为什么我们需要将std :: cin和std :: cout绑定在一起？

Question

默认情况下，标准输入设备与标准输出设备以以下形式绑定在一起：std::cin.tie(&std::cout); 这保证了在调用输入之前刷新了输出缓冲区。因此，我尝试使用std::cin.tie(0)来解除它们的绑定，但似乎结果与绑定的情况没有任何区别。

#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;
}

我是不是测试错了？为什么我们需要把它们绑在一起？它们共享同一个缓冲区吗？

- std

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领带(tie)的理念是在读取输入之前显示提示符(prompt)。 :-) - Bo Persson

Answer 1

你的例子没有问题（除了在 cin.tie(0) 行后应添加分号）, iostream 对象的工作方式也没有问题。

tie() 简单地保证在执行输入操作 cin 之前刷新 cout。这对于用户在被要求回答问题之前看到问题很有用。

但是，如果你将 cin 从 cout 解绑(un-tie())，就不能保证 cout 的缓冲区已经被刷新。但也不能保证缓冲区未被刷新。事实上，如果计算机有足够的资源，它会立即刷新 cout 缓冲区，所以这会在 cin 请求输入之前发生。这就是你的例子中的情况。

因此，一切都运行正常，只是在 cin.tie(0) 之后，不能保证刷新操作会发生。然而，在99%的情况下，刷新仍然会发生（但不再保证）。

理论上，如果被绑定，cin 和 cout 可以共享同一个缓冲区。但是，我认为没有实现这样做的原因之一是这两个可能会被解绑。

- user1284631

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小问题：这个绑定只保证当（底层的streambuf）cin需要向环境请求更多输入时，cout才会刷新。如果cin的输入缓冲区包含足够的数据来满足读取请求，则不会进行刷新。 - user1084944

第二个小问题：样例代码中cout被刷新的原因并不是关于“资源”的，而是因为默认情况下启用了与stdio的同步，因此刷新是按照stdio的策略进行的。在（交互式）Windows环境中，默认情况下stdio输出流是完全未缓冲的，因此输出会立即发生。（Linux在这种情况下更喜欢行缓冲，所以除非缓冲区非常小且提示填满它，否则样例代码不会被刷新。） - user1084944

Answer 2

我认为之前的回答是错误的（我很惊讶它为什么会被投票和标记为正确，显然不是这样）。

要打破 happens-before 链接，您应该（仅针对标准输入/输出流）(1) 移除与stdio的同步 并且 (2) 解开流的绑定。

就像这样：

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

那么您就可以确保没有解开的流。与stdio同步是一种特殊能力，以便对于C风格和C++风格的输入和输出具有适当的发生顺序，并且我强烈建议您在没有真正必要的情况下不要删除它。

- Konstantin Vladimirov

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执行您的代码后仍然会得到“请输入c：”的提示。 - Itachi Uchiwa

请检查您的 std::cout 是否已正确缓冲。如果未缓冲，则会立即打印任何字符。 - Konstantin Vladimirov

我该怎么做？ - Itachi Uchiwa

基本上，rdbuf 应该返回非空值，并且 flags 中不应设置 unitbuf 标志。 - Konstantin Vladimirov

Answer 3

在C语言中，提示用户输入的模式是先发出一个打印提示消息的命令，然后再发出一个输入值的命令。

为了使这个过程正常工作，您需要确保提示消息实际上被显示出来。环境被配置成自动完成这个过程：

• 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，如果按照*NIX的风格在提示消息中包含换行符，以便用户在下一行输入，您的提示将在输入之前自动显示。

流绑定特性使得自动刷新的行为成为iostream库工作方式的一部分，而不是惯例的产物。（尽管要注意，只有当程序请求系统获取更多输入时，自动刷新才会发生，因此存在一些边缘情况，cin >> c可能不会真正刷新）。

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然而！默认情况下，iostream库与stdio库是同步的。实际上，这意味着iostream根本不进行任何缓冲；它只是将数据转发到底层的C库。

因此，这意味着您看到的是如果编写类似C程序时通常会看到的内容。如果您在Windows命令行环境中，则输出不会被缓冲，因此在输入之前您会看到提示。

要查看本机C++行为，您需要通过在程序开头运行std::cout.sync_with_stdio(false);来关闭同步，如其他答案所示。

如果您这样做，那么cout语句将不会刷新输出缓冲区（除非缓冲区非常小）。由于您已经解除了绑定，因此cin语句也不会刷新它。因此，您将得到在看到提示之前必须输入用户输入的结果。

- user1084944