主函数

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C++
 
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基本概念
 

程序应当含有一个名字是 main 的全局函数，它被指定为程序的启动点。它应当有下列形式之一：

int main() { 函数体 } (1)
int main(int argc, char* argv[]) { 函数体 } (2)
int main(/* 由实现定义 */) { 函数体 } (3)
1) 不依赖环境提供的实参运行的 main 函数。
2) 接收环境提供的实参的 main 函数。
名字 argc 和 argv，以及形参的类型的表示方式没有限制：int main(int ac, char** av) 同样合法。
3) 类型由实现定义，并且返回 int 的 main 函数。
C++ 标准建议由实现定义的 main 函数将额外（可选）形参放在 argv 后面。
argc - 非负数，表示从程序运行的环境传递给程序的实参个数。
argv - 指针，指向包含 argc + 1 个指针的数组的首元素。数组末元素是空指针，如果它前面有任何元素，那么它们指向空终止多字节字符串，表示从执行环境传递给程序的若干参数。如果 argv[0] 不是空指针，或等价地 argc > 0，那么它指向表示用于调用程序的名称的字符串，或空字符串。
函数体 - main 函数的函数体

解释

在程序启动时，主函数在初始化具有静态存储期的非局部对象之后被调用。它是程序在有宿主 环境（即有操作系统）中所指定的入口点。独立 程序（启动加载器，操作系统内核，等等）的入口点由实现定义。

双形参形式的 main 函数的形参允许从执行环境中传递任意的多字节字符串（它们通常被称为命令行参数），各个指针 argv[1] ... argv[argc - 1] 指向对应的每个字符串的第一个字符。指针 argv[0]（如果非空）指向一个空终止多字节字符串的开头字符，该字符串表示用于执行该程序自身的名字（当执行环境不支持时是空字符串 ""）。这些字符串是可修改的：比如可以用 std::strtok 来使用它们，虽然对它们的修改并不会被传回给执行环境。由 argv 所指向的数组的大小至少是 argc + 1，它的最后一个元素 argv[argc] 保证是一个空指针。

main 函数具有下列特殊属性：

1) main 函数的函数体不需要包含 return 语句：当控制达到 main 函数体的末尾而未遇到返回语句时，它的效果是执行 return 0;。
2) 执行返回（或当到达 main 函数体的末尾时的隐式返回）与先正常离开函数（这将销毁具有自动存储期的对象），然后用和 return 相同的实参来调用 std::exit 等价。（std::exit 随即销毁静态对象并终止程序。）

main 函数具有几项限制，违背限制会导致程序非良构：

1) 不能在程序的任何地方指名它
a) 尤其不能递归调用它
b) 不能取它的地址
c) 不能在 typeid 表达式或 decltype 说明符 (C++11 起)中使用它
2) 不能预定义，不能重载：实际上，名字 main 在全局命名空间中对函数保留（虽然可以用作类、命名空间、枚举和非全局命名空间中的任何实体的名字，但不能在任何命名空间中将名字是“main”的实体声明为具有 C 语言链接）。
3) 不能定义为被弃置（=delete;），或 (C++11 起)声明为具有任何语言链接、constexpr (C++11 起)、consteval (C++20 起)、inline 或 static。
4) main 函数的返回类型不能被推导（不允许 auto main() {...}）。
 (C++14 起)
5) main 函数不能是协程。
 (C++20 起)
6) main 函数不能附着到任何具名模块。
 (C++20 起)

注解

如果以函数 try 块定义 main 函数，那么它不会捕获（由隐含的 std::exit 所销毁的）静态对象的析构函数所抛出的异常。

将操作系统命令行上给定的参数转换成由 argv 所指代的多字节字符数组的方式，可能涉及到由实现定义的处理过程：

一种非常常见的由实现定义的 main 函数的形式中，还有（除 argc 和 argv 之外的）第三个参数，它的类型是 char**，指向指向执行环境变量的指针数组。

示例

演示如何通知程序：从哪里获得输入，向哪里写入结果。
一种可能的调用方式：./convert table_in.dat table_out.dat

运行此代码
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <iostream>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    std::cout << "argc == " << argc << '\n';
 
    for (int ndx{}; ndx != argc; ++ndx)
        std::cout << "argv[" << ndx << "] == " << std::quoted(argv[ndx]) << '\n';
    std::cout << "argv[" << argc << "] == "
              << static_cast<void*>(argv[argc]) << '\n';
 
    /*...*/
 
    return argc == 3 ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE; // 可选返回值
}

可能的输出： 

argc == 3
argv[0] == "./convert"
argv[1] == "table_in.dat"
argv[2] == "table_out.dat"
argv[3] == 0

引用

延伸内容
  • C++23 标准（ISO/IEC 14882:2024）：
  • 6.9.3.1 main function [basic.start.main]

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 1003 C++98 受支持的 main 形参名被过度限制 支持所有合法的形参名
CWG 1886 C++98 main 函数可以声明为具有语言链接 已禁止
CWG 2479 C++20 main 函数可以声明为 consteval 已禁止
CWG 2811 C++98 在 N3214 后 main 函数是否被使用不清晰 认为在指名它时使用它

参阅

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