为什么写入标准输入有效？

Question

我写到标准输入，它出现在屏幕上（0个标准输入，1个标准输出，2个标准错误

const int SIZE=12;

int main()
{
    int fd = open("input.txt", O_RDWR);
    char buffer[SIZE] = "Hello world";
    write(fd, buffer, SIZE - 1);

    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    char mem[SIZE];
    read(fd, mem, SIZE - 1);
    mem[SIZE] = '\0';

    write(0, mem, SIZE - 1);
    printf("\n");
    write(1, mem, SIZE - 1);
    printf("\n");
    write(2, mem, SIZE - 1);
    printf("\n");

    return 0;
}

输出：

Hello world
Hello world
Hello world

这是如何工作的？标准输入不连接键盘吗？

谢谢。

Answer 1

我无法在 Windows 7 上使用 Cygwin 重新创建。 这是我的程序：

#include <cstdio>

int main(void)
{
    static const char   text_hello[] = "Hello fwrite to stdin.\n";
    fprintf(stdin, "This is from stdin.\n");
    fwrite(text_hello, 1, sizeof(text_hello) - 1, stdin);

    return 0;
}

使用 g++ 版本 4.9.2。 我没有在控制台窗口上显示任何内容。

Answer 2

stdin 和stdout 经常——至少在 Linux 系统上——指的是文件系统中的同一个实体，一个单独的设备文件，比如/dev/tty2。这些“文件”由特定驱动程序生成，该驱动程序会收到有关该文件的任何操作的通知。

当您从中读取时，驱动程序会访问（以某种方式，可能通过多个其他驱动程序）您坐在前面的键盘，并返回您键入的任何内容（由中间的软件层过滤）作为文件。

当你在写的时候，驱动程序知道它需要采取不同的行动，并通过驱动程序/显示服务器/终端模拟器的软件堆栈引导你的数据，最终将它显示给你。

因此，当您写入stdin 时，驱动程序所看到的只是您写入其设备文件，这意味着它应该显示您写入的内容。

---

也就是说这绝对不是一种可移植的行为，所以不要指望这会发生在不同的平台上。

Answer 3

UNIX 机器最初有控制台，通常通过串行电缆连接。就操作系统而言，远程屏幕和键盘是一个设备，即“控制台”，通过单个链接连接。

这种设计仍然反映在几乎所有操作系统中。想象一下，如果它以不同的方式工作，那将是多么疯狂。假设您运行两个 Windows 控制台应用程序。他们应该共享相同的键盘和屏幕连接吗？或者他们应该有自己的控制台窗口，有一个逻辑输入流和一个逻辑输出流？

当您按键盘上的退格键纠正错误时，应该备份键盘 还是屏幕？它们必须是相同的设备。

Answer 4

在我看来，一旦你有了 fd，你就可以用它做任何你想做的事情。 stdin、stdout 和 stderr 是在 stdio.h 中声明的 const 指针，因此您无需手动打开它们，但您可以“滥用”它们并写入其中一个并从另一个读取。

确实，有些系统标准输入直接连接到键盘，如下所述：http://www.cplusplus.com/reference/cstdio/stdin/

更多信息：http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/functions/stdin.html