Warum verursachen Buchstaben Endlosschleifen in C-Zahleneingabeprogrammen?

Endlosschleifen bei der Eingabe von Buchstaben anstelle von Zahlen verstehen

Beim Ausführen eines Programms, das zur Eingabe von Ganzzahlen auffordert, stößt man häufig auf eine Endlosschleife wenn ein Benutzer einen Buchstaben anstelle einer Zahl eingibt. Dieses Problem entsteht aufgrund der Funktionsweise der Eingabeverarbeitung in C.

Die Grundursache:

In C wird die Funktion cin zum Lesen von Eingaben verwendet. Wenn jedoch nicht numerische Zeichen eingegeben werden, kann cin keine gültige Ganzzahl extrahieren. Infolgedessen wird das Failbit-Flag im Cin-Stream-Objekt gesetzt, was auf einen Fehler hinweist.

Reparieren der Endlosschleife:

Um die Endlosschleife aufzulösen, benötigen wir um das ungültige Eingabeszenario zu erkennen und zu behandeln. Hier ist ein geänderter Teil des Codes, der dieses Problem behebt:

#include <limits> // Includes numeric_limits for input validation

// (...) Existing code

// user enters a number
cout << "\nPlease enter a positive number and press Enter: \n";
do {
    while (!(cin >> num1)) {
        cout << "Incorrect input. Please try again.\n";

        // Clear the failbit and ignore the remaining input
        cin.clear();
        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
    }

    if (num1 < 0)
        cout << "The number you entered is negative. Please enter a positive number to continue.\n";
} while (num1 < 0);

Erklärung:

• while (!(cin >> num1)) prüft, ob cin eine Ganzzahl erfolgreich gelesen hat. Ist dies nicht der Fall, tritt es in die innere Do-While-Schleife ein, um den Fehler zu behandeln.
• cin.clear(); setzt das Failbit-Flag zurück, sodass cin die Eingabe erneut lesen kann.
• cin.ignore(numeric_limits::max(), 'n'); liest und verwirft alle Zeichen, bis ein Zeilenumbruchzeichen gefunden wird. Dadurch wird sichergestellt, dass alle ungültigen Eingaben, die vor dem Zeilenumbruch eingegeben wurden, verworfen werden.

Mit dieser Korrektur führt das Programm jetzt nur dann eine Schleife aus, wenn eine gültige positive Ganzzahl eingegeben wird, wodurch eine Endlosschleife aufgrund ungültiger Eingaben verhindert wird.

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