认清Linux中标准输入和标准输出的双重含义

按照惯例，UNIX系统shell使用文件描述符0与进程的标准输入（一般是键盘）相关联，文件描述符1与标准输出（一般是显示器）相关联，文件描述符2与标准出错输出（一般是显示器）相关联。

在依从POSIX的应用程序中，幻数0、1、2应当替换成符号常量STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO。这些常量都定义在头文件<unistd.h>中。

一般在教材中不会明确区分，但是我们应注意到标准输入有两层含义：一是指STDIN_FILENO（惯例指定的标准输入设备描述符）；另一层含义则是指标准输入设备（如键盘）。同样，标准输出也有两层含义：一是指STDOUT_FILENO（惯例指定的标准输出设备描述符）；另一层含义则是指标准输出设备（如显示器）。

scanf函数从标准输入读取内容，我们通常会认为是从键盘读取的。printf函数把内容输出到标准输出，我们通常认为是输出到显示器上。这并没有问题，但前提是“在通常情况下”。

精确地说，scanf函数是从文件描述符STDIN_FILENO（0）所关联的文件中读取，而prinf函数则是输出到文件描述符STDOUT_FILENO（1）所关联的文件中。

如果STDIN_FILENO关联的文件不是键盘，那么scanf就不会从键盘读取内容，同理，如果STDOUT_FILENO关联的文件不是显示器，那么printf也不会将内容输出到显示器。

举例说明（不深究此程序片段意义如何，只为说明上面的叙述而用）：

...
int fd[2];
int pid;

pipe(fd);

if((pid = fork()) < 0)
{
    perror("fork");
    exit(1);
}
else if(pid == 0)     /* 子进程 */
{
    close(fd[0]);
    dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
    ...
}
else                 /* 父进程 */
{
    close(fd[1]);
    dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
    ...
}

子进程中，如果在dup2(fd[1], STDOUT_FILENO); 语句后调用printf函数，那么内容并不会输出到显示器，而是写入了管道中。

父进程中，如果在dup2(fd[0], STDIN_FILENO); 语句后调用scanf函数，那么不会从键盘读取内容，而是从管道中读取。

清楚地了解标准输入和标准输出在特定上下文中的确切含义，有时可以避免不必要的困扰。