溢出 int 时 cin 的意外行为

Question

所有，我这里有一些代码我无法解释其行为。下面发布了。我查看了为什么整数溢出会导致 C++ iostreams 错误？，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;
}

因此，我希望这段代码要做的是读入一个整数，打印出该整数的值，读入另一个整数（进入同一个变量），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都输入 2^31（int 溢出 1），则第一个输出将显示“Value of x = -2147483648”，第二个输出将显示“Value of x = 2147483647”。cin.fail() 也会返回 true。cin 对输入做了什么？我认为如果 cin.fail() 为 true，则 x 的值应该不受影响。如果不受影响，我预计 x 的值会正常溢出（就像 scanf 那样）。cin 这是怎么回事？为什么它将值限制在整数最大值？

提前致谢！

Answer 1

在 C++98 中，当输入失败时，变量保持不变。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!

在后来的标准中，当输入超出该范围时，变量将被设置为可能的最大或最小值。

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

转换的发生就像由以下代码片段执行一样（使用与前面的代码片段相同的表示法）：

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);