.substr(0, lastindex);

    cout << "rawname:" << rawname << endl;
    printf("rawname: %s", rawname);

}

cout 给了我 "rawname: file"。
printf 给了我 "rawname: "，然后是一堆波浪形字符。

- Scrimshaw Rest

除了答案之外，您需要了解 printf 是一个不安全的 C 函数。例如 %s 需要一个 char* 类型的参数，但它无法检查您是否提供了正确的类型。另一方面，cout 是一个 C++ 类型安全的运算符，根据您提供的类型采取不同的操作。 - J.N.

5个回答

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什么有效

printf("%s", my_string.c_str());

问题概述

简短说明（假设稍后解释）：

std::string s {
   // members in unknown order
   size_type member:    13 00 00 00                       HEAP
   const char* member:  pointer C to ................ "this and that"
};

You print characters here ^^^^^^       not          here ^^^^^.

当你使用...传递任意数量参数的函数 - 例如printf() - 时，你不能传递非POD数据。("..."参数是C++从C继承而来的一个特性，对于复杂的C ++对象来说，它本质上不适用)

你甚至可以编译这个？

我的GCC编译器不喜欢这样做：

printf("rawname: %s", rawname);

GCC 4.5.2错误：

cannot pass objects of non-trivially-copyable
type 'struct std::string' through '...'

GCC 4.1.2警告+运行时行为：

cannot pass objects of non-POD type 'struct std::string'
through '...'; call will abort at runtime

# ./printf_string
zsh: illegal hardware instruction  ./printf_string

他们不会将其编译，因为没有标准的方法可以使用...传递对象。编译器无法仅从...中确定它们是按值还是按引用/指针方式需要，因此不知道要生成什么代码。

但是你的编译器勇敢地做了某些事情。让我们考虑一下std::string对象的样子，然后再返回到您的编译器可能如何接收和访问它。

std::string对象的内部

std::string的内部未指定，但通常包括以下任意项：

- 记录当前大小的成员或指向字符串结尾的指针（ala end()） - 二者都可以简单地计算出另一个，但是我检查过的几个标准库实现都优化为指针/end()成员并计算size()——与惯用的迭代器循环更配合。

- 指向堆上字符缓冲区的指针（实际上可能会保持NUL终止，并直接通过c_str()返回，但是这个指针——通过data()成员函数可用，允许标准引用非NUL终止的文本，因此theoretically它可以只在调用c_str()时附加NUL终止符号，或者c_str()可能将文本复制到其他地方，然后附加NUL并返回指向该新缓冲区的指针）

- “短字符串优化”数据缓冲区，因此只有几个字符的字符串不需要使用堆

或者

- 指向其他地方的某个引用计数对象的指针（具有上述成员+引用计数器、互斥锁等）。

示例：存储文本的简单字符串实现

这些可以是任何顺序。因此，最简单的可能性是类似以下内容的东西：

std::string s = "this and that";

现在，“this and that”是一个字符串文字，假设它的地址为“A”，这个数据被复制到了string中，string不记得它来自哪里。变量s是实际的std::string对象，假设它的地址为“B”，它非常简单：size_type size_;(将保存值13，即strlen("this and that"))和const char* p_data_;将指向一些新分配的堆内存 - 假设它的地址是“C”，其中复制了“this and that\0”。重要的是，地址“A”，地址“B”和地址“C”是不同的！如果我们有一个坏的编译器，试图将std::string对象传递给printf()，那么printf()可能会收到两件事情，而不是const char*，告诉它期望什么：“%s”：1）指向std::string对象的指针，即地址“B”，2）从地址“A”复制sizeof(std::string)字节的数据，复制到某个栈地址“B”和/或寄存器中，如果printf()可以处理这些东西；-P。然后，printf()开始打印该地址的字节，就好像它们是字符，直到找到一个0/NUL字节。对于上面的情况1，它会打印对象中的字节，例如：假设size_type是4个字节并且位于对象开头；大小为13，则可能是13、0、0、0或0、0、0、13，具体取决于机器使用的大端或小端存储约定...假设它停在第一个NUL处，它将打印字符13（这恰好是ASCII回车/ CR值，返回光标到行首），然后停止，或者它可能根本什么也不打印。如果指向位于“C”处的堆分配缓冲区的const char*恰好位于对象开头，则会打印该地址中的单个字符：对于32位指针，这可能是4个垃圾字符（假设它们中没有一个是0/NUL），对于64位，它将是8个字符，然后它将继续以std::string中的下一个字段（可能是一个end()跟踪指针，但如果它是一个size_type字段，则更有可能有一个0/NUL）。printf()可能会将std::string对象数据的前4个字节解释为进一步的文本数据的指针......这与情况1不同：假设size_type成员首先出现，其值为13，则printf()可能会错误地将其解释为指向地址13的const char*，然后尝试从那里读取字符。这实际上几乎肯定会在打印任何内容之前崩溃（在现代操作系统上），因此这种行为实际上很少发生，这使我们留下了“1”。

- Tony Delroy

我正在思考为什么gcc（版本4.1.2）决定将此作为运行时错误，而不是在编译时捕获该错误。这是一个致命错误，它应该关闭编译过程，而不是偷偷地将非法指令插入代码！ - Mark Lakata

5

您需要打印std::string的内部char*内容：

printf("rawname: %s", rawname.c_str());

- joncham

3

试试这个

cout << "rawname:" << rawname << endl;
printf("rawname: %s", rawname.c_str());

rawname不是字符数组，而是std :: string类的实例。要获取实际的字符数组，您应该调用c_str（）函数。

- Tom

2

你是否尝试在printf中使用rawname.c_str()？

- Ed Bayiates

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可以查看英文原文，
原文链接

- Nektarios · Accepted Answer

之所以要使用

printf("rawname: %s", rawname.c_str());

是因为rawname已被定义为std::string，而printf与%s配合使用时需要在内存中有一个以null结尾的C字符串。但是一个std::string并不完全是原始的，因为它在你的情况下最终会以null结尾，虽然这甚至不一定是一个保证，因为stl容器类内部管理了长度。

编辑：

正如评论中指出的那样，std::string在内部保证是以null结尾的。所以你看到的“波浪线”是该字符串中分配但未使用（或初始化）的所有内存的输出，直到null终止字符。