为什么cout在此代码段中显示“ 2 + 3 = 15”？

为什么下面程序的输出是什么？

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){

    cout << "2+3 = " <<
    cout << 2 + 3 << endl;
}

产生

2+3 = 15

而不是预期的

2+3 = 5

这个问题已经经历了多个关闭/重新打开周期。

在结束投票之前，请考虑一下有关此问题的元讨论。

无论是有意还是无意，您都<<在第一个输出行的末尾，可能是您想要的;。所以你基本上有

cout << "2+3 = ";  // this, of course, prints "2+3 = "
cout << cout;      // this prints "1"
cout << 2 + 3;     // this prints "5"
cout << endl;      // this finishes the line

因此，问题归结为：为什么cout << cout;打印"1"？

事实证明，这可能是微妙的。std::cout通过其基类std::basic_ios，提供了某种类型转换运算符，该运算符打算在布尔上下文中使用，例如

while (cout) { PrintSomething(cout); }

这是一个非常糟糕的示例，因为很难使输出失败-但std::basic_ios实际上它是输入流和输出流的基类，对于输入而言，它更有意义：

int value;
while (cin >> value) { DoSomethingWith(value); }

（在流的末尾或当流字符未形成有效整数时退出循环）。

现在，在标准的C ++ 03和C ++ 11版本之间，此转换运算符的确切定义已更改。在旧版本中，它operator void*() const;（通常实现为return fail() ? NULL : this;），而在较新版本中，它explicit operator bool() const;（通常实现为return !fail();）。两种声明都可以在布尔上下文中正常工作，但是当（错误）在此类上下文之外使用时，它们的行为会有所不同。

特别是，在C ++ 03规则下，cout << cout将被解释为cout << cout.operator void*()并打印一些地址。在C ++ 11规则下，cout << cout根本不应该编译，因为已声明运算符explicit，因此不能参与隐式转换。实际上，这是进行更改的主要动机-防止不必要的代码编译。符合这两个标准的编译器都不会生成可打印的程序"1"。

显然，某些C ++实现允许混合并匹配编译器和库，从而产生不一致的结果（引用@StephanLechner：“我在xcode中发现了一个设置，该设置产生1，而另一个设置产生一个地址：语言方言c ++ 98与“标准库libc ++（具有c ++ 11支持的LLVM标准库）”组合产生1，而c ++ 98与libstdc（gnu c ++标准库）组合产生一个地址；”）。您可以将C ++ 03样式的编译器explicit与转换定义为的C ++ 11样式库结合使用，该编译器无法理解转换运算符（C ++ 11中的新增功能）operator bool()。通过这种混合，有可能cout << cout被解释为cout << cout.operator bool()，而后者又简单地是cout << trueprint "1"。

正如Igor所说，您可以通过C ++ 11库获得此代码，该库std::basic_ios使用operator bool代替operator void*，但是不声明（或视为）explicit。请参阅此处以获取正确的声明。

例如，一个合格的C ++ 11编译器将给出相同的结果，

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "2+3 = " << 
    static_cast<bool>(cout) << 2 + 3 << endl;
}

但在您的情况下，static_cast<bool>（错误地）允许将其作为隐式转换。

编辑：由于这不是正常现象或预期行为，因此了解您的平台，编译器版本等可能会很有用。

编辑2：作为参考，该代码通常写为

    cout << "2+3 = "
         << 2 + 3 << endl;

或作为

    cout << "2+3 = ";
    cout << 2 + 3 << endl;

并且将两种样式混合在一起，从而暴露了该错误。

出现意外输出的原因是拼写错误。你可能是说

cout << "2+3 = "
     << 2 + 3 << endl;

如果我们忽略具有预期输出的字符串，则将剩下：

cout << cout;

从C ++ 11开始，这是错误的形式。std::cout不能隐式转换为任何std::basic_ostream<char>::operator<<可接受的值（或非成员重载）。因此，符合标准的编译器至少必须警告您这样做。我的编译器拒绝编译您的程序。

std::cout可以转换为bool，并且流输入运算符的布尔重载将具有观察到的输出1。但是，该重载是显式的，因此它不应允许隐式转换。看来您的编译器/标准库的实现并不严格符合标准。

在C ++ 11之前的标准中，这格式很好。那时std::cout有一个隐式转换运算符，void*其中有一个流输入运算符重载。但是，输出结果会有所不同。它会打印std::cout对象的内存地址。

所发布的代码不应针对任何C ++ 11（或更高版本的兼容编译器）进行编译，但即使在C ++ 11之前的实现上也没有警告，也应进行编译。

区别在于C ++ 11明确地将流转换为布尔值：

C.2.15第27条：输入/输出库[diff.cpp03.input.output] 27.7.2.1.3、27.7.3.4、27.5.5.4

更改：在现有的布尔转换运算符中指定显式的使用
理由：阐明意图，避免变通办法。
对原始功能的影响：依赖于隐式布尔转换的有效C ++ 2003代码将无法使用此国际标准进行编译。此类转换在以下情况下发生：

• 将值传递给带有bool类型参数的函数；
  ...

ostream运算符<<是使用bool参数定义的。在C ++ 11之前，由于存在向布尔转换（但不是明确的）的cout << cout转换，因此转换为cout << true1。

并且根据C.2.15，此代码不应再从C ++ 11开始编译。

您可以通过这种方式轻松调试代码。使用时cout输出时，将对其进行缓冲，因此您可以像这样进行分析：

想象一下第一次出现cout代表缓冲区，而运算符<<代表附加到缓冲区末尾。<<在您的情况下，运算符的结果是输出流cout。您从以下位置开始：

cout << "2+3 = " << cout << 2 + 3 << endl;

应用上述规则后，您将获得以下一系列操作：

buffer.append("2+3 = ").append(cout).append(2 + 3).append(endl);

正如我之前所说，结果buffer.append()是缓冲。首先，您的缓冲区为空，您需要执行以下语句：

声明： buffer.append("2+3 = ").append(cout).append(2 + 3).append(endl);

缓冲： empty

首先，您需要buffer.append("2+3 = ")将给定的字符串直接放入缓冲区并变为buffer。现在，您的状态如下所示：

声明： buffer.append(cout).append(2 + 3).append(endl);

缓冲： 2+3 = 

之后，您继续分析您的语句，然后遇到cout作为参数追加到缓冲区末尾的情况。将cout被视为1这样你将追加1到你的缓冲区的末尾。现在您处于这种状态：

声明： buffer.append(2 + 3).append(endl);

缓冲： 2+3 = 1

缓冲区中的下一件事是2 + 3，由于加法的优先级高于输出运算符，因此您将首先将这两个数字相加，然后将结果放入缓冲区。之后，您得到：

声明： buffer.append(endl);

缓冲： 2+3 = 15

最后，将值of添加endl到缓冲区的末尾，您将拥有：

声明：

缓冲： 2+3 = 15\n

在此过程之后，缓冲区中的字符会从缓冲区中一张一张地打印到标准输出中。因此，代码的结果是2+3 = 15。如果您查看此内容1，则cout可以尝试打印其他内容。通过<< cout从语句中删除，您将获得所需的输出。