ostream 链接，输出顺序

Question

我有一个函数，它接受 ostream 引用作为参数，将一些数据写入流，然后返回对同一流的引用，如下所示：

#include <iostream>

std::ostream& print( std::ostream& os ) {
  os << " How are you?" << std::endl;
  return os;
}

int main() {
  std::cout << "Hello, world!" << print( std::cout ) << std::endl;
}

这段代码的输出是：

 How are you?
Hello, world!0x601288

但是，如果我将链接表达式分成两个语句，这样

int main() {
  std::cout << "Hello, world!";
  std::cout << print( std::cout ) << std::endl;
}

我至少在输出中得到正确的顺序，但仍然得到一个十六进制值：

Hello, world! How are you?
0x600ec8

我想了解这里发生了什么。普通函数是否优先于运算符<<，这就是输出顺序相反的原因？编写将数据插入 ostream 但也可以与 operator<< 链接的函数的正确方法是什么？

Answer 1

根据 C++ 标准，代码的行为未指定。

解释

以下内容（为了简单起见，我删除了 std::endl）

std::cout << "Hello, world!" << print( std::cout ); 

相当于：

operator<<(operator<<(std::cout, "Hello, World!"), print(std::cout));

这是一个函数调用，传递两个参数：

• 第一个参数是：operator<<(std:: cout, "Hello, World!")
• 第二个参数是： print(std::cout)

现在，标准没有指定参数的求值顺序。 未指定。但是您的编译器似乎首先评估第二个参数，这就是为什么它首先打印 "How are you?"，将第二个参数评估为 std::ostream& 类型的值code> 然后被传递给上面显示的调用（该值是对象 std::cout 本身）。

为什么要输出十六进制？

您会得到十六进制输出，因为第二个参数的计算结果为 std::cout，它被打印为十六进制数字，因为 std::cout 隐式转换为 的指针值>void* 类型，这就是为什么它被打印为十六进制数。

试试这个：

void const *pointer = std::cout; //implicitly converts into pointer type!
std::cout << std::cout << std::endl;
std::cout << pointer << std::endl;

它将为两者打印相同的值。例如，ideone 中的示例打印以下内容：

0x804a044
0x804a044 

另请注意，我没有使用显式 em> 演员；相反，std::cout 被隐式转换为指针类型。

希望有帮助。

---

编写将数据插入到ostream但也可以与运算符<<链接的函数的正确方法是什么？

什么时候取决于你所说的链接是什么意思？显然，以下内容是行不通的（如上所述）：

std::cout << X << print(std::cout) << Y << Z; //unspecified behaviour!

无论您如何编写 print()。

然而，这是明确定义的：

print(std::cout) << X << Y << Z; //well-defined behaviour!

Answer 2

原因是 print() 函数将在语句的其余部分之前进行评估，并返回对 cout 的引用，然后将其实际打印为指针（cout << cout）。这种评估顺序实际上是未指定的行为，但似乎是您的编译器的情况。

至于定义一个流感知的“函数”，它实际上已经定义了具有相同功能的行为，这是可行的；

#include <iostream>

template <class charT, class traits>
  std::basic_ostream<charT,traits>& print ( std::basic_ostream<charT,traits>& os )
{
        os << " How are you?" << std::endl;
        return os;
}

int main() {
  std::cout << "Hello, world!" << print << std::endl;
}

另请参阅此答案，了解有关本例中“未指定”实际含义的更多详细信息。

Answer 3

十六进制输出

在 C++11 之前，类 std::ostream 具有到 void* 的转换函数。由于您的 print 函数返回 std::ostream&，因此在评估 std::cout << print(...) 时，返回的 std::ostream 左值将隐式转换为 void*，然后作为指针值输出。这就是为什么有十六进制输出。

从 C++11 开始，此转换函数被显式转换函数替换到bool，因此尝试输出 std::ostream 对象的格式不正确。

求值顺序

在 C++17 之前，重载运算符被视为函数调用来分析求值顺序，并且函数调用的不同参数的求值顺序是未指定的。因此，print 函数首先被求值也就不足为奇了，这会导致 How are you? 首先被输出。

从 C++17 开始，运算符 << 的操作数的求值顺序严格从左到右，重载运算符的操作数与内置运算符的操作数共享相同的求值顺序（请参阅此处了解更多详细信息）。因此，您的程序将始终获得输出（假设 print 返回能够输出的内容）

Hello, world! How are you?
something returned by print

LIVE示例

Answer 4

在你的声明中 std::cout << “你好世界！” <<打印（std::cout）<< std::endl 是否 std::cout << 是未定义的“Hello, world!”发生在 print( std::cout ) 之前或之后。这就是为什么顺序可能不是您所期望的。

十六进制值来自于您也在执行 std::cout << std::cout （print 返回 std::cout，它被馈送到 << 链中）。右侧的 std::cout 被转换为 void * 并打印到输出中。

Answer 5

这可以将 print 与 << 结合起来并控制顺序：

print( std::cout << "Hello, world!" ) << std::endl;

或者，如果您想要使用 << 调用的函数代码>，请参阅约阿希姆的回答。