输入失败状态

当 cin 读取到的东西和它所期望的不符合时，就会进入失败状态。比如这些操作：

一、期望读取一个整数，却没有输入整数：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n;
    cin >> n;
}

¶Hello!↵

类似地，期望读取一个浮点数，却没有输入浮点数也会进入失败状态。

二、读取到了长度过长的字符串：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char a[10]{};
    cin.getline(a, 10);
}

¶Hello! I am really really longer than the limit.↵

当发生这种现象的时候，就会导致输入失败。输入失败会导致接下来的任何输入语句都会跳过执行，如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n{42};
    cin >> n; // 这里不输入整数时就会发生失败
    int m{42};
    cin >> m; // 若输入 n 时发生失败，则此行输入被跳过
    cout << m;
}

¶Hello! 66↵
42

判断是否失败

那如何判断 cin 是否处于失败状态呢？你可以使用 cin.fail() 这个函数来得知。它是一个接收无参数、返回布尔类型的函数，指明 cin 是否失败。比如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n{42};
    cin >> n;
    if (cin.fail())
        cout << "cin failed." << endl;
    else
        cout << "OK." << endl;
}

¶Hello!↵
cin failed.

¶56↵
OK.

清除失败状态（选读）

正如前文所述，当 cin 处于失败状态时，拒绝接下来的任何输入语句。因此我们需要清除这个输入失败状态，方法是调用 cin.clear() 这个函数。

但是仅仅清除失败状态时不够的，因为缓冲区中那些不符合期望的错误输入并不会清除掉（比如上例中输入的 "Hello!" ）。因此同时还需要写一个很复杂的语句来做这件事情：

// 需要 #include <limits>
// 清除缓冲区到第一个换行符为止
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');

下面的例子演示了完整的用法：

#include <iostream>
#include <limits>
using namespace std;
int main() {
    int n{42};
    cin >> n;
    if (cin.fail()) {
        cout << "cin failed." << endl;
        cin.clear(); // 清除失败状态，使 cin 恢复正常
        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n'); // 清除缓冲区一行字符
    }
    int m;
    cin >> m;
    cout << m << endl;
}

这样 m 就能被输入了：

¶Hello!↵
cin failed.
¶56↵
56

EOF

上文中提及了两种可能导致输入失败的情形：输入格式错误和输入长度超限。除此之外，还有一种常见的错误，称为达到文件末尾（End of file, EOF）错误。

为了解释这个错误，首先要了解一些背景知识。在目前的学习阶段，我们经常接触的输入输出方式可能是在控制台中，通过键盘向程序输入信息，通过显示屏输出信息。然而在现实的应用中，更常使用的是文件输入输出。也就是说，C++ 程序将从一个文件读取输入，并将信息输出到另外一个文件中去。然而在文件输入中可能出现一个问题。比如本来期望输入两个数，但是文件中只有一个数：也就是输入第二个数的时候意外地抵达了文件的末尾。这就是 EOF 错误了，也就是没有更多的数据可供继续读取的意思。

下面的例子演示了 EOF 错误：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a{0}, b{0};
    cin >> a >> b;
    if (cin.fail())
        cout << "cin failed." << endl;
}

本来要求输入两个数，但如果输入文件中只有一个数

¶42↵

那么就会导致 cin 进入失败状态：

cin failed.

其实，如果没有使用文件输入输出，也可以模拟文件结束（可能有少数环境不支持）。你只需要在键盘上按下这些按键即可：

Windows	macOS	GNU/Linux
依次按下： `Enter`，`Ctrl + Z`，`Enter`	依次按下： `Return`，`Control+D`	`Ctrl + D`

另一种判断方法

如果我们每写一个输入，就需要判断 cin.fail()，这样未免有些麻烦。事实上，C++ 提供了一种更方便的方法：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int n;
    if (cin >> n) {
        cout << "Input success: " << n << endl;
    } else {
        cout << "Input fail." << endl;
    }
}

就像这样，把输入的代码放在 if 语句的条件中。这个时候，程序会读取输入，如果输入成功则执行 if 语句的真分支语句，否则（进入了失败状态）执行 if 语句的假分支语句。比如上例中：

¶42↵
Input success: 42

¶Hello↵
Input fail.

这里发生的其实是从 cin （std::istream 类型）到布尔类型的转换。若 cin 处于失败状态，则转换为 false；若 cin 正常读取输入，则转换为 true。

类似地，cin 语句也可以放在 while 语句的条件中。此时，如果输入符合期望的格式则不断执行循环体；如果出现了不符合期望的格式或发生了 EOF 错误，则跳出循环。这个技巧经常在算法竞赛中使用。

# 输入失败状态

# 一、期望读取一个整数，却没有输入整数：

# 二、读取到了长度过长的字符串：

# 判断是否失败

# 清除失败状态（选读）

# EOF