C/C++中cout和printf的运行机制

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分类专栏： C/C++

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本文探讨了C/C++编程中cout和printf的运行机制。以一个实例为切入点，说明cout是如何从右到左读入缓冲区，然后从左到右输出的。通过理解这一机制，开发者可以更好地掌握这两种输出方式的使用。

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在进行分析之前先看一个例子：

例子1：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;

static int x=3;
int foo1()
{
   x+=2;
   cout<<"the first value of x is:"<<x<<endl;
   return x;
}
int foo2()
{
   x+=2;
   cout<<"the second value of x is:"<<x<<endl;
   return x;
}
 
int main()
{
   int i = 0;
   cout<<"cout the value: "<<"i="<<i<<' '<<"i++="<<i++<<' '<<"i--="<<i--<<endl;
   printf("printf the value: i= %d, i++= %d, i--= %d\n",i,i++,i--);
   cout<<"the case 1: "<<endl;
   cout<<"the value of foo1: "<<foo1()<<endl;
   cout<<"the value of foo2: "<<foo2()<<endl;
   
   return 0;
}

例子2：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;

static int x=3;
int foo1()
{
   x+=2;
   cout<<"the first value of x is:"<<x<<endl;
   return x;
}
int foo2()
{
   x+=2;
   cout<<"the second value of x is:"<<x<<endl;
   return x;
}
 
int main()
{
   int i = 0;
   cout<<"cout the value: "<<"i="<<i<<' '<<"i++="<<i++<<' '<<"i--="<<i--<<endl;
   printf("printf the value: i= %d, i++= %d, i--= %d\n",i,i++,i--);
   
   cout<<"the case 2:"<<endl;
   cout<<"\t the value of foo1: "<<foo1()<<"\t"<<"the value of foo2: "<<foo2()<<endl;

   return 0;
}

观察例子1和例子2，唯一的不同就是cout输出foo1和foo2的值；这两个例子体现了cout和printf输出的运行机制，首先先看下这两个例子的输出：

//例子1输出：
/*
cout the value: i=0 i++=-1 i--=0
printf the value: i= 0, i++= -1, i--= 0
the case 1:
the first value of x is:5
the value of foo1: 5
the second value of x is:7
the value of foo2: 7
*/

//例子2输出：
/*
cout the value: i=0 i++=-1 i--=0
printf the value: i= 0, i++= -1, i--= 0
the case 2:
the second value of x is: 5
the first value of x is: 7
the value of foo1: 7	the value of foo2: 5
*/

/*
从两个例子的输出可以看出foo1和foo2输出不同，下面将对cout和printf的输出机制进行分析，进行解释printf和cout的输出问题。
*/

在c/c++中，cout和printf的机制是先从右往左读入缓冲区，然后再从左往右输出；

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 6;
   int c =5;
  
   cout<<"a= "<<a<<' '<<"b= "<<b<<' '<<"c= "<<c<<endl;
   return 0;
}

//cout和printf是先从右往左读入缓冲区，然后再从左往右输出；
/*
buffer:| 5 | 6 | 7 | 即依次把c=5,b=6,a=7压入缓冲区
output:| 7 | 6 | 5 | 即依次输出a=7,b=6,c=5;
*/

有了对cout和printf输出机制的了解，我们就可以分析上面例子的输出的结果：

//注：x是static变量，初始值x=3；
 int i = 0;
   cout<<"cout the value: "<<"i="<<i<<' '<<"i++="<<i++<<' '<<"i--="<<i--<<endl;
/*上面输出cout the value: i=0 i++=-1 i--=0；
因为从右到左依次压入缓冲区，最右边的i=0压入缓冲区，再进行i--，则i=-1；继续把i=-1压入缓冲区，再进行i++，此时i=0；最后把i=0压入缓冲区；则此时缓冲区的值为buffer:| 0 | -1 | 0 |;
输出时从左到右依次是0，-1,0；
*/
   printf("printf the value: i= %d, i++= %d, i--= %d\n",i,i++,i--);
/*上面输出printf the value: i=0 i++=-1 i--=0；
因为从右到左依次压入缓冲区，最右边的i=0压入缓冲区，再进行i--，则i=-1；继续把i=-1压入缓冲区，再进行i++，此时i=0；最后把i=0压入缓冲区；则此时缓冲区的值为buffer:| 0 | -1 | 0 |;
输出时从左到右依次输出i,i++,i--是0，-1,0；
因此cout和printf的运行机制是一样的
*/
   cout<<"the case 1: "<<endl;
   cout<<"the value of foo1: "<<foo1()<<endl;
/*上面语句cout<<"the value of foo1: "<<foo1()<<endl;首先调用foo1()函数，在foo1()函数中，先进行x+=2，即x=5；然后执行cout<<"the first value of x is: "<<endl;即在屏幕打印the first value of x is:5；继而执行return x；返回值为5，所以cout<<"the value of foo1: "<<foo1()输出the value of foo1: 5;
*/

   cout<<"the value of foo2: "<<foo2()<<endl;
/*上面语句cout<<"the value of foo2: "<<foo2()<<endl;首先调用foo2()函数，在foo2()函数中，先进行x+=2，即x=7；然后执行cout<<"the second value of x is: "<<endl;即在屏幕打印the second value of x is:7；继而执行return x；返回值为7，所以cout<<"the value of foo2: "<<foo2()输出the value of foo2: 7;
*/

//下面分析case 2
cout<<"the case 2:"<<endl;
   cout<<"\t the value of foo1: "<<foo1()<<"\t"<<"the value of foo2: "<<foo2()<<endl;
/*
    上面语句首先调用foo2()函数，再调用foo1()函数；在foo2()函数中，先进行x+=2，即x=5；然后执行cout<<"the second value of x is: "<<endl;即在屏幕打印the second value of x is:5；继而执行return x；返回值为5，cout时把foo2()函数的返回值5压入缓冲区；
    进而调用foo1()函数，在foo1()函数中，先进行x+=2，即x=7；然后执行cout<<"the first value of x is: "<<endl;即在屏幕打印the first value of x is:7；继而执行return x；返回值为7，cout时把foo1()函数的返回值7压入缓冲区；
此时缓冲区的值buffer：| 5 | 7 |；则从左到右依次输出foo1,foo2的值为7,5
*/

最后给出一个例子：

#include <iostream>
using namespace std;

int foo()
{
   static int x =3;
   x+=2;
   cout<<"the value of x is:"<<x<<endl;
   return x;
}
 
int main()
{
   cout<<"the value of foo: "<<foo()<<"\t"<<foo()<<endl;
   return 0;
}
/*
output:

the value of x is:5
the value of x is:7
the value of foo: 7	5
*/