为什么stdin和stdout看起来可以互换？

Question

我知道stdin和stdout（至少在UNIX术语中）是流缓冲区，stdout用于从程序输出到控制台（或者被shell管道传输等），stdin用于程序标准输入。但是为什么在macOS上它们可以互换使用（stdout作为stdin，反之亦然）？

例如：

1. 如果你运行“cat /dev/stdin”，然后输入一些内容，它会回显出来。以“cat /dev/stdout”命令运行也是同样的结果。 2. 同样地，“echo“ Hey There”> /dev/stdout”和“echo“ Hey There”> /dev/stdin”都将“Hey There”输出回终端。 3. 它在C++中也可以工作：

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    std::string echoString;
    std::fstream stdoutFile;
    stdoutFile.open("/dev/stdout");
    stdoutFile << "Hey look! I'm using stdout properly!\nNow You trying using it wrongly: " << std::endl;
    stdoutFile >> echoString;
    stdoutFile << "You Typed: " << echoString << std::endl;
}

当提示输入时，只需输入单个单词，然后按下EOF (Ctrl+D)，就可以按预期工作。

- TheInnerParty

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请注意，/dev/stdin和/dev/stdout可以互换使用，并不意味着stdin和stdout可以互换使用。特别是，如果您使用> /dev/stdin启动进程，则无法从该进程的标准输出流中读取数据。 - Brian Bi

@Brian 你是什么意思？这个似乎可以工作：http://pastebin.com/Su3yuJax - TheInnerParty

这与我说的不一样。std::fstream 默认以读/写模式打开。如果在终端上执行 > foo，它将以只写模式打开 foo，文件描述符将无法用于读取。 - Brian Bi

@Brian，我现在明白了。谢谢！ - TheInnerParty

Answer 1

因为通常情况下，当从交互式终端调用程序时，没有重定向，标准输入和标准输出都连接到同一个终端设备，例如/dev/tty（实际设备名称根据操作系统而异）。

终端设备是读/写设备。从终端设备读取将读取终端输入。向终端设备写入将在终端上生成输出。

您仍然有离散的文件描述符0和1，但它们连接到同一设备。

将其视为单向双向管道，它被复制到文件描述符0和1。

Linux的行为方式相同（您可以echo Foo >/dev/stdin并查看输出）：

$ ls -al /proc/self/fd/[01]
lrwx------. 1 mrsam mrsam 64 Nov 22 21:34 /proc/self/fd/0 -> /dev/pts/1
lrwx------. 1 mrsam mrsam 64 Nov 22 21:34 /proc/self/fd/1 -> /dev/pts/1

所以，在这个过程中，文件描述符0和1都连接到/dev/pts/1，即相同的伪终端设备。无论您从文件描述符0还是文件描述符1读取，最终都将从相同的底层/dev设备读取，因此使用哪个实际文件描述符没有区别。

当然，这当然与操作系统有关。其他基于POSIX的操作系统可能会以其他方式实现标准输入和输出，因此您实际上无法写入标准输入并从标准输出中读取。

- Sam Varshavchik

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很好的/proc示例。 - sourcedelica

Answer 2

就像你所说，它们只是流缓冲区。它们没有强制执行特定的使用模式 - 只是惯例。作为编程便利，提供了标准输入流stdin、标准输出流stdout和标准错误流stderr。

- Software2