Сначала немного информации из мира С.

При запуске приложения (речь идёт о POSIX) вместе с ним открывается 3 файловых дескритоптора:

• 0 - ассоциирован со стандартным вводом (stdin)
• 1 - ассоциирован со стандартным выводом (stdout)
• 2 - ассоциирован со стандартным выводом в поток ошибок (stderr)

В стандартной библиотеки Си используется FILE*-based буфферизируемый доступ к файлам и терминалу. В stdio.h объявлены следующие глобальные символы, которые отражают стандартные потоки ввода вывода:

• stdin
• stdout
• stderr

Соответственно их свободно можно использовать вместе с семейством функций fread()/fprintf(), обеспечивая буфферизированный доступ.

Сами файловые дескрипторы POSIX объявляет через макросы в unistd.h:

• STDIN_FILENO
• STDOUT_FILENO
• STDERR_FILENO

Соответственно их свободно можно использовать со всем семейством функций read(), write() и, даже, select()/epoll() и fcntl() (например, при помощи fcntl(O_NONBLOCK)+select+read можно реализовать аналог [getch()](http://www.codenet.ru/progr/cpp/spr/175.php) из старого доброго Borland C++). Доступ через эти функции не буфферизирован.

Доступ к одному потоку разными механизмами в одной программе лучше не осуществлять: буферизация это уровень библиотеки C и внутреннего устройства FILE. write() или read() ближе к системным вызовам и ничего про это знать не обязаны. Как результат можете получить перемешивание текста даже в однопоточном приложении. Это не отменяет того файла, что сам fwrite() может, в конце концов, вызвать write().

На этом экскурс закончим и вернёмся в C++.

В C++ для работы с потоками служит библиотека [iostream](http://www.cplusplus.com/reference/istream/iostream/). Причём доступ к конкретному стриму может быть как буфферизируемым так и не буфферизируемым (зависит от потребностей).

Библиотека декларирует объекты, связанные со стандартными потоками:

• std::cin - стандартный ввод
• std::cout - стандартный вывод
• std::cerr - стандартный вывод ошибок и
• std::clog - для логирования

Про std::cin особо гооврить (пока?) не будем - он один, в своём роде. А вот про оставшиеся три стоит.

Итак, начнём с std::cout и std::cerr. В C++ они, помимо того, что связаны с разными дескрипторами, несколько отличаются поведением:

• std::cout - буферизируемый
• std::cerr - не буферизируемый

Такое отличие явственно следует из семантики использования: ошибку нужно увидеть сразу без ожидания каких-то дополнительных действий со стороны программиста типа std::flush или std::endl (он, кстати, делает и flush, поэтому, для большей производительности строки в нормальном выводе стоит заканчивать ‘
n’, а не std::endl).

Ок, а что за std::clog? А это всего-лишь std::cerr + буферизация. И снова, семантика использования проста: диагностика может чуть и подождать, что бы не понижать производительность вывода, но смешиваться с нормальным выводом не есть хорошо, мы, ведь, можем использовать приложения в пайпе и, желательно, разделить диагностику и ошибки от обычного вывода.

Собственно, немного обобщая:

• std::cout - используется для обычного вывода результатов работы программы на экран, эти данные могут быть переданы дальше по пайпу для обработки.
• std::cerr - вывод сообщений об ошибке в обработке, что бы не подмешивались в основной поток и не ломали логику работы других программ в пайпе. При этом сообщение выводим максимально скоро.
• std::clog - используем для разного рода диагностических сообщений, но когда использование std::cerr замедляет вывод из-за более частого дёргания системных вызовов, при этом, не подмешиваемся в основной поток и не мешаем работе других приложений в пайплайне.

Хорошим тоном, так же, является вывод справки по программе в std::cout, если вызвано с параметрами -h|--help - тогда её удобно смотреть в, например, less без дополнительных телодвижений, а вот справку по опциям, в случае неправильной установки какого-то параметра (или пропуска обязательного), лучше выводить (тут особой разницы не вижу) в std::cerr или std::clog.

И, на последок, лекция по поводу тормозов iostream и вообще, а как оно там внутри устроено:

• https://events.yandex.ru/lib/talks/3309/ - просмотр строго рекомендован.