为什么 stringstream 将其内容与 char 数组和 cout 结合起来？

Question

在这个最小的例子中，字符串流的输入和以前使用的 cout 的内容之间存在奇怪的混乱：

在线 gdb： https://onlinegdb.com/itO69QGAE

代码：

#include <string>
#include <iostream>
#include <sstream>

using namespace std;

const char sepa[] = {':', ' '};
const char crlf[] = {'\r', '\n'};


int main()
{
    cout<<"Hello World"  << endl;

    stringstream s;
    
    string test1 = "test_01";
    string test2 = "test_02";


    s << test1;
    cout << s.str() << endl;
    // works as expected
    // excpecting: "test_01"
    // output: "test_01"
    
    s << sepa;
    cout << s.str() << endl;
    // messing up with previous cout output
    // expecting: "test_01: "
    // output: "test_01: \nHello World"
    
    s << test2;
    cout << s.str() << endl;
    // s seems to be polluted
    // expecting: "test_01: test_02"
    // output:  "test_01: \nHello Worldtest_02"
    
    s << crlf;
    cout << s.str() << endl;
    // once again messing up with the cout content
    // expecting: "test_01: test_02\r\n"
    // output: "test_01: Hello Worldtest_02\r\nHello World"

    return 0;
}

所以我想知道为什么会这样？

因为它仅在将 char 数组推入字符串流时发生，所以很可能与此有关……但根据参考，字符串流的“

除此之外，stringstream 和 cout 之间似乎存在（？隐藏的，或者至少不明显的？）关系。那么为什么内容会污染到字符串流中呢？

在这个例子中是否有任何错误/愚蠢的用法或者狗被埋在哪里（-> 德语成语 :P ）？

最好的问候和感谢 达米安

附：我的问题不是关于“解决”这个问题，比如使用字符串而不是 char 数组（这将起作用）......它是关于理解内部机制以及为什么这实际上会发生，因为对我来说这只是一个意想不到的行为。

Answer 1

std::stringstream::str() 函数在对operator<<（或其他输出函数）的所有先前调用中返回一个字符串，其中包含之前写入的所有字符到流中。但是，您似乎希望只返回最后一个输出操作 - 事实并非如此。

这类似于例如std::cout 有效：每次调用 std::cout << 都会将字符串附加到标准输出；它不会清除控制台的屏幕。

要实现您想要的，您要么每次都需要使用单独的std::stringstream 实例：

std::stringstream s1;
s1 << test1;
std::cout << s1.str() << std::endl;

std::stringstream s2;
s2 << sepa;
std::cout << s2.str() << std::endl;

或者更好的是，使用str() 函数的单参数重载清除std::stringstream 的内容：

std::stringstream s;

s << test1;
std::cout << s.str() << std::endl;

// reset the contents of s to an empty string
s.str(""); 
s << sepa;
std::cout << s.str() << std::endl;

s.str("") 调用有效地丢弃了之前写入流中的所有字符。 请注意，即使 std::stringstream 包含一个看起来更好的候选函数 clear() ，它也不类似于例如std::string::clear() 或 std::vector::clear() 不会产生您的情况所需的效果。

Answer 2

我又来了，

感谢“一些程序员老兄”的评论，我想我明白了：

由于没有与两个 char 数组相关的（null-）终止符号，似乎 stringstream-<<-operator 插入，直到它偶然发现一个空终止符 '\0'。

要么用\0-symbol（例如const char sepa[] = {':', ' ', '\0'}）扩展两个数组，要么用例如终止长度。 s << string(sepa,2) 将执行预期的输出。

在上述特定情况下，数据似乎在内存中对齐，因此下一个空终止符将在cout << "Hello World"-语句中找到。由于无法保证这种对齐方式，当终止缺失时，这实际上会导致未定义的行为。

所以还有两个额外的“终止”数组，例如 const char sepa[] = {':', ' '}; char[] end_of_sepa = {'\0'}; 在提到的数组之后声明将导致预期的输出，即使其余部分保持不变...但这可能无法保证，并且取决于内存中的内部表示。

附：如前所述，这个问题不是关于修复而是理解。因此，请随时确认或更正我的假设。

编辑：更正了粗体代码部分。