Как работает std :: cout?

Question

std::cout объект объявлен в файле iostream заголовка, как

namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default) 
{ 
... 
extern ostream cout; 
... 
} 

Теперь я опуская префикс std::.

Итак, насколько я понимаю, cout является «просто» объектом типа ostream. Я начал задаваться вопросом, почему материал печатается на экран с cout, а не с другими объектами ostream, поэтому я попытался создать объект типа ostream, но компилятор мне не позволил. На самом деле, ostream - это просто псевдоним для basic_ostream<char>, и конструктор по умолчанию для этого типа защищен. Хорошо, подумал я. Но потом я подумал: почему для начала начинается декларация cout? Почему это не вызывает ошибку компилятора?

Я снова попытался объявить ostream с ключевым словом extern, такие как

extern ostream os; 
os << "Will you compile?\n"; 

и на этот раз я получил неопределенную ссылочную ошибку зева. Тогда вопрос просто переходит к следующему: есть ли «определение» cout где-то еще? Если да, то где?

Я не могу обдумать это. Я знаю, что по производительности и соображениям безопасности стандартный заголовок написан неким «загадочным» способом, который не всегда легко читать, если вы полностью и полностью не овладеете языком (чего я, вероятно, не вижу), но я, Мне нравится понимать этот бит.

Спасибо.

Answer 1

Я начал задаваться вопросом, почему материал печатается на экране с соиЬ, а не с другими объектами ostream,

Поскольку std::cout использует буфер потока, который связан с stdout устройством.

поэтому я попытался создать объект типа ostream, но компилятор мне не позволил. На самом деле, ostream - это просто псевдоним для basic_ostream, и конструктор по умолчанию для этого типа защищен. Хорошо, подумал я. Но потом я подумал: почему начинается декларация cout legal? Почему это не вызывает ошибку компилятора?

Потому что это объявление, а не определение, поэтому он не вызывает никакого конструктора. Может быть, вы должны прочитать о том, что означает extern.

Объявление с extern просто говорит, что в программе есть объект, определенный в программе, который имеет тип ostream и называется cout. Поскольку вы действительно не давали такого определения, вы получаете ошибки компоновщика.

приблизительно имитировать std::cout вы могли бы сделать это в некотором .cpp файле:

namespace { 
    std::ofstream fake_cout("/dev/stdout"); 
} 
std::ostream cout(fake_cout.rdbuf()); 

Это создает fstream, который пишет /dev/stdout затем связывает ostream под названием cout с его потоком буфера.

Это не хорошая симуляция реального std::cout, потому что она не гарантирует, что поток инициализирован, прежде чем любые другие глобальные переменные попытаются использовать его, что делает реальный.

Answer 2

есть определение «cout» в другом месте? Если да, то где?

Да, в реализации libstdC++ стандартной библиотеки C++ есть определение cout. Это определение не выполняется так, как это принято в стандартном C++. Это нормально, потому что реализация стандартной библиотеки C++ не должна быть написана на стандартном C++, ее нужно просто написать так, как понимает остальная часть реализации.