C++20及更高版本用cout打印Unicode字符串编译报错的原因及解决

问题场景 #

使用Visual C++ 2022 17.4.4版本，将C标准设置为C20及以上时，运行以下代码出现编译错误：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
  cout << u8"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n";
  return 0;
}

编译错误信息 #

1>C:\projects\cpp\test\test.cpp(7,8): error C2280: 'std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &std::operator <<<std::char_traits<char>>(std::basic_ostream<char,std::char_traits<char>> &,const char8_t *)': attempting to reference a deleted function
1>C:\projects\cpp\test\test.cpp(7,8): error C2088: '<<': illegal for class

使用u（UTF-16）和U（UTF-32）字符串字面量时也会触发相同错误，但将标准切换为C17或C14时可正常编译。

错误原因 #

C++20标准正式引入char8_t作为UTF-8字符的专属类型，同时对标准库做了以下关键调整：

1. u8字符串字面量的类型从C++17及更早的const char*改为const char8_t*；
2. std::ostream（即cout，基于char类型）的operator<<重载中，针对char8_t*、char16_t*、char32_t*的版本被标记为删除函数。

这一设计的核心目的是避免隐式编码转换导致的乱码或未定义行为——cout默认处理的是窄字符（通常对应系统本地编码），直接输出UTF-8/16/32字符串可能因编码不匹配出现不可预期的错误。

正确的打印方式 #

1. 输出UTF-8字符串（u8字面量） #

可以通过两种方式输出：

• 直接调用cout.write输出字节序列，跳过类型检查：

#include <iostream>
#include <string_view>

using namespace std;

int main()
{
    const char8_t* str = u8"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n";
    cout.write(reinterpret_cast<const char*>(str), string_view(str).size());
    return 0;
}

• 强制转换为const char*（需确保输出环境支持UTF-8编码，比如Windows控制台需先设置编码）：

#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main()
{
    SetConsoleOutputCP(CP_UTF8); // Windows平台设置控制台为UTF-8编码
    cout << reinterpret_cast<const char*>(u8"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n");
    return 0;
}

2. 输出UTF-16/UTF-32字符串（u/U字面量） #

• 使用对应编码的宽字符输出流std::wcout，并设置控制台编码（Windows平台）：

#include <iostream>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main()
{
    SetConsoleOutputCP(CP_UTF16); // Windows平台设置控制台为UTF-16编码
    wcout << u"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n";
    return 0;
}

• 转换为UTF-8后通过cout输出，可借助C++20的std::codecvt或第三方库（如ICU）完成编码转换。

3. 使用C++20的std::print（推荐） #

C++20引入的std::print可以直接处理所有Unicode字符串字面量，无需手动转换，且自动适配输出环境：

#include <print>

int main()
{
    std::print(u8"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n");
    std::print(u"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n");
    std::print(U"The official vowels in Danish are: a, e, i, o, u, \u00E6, \u00F8, \u00E5 and y.\n");
    return 0;
}

注意：Visual C++ 2022 17.4及以上版本已支持std::print，需确保启用C++20及以上标准。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bobeff