c++ - 为什么 stdin 和 stdout 看起来可以互换？

Question

我知道 stdin 和 stdout(至少在 UNIX 的说法中)是流缓冲区，stdout 用于从程序输出到控制台(或者然后由 shell 等通过管道传输)，而 stdin 是用于程序的标准输入..

那么，至少在 macOS 上，为什么它们可以互换使用(stdout 和 stdin，反之亦然？

例子:

1. 如果您运行 cat/dev/stdin 然后输入一些内容，它会回显。以 cat/dev/stdout 运行命令会做同样的事情。

2. 同样，echo "Hey There">/dev/stdout 和 echo "Hey There">/dev/stdin 都输出 'Hey There'到终端。

3. 它也适用于 C++:

例子:

#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;
}

出现提示时，输入一个单词，然后按 EOF (Ctrl+D) 即可正常工作。

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终端设备，例如 /dev/tty(实际设备名称因操作系统而异)。

终端设备是一个读/写设备。从终端设备读取读取终端输入。写入终端设备会在终端上生成输出。

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。

可以将其视为单个双向管道，dup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

因此，对于这个过程，文件描述符 0 和 1 连接到 /dev/pts/1，这是同一个伪终端设备。无论您是从文件描述符 0 还是文件描述符 1 读取，您最终都会从相同的底层 /dev 设备读取，因此您使用哪个实际文件描述符没有区别。

当然，这取决于操作系统。其他基于 POSIX 的操作系统可能会以其他方式实现其标准输入和输出，您实际上无法写入标准输入并从标准输出读取。