溢出 int 时 cin 的意外行为答案

【问题标题】：Unexpected behavior from cin when overflowing int溢出 int 时 cin 的意外行为
【发布时间】：2016-03-09 17:50:48
【问题描述】：

所有，我这里有一些我无法解释其行为的代码。它张贴在下面。我查看了Why does integer overflow cause errors with C++ iostreams?，但它并没有真正回答我的问题。

#include <iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;
int main()
{
    int x;
    scanf("%d", &x);
    cout << "Value of x = " << x << endl;
    cin >> x;
    cout << "Failure Detected = " << cin.fail() << endl;
    cout << "Value of x = " << x << endl;
    return 0;
}

所以，我期望这段代码做的是读入一个整数，打印出该整数的值，读入另一个整数（到同一个变量中），然后打印出该整数。如果我输入 7 和 2，那么它会按预期工作。但是，如果我为第一个和第二个输入输入 2^31（整数溢出），那么第一个输出将显示“x 的值 = -2147483648”，第二个输出将显示“x 的值 = 2147483647”。 cin.fail() 也将返回 true。 cin 对输入做了什么？我认为如果 cin.fail() 为真，则 x 的值应该不受影响。如果不受影响，我希望 x 的值会正常溢出（就像 scanf 一样）。这里的cin是怎么回事？为什么将值限制为整数最大值？

提前致谢！

【问题讨论】：

请不要因为显而易见而投反对票；这实际上非常微妙。

标签： c++ overflow cin

【解决方案1】：

在 C++98 中，输入失败时变量没有改变。如果您尝试输入未初始化的变量，这是一个缺点。

例如：

int a;
cin >> a;
cout << a;    // UB if input failed!

在以后的标准中，当输入超出该范围时，变量将设置为可能的最大值或最小值。

对于operator>>(int& val)，标准说 [istream.formatted.arithmetic]：

转换就像由以下代码片段执行（使用与 for 前面的代码片段）：

typedef num_get<charT,istreambuf_iterator<charT,traits> > numget;
iostate err = ios_base::goodbit;
long lval;
use_facet<numget>(loc).get(*this, 0, *this, err, lval);
if (lval < numeric_limits<int>::min()) {
  err |= ios_base::failbit;
  val = numeric_limits<int>::min();
} else if (numeric_limits<int>::max() < lval) {
  err |= ios_base::failbit;
  val = numeric_limits<int>::max();
} else
  val = static_cast<int>(lval);
setstate(err);

【讨论】：

“标准变量将设置为可能的最大值或最小值”。标准是否规定了这一点？如果是这样，那么我的回答是不准确的。
查了一下。你是对的。赞成（并为基本上窃取您的答案而道歉）。

【解决方案2】：

您的 scanf：在 C++ 中溢出有符号整数类型的行为是未定义。推测幕后发生的事情是毫无意义的。 “正常溢出”尤其没有意义。
您的cin：在 C++03 之前，如果无法容纳输入，x 将不会被更改。因此，后续 cout 的行为将是 undefined，因为您将读回未初始化的变量。从 C++03 开始，如果超出其范围，x 的最大值（或最小值）将被限制（或下限）。这就是您的第二种情况。

【讨论】：