为何打印无终止符char数组前刷新缓冲区可避免垃圾数据？

当直接打印无'\0'终止符的char数组时，会附带输出垃圾数据，以下是相关测试示例：

示例1：直接打印无终止符的char数组 #

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    char x [5] {'H','E','L','L','O'};
    cout << "Output : ";
    cout << x << endl;
    return 0;
}

输出结果：Output : HELLO@ 😃~

示例2：打印前先刷新输出缓冲区（刷新前有内容写入） #

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    char x [5] {'H','E','L','L','O'};
    cout << "Output : " << flush;
    cout << x << endl;
    return 0;
}

输出结果：Output : HELLO

示例3：打印前先刷新输出缓冲区（刷新前无内容写入） #

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    char x [5] {'H','E','L','L','O'};
    cout << flush;
    cout << x << endl;
    return 0;
}

输出结果：Output : HELLO}👶~

所有示例的char数组末尾均无'\0'终止符，按逻辑打印时应输出数组后续内存的垃圾数据，但刷新缓冲区的时机不同却出现了差异，核心疑问如下：

1. 为何刷新输出缓冲区会呈现不同表现？
2. 第三个示例已刷新缓冲区仍输出垃圾数据，它与第二个示例的本质差异是什么？

1. 刷新缓冲区出现不同表现的本质原因 #

C++中cout打印char数组时，会从数组起始地址持续读取字节，直到遇到'\0'终止符才停止。你的数组没有终止符，这种场景属于未定义行为——也就是说，任何输出结果都是符合标准的，包括看似“正常”的输出。

第二个示例中输出正常只是巧合：执行cout << "Output : " << flush;时，刷新操作会强制将缓冲区内容输出到终端，这个过程可能触发了程序内存布局的微小调整（比如缓冲区对应的内存块被回收、重新分配），恰好让数组x后续的内存中出现了'\0'，所以打印到HELLO就停止了。这种情况完全是随机的，更换编译器、操作系统甚至重启程序，结果都可能改变。

2. 第三个示例与第二个示例的核心差异 #

两者的本质区别在于刷新缓冲区前是否有内容写入缓冲区：

• 第二个示例中，"Output : "先被写入输出缓冲区，flush操作会清空并输出缓冲区内容，这个过程间接改变了内存状态，碰巧让数组x后面的内存被填充了'\0'，因此打印时没有垃圾数据。
• 第三个示例中，执行flush时缓冲区是空的，刷新操作不会对内存布局产生任何影响。数组x后续的内存依然是随机的垃圾数据，没有'\0'，所以打印会持续读取直到内存中某个随机的'\0'位置，最终出现垃圾内容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者RNAY