C++中!cin的含义是什么？如何触发cin的非法输入判断分支？

#include <iostream>
int main()
{   
    int total, choice;
    std::cin >> total >> choice;
    if (!std::cin) //bad input
    {
        std::cout << total << choice;
    }
}

!std::cin的本质 #

std::cin是标准输入流对象，C++为流对象重载了布尔类型转换运算符与逻辑非运算符：

• 当流处于正常可用状态时，流对象转布尔值的结果为true，!std::cin运算结果为false，不会进入if分支
• 当流被标记为错误状态时，流对象转布尔值的结果为false，!std::cin运算结果为true，才会进入错误处理分支

整型读取场景下的合法/非法输入判定 #

代码中通过>>运算符为两个int类型变量读取输入，该运算符的读取规则为：首先自动跳过开头所有空白字符（空格、换行、制表符均算空白），之后逐字符读取可解析为整数的内容（可选正负号+连续数字字符），遇到第一个非整数字符时停止读取，将读到的内容转换为整型值存入对应变量。
只要读取过程中无法完成合法整数的解析，就会置位流的错误标记（failbit/eofbit/badbit），触发!std::cin为真，常见触发场景有三类：

• 类型不匹配：待读取位置的字符无法组成合法整数，会置位failbit。比如直接输入字母、标点等非数字内容：输入abc 123时，第一个待读取字符是a，根本无法解析为整数，直接触发错误；如果输入123abc 456，第一个整数123会被成功读入total，接下来读取choice时遇到a，解析失败，同样触发错误。
• 提前读到输入结束标记：还没读够两个整数就碰到了EOF（输入末尾），会置位eofbit。比如只输入了一个整数就按快捷键发送结束信号：Linux/macOS下按Ctrl+D，Windows下按Ctrl+Z后回车，或者启动程序后直接发送EOF，都会触发错误。
• 底层IO故障：比如标准输入流被意外关闭、输入硬件读写异常，会置位badbit，这种极端情况也会触发分支。

测试时无法进入分支的原因 #

之前测试时输入的内容应该都符合两个整数的读取要求，比如输入1 2、100 200这类纯数字加空白分隔的内容，两个变量都读取成功，流始终处于正常状态，自然不会进入错误处理分支。
可以尝试输入非数字内容、或者提前发送EOF，就能稳定触发该分支。注意触发错误时，没有成功读取的变量会保留未初始化的不确定值，直接输出可能得到乱码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者4daJKong