深度剖析C語言的main函數(shù)

main的返回值

main函數(shù)的返回值用于說明程序的退出狀態(tài)。如果返回0，則代表程序正常退出。返回其它數(shù)字的含義則由系統(tǒng)決定。通常，返回非零代表程序異常退出。

void main（）

有一些書上的，都使用了void main（ ） ，其實這是錯誤的。C/C++ 中從來沒有定義過void main（ ） 。

C++ 之父 Bjarne Stroustrup 在他的主頁上的 FAQ 中明確地寫著 “The definition void main（ ） { /* … */ } is not and never has been C++， nor has it even been C.” 這可能是因為 在 C 和 C++ 中，不接收任何參數(shù)也不返回任何信息的函數(shù)原型為“void foo（void）;”。

可能正是因為這個，所以很多人都誤認為如果不需要程序返回值時可以把main函數(shù)定義成void main（void） 。然而這是錯誤的！main 函數(shù)的返回值應該定義為 int 類型，C 和 C++ 標準中都是這樣規(guī)定的。

雖然在一些編譯器中，void main（） 可以通過編譯，但并非所有編譯器都支持 void main（） ，因為標準中從來沒有定義過 void main 。

g++3.2 中如果 main 函數(shù)的返回值不是 int 類型，就根本通不過編譯。而 gcc3.2 則會發(fā)出警告。所以，為了程序擁有很好的可移植性，一定要用 int main （）。測試如下：

#include 《stdio.h》void main（）{ printf（“Hello world”）; return;}

運行結果：g++ test.c

main（）

那既然main函數(shù)只有一種返回值類型，那么是不是可以不寫？規(guī)定：不明確標明返回值的，默認返回值為int，也就是說 main（）等同于int main（），而不是等同于void main（）。

在C99中，標準要求編譯器至少給 main（） 這種用法來個警告，而在c89中這種寫法是被允許的。但為了程序的規(guī)范性和可讀性，還是應該明確的指出返回值的類型。測試代碼：

#include 《stdio.h》main（）{ printf（“Hello world”）; return 0;}

運行結果：

Ｃ和C++的標準

在 C99 標準中，只有以下兩種定義方式是正確的：

int main（ void ） int main（ int argc， char *argv［］ ）

若不需要從命令行中獲取參數(shù)，就使用int main（void） ；否則的話，就用int main（ int argc， char *argv［］ ）。當然參數(shù)的傳遞還可以有其他的方式，在下一節(jié)中，會單獨來講。

main 函數(shù)的返回值類型必須是 int ，這樣返回值才能傳遞給程序的調用者（如操作系統(tǒng)），等同于 exit（0），來判斷函數(shù)的執(zhí)行結果。

C++89中定義了如下兩種 main 函數(shù)的定義方式：

int main（ ） int main（ int argc， char *argv［］ ）

int main（ ） 等同于 C99 中的 int main（ void ） ；int main（ int argc， char*argv［］ ） 的用法也和C99 中定義的一樣。同樣，main函數(shù)的返回值類型也必須是int。

return 語句

如果 main 函數(shù)的最后沒有寫 return 語句的話，C99 和ｃ++89都規(guī)定編譯器要自動在生成的目標文件中加入return 0，表示程序正常退出。

不過，建議你最好在main函數(shù)的最后加上return語句，雖然沒有這個必要，但這是一個好的習慣。在linux下我們可以使用shell命令：echo $？ 查看函數(shù)的返回值。

#include 《stdio.h》int main（）{ printf（“Hello world”）;}

運行結果：

同時，需要說明的是return的返回值會進行 類型轉換，比如：若return 1.2 ；會將其強制轉換為1，即真正的返回值是1，同理，return ‘a’ ；的話，真正的返回值就是97，；但是若return “abc”；便會報警告，因為無法進行隱式類型轉換。

測試main函數(shù)返回值的意義

前文說到，main函數(shù)如果返回0，則代表程序正常退出。通常，返回非零代表程序異常退出。在本文的最后，測試一下： test.c：

#include 《stdio.h》int main（）{ printf（“c 語言”）; return 11.1; }

在終端執(zhí)行如下：

testSigpipe git：（master） vim test.c testSigpipe git：（master） gcc test.c testSigpipe git：（master） 。/a.out && echo “hello world” #&&與運算，前面為真，才會執(zhí)行后邊的c 語言

可以看出，操作系統(tǒng)認為main函數(shù)執(zhí)行失敗，因為main函數(shù)的返回值是１１

testSigpipe git：（master） 。/a.out testSigpipe git：（master） echo $？11

若將main函數(shù)中返回值該為0的話：

testSigpipe git：（master） vim test.c testSigpipe git：（master） gcc test.c testSigpipe git：（master） 。/a.out && echo “hello world” #helloc 語言hello world

可以看出，正如我們所期望的一樣，main函數(shù)返回0，代表函數(shù)正常退出，執(zhí)行成功；返回非0，代表函數(shù)出先異常，執(zhí)行失敗。

main函數(shù)傳參

首先說明的是，可能有些人認為main函數(shù)是不可傳入參數(shù)的，但是實際上這是錯誤的。main函數(shù)可以從命令行獲取參數(shù)，從而提高代碼的復用性。

函數(shù)原形

為main函數(shù)傳參時，可選的main函數(shù)原形為：

int main（int argc ， char* argv［］，char* envp［］）;

參數(shù)說明：

①、第一個參數(shù)argc表示的是傳入參數(shù)的個數(shù) 。

②、第二個參數(shù)char* argv［］，是字符串數(shù)組，用來存放指向的字符串參數(shù)的指針數(shù)組，每一個元素指向一個參數(shù)。各成員含義如下：

argv［0］：指向程序運行的全路徑名。

argv［1］：指向執(zhí)行程序名后的第一個字符串 ，表示真正傳入的第一個參數(shù)。

argv［2］：指向執(zhí)行程序名后的第二個字符串 ，表示傳入的第二個參數(shù)。

…… argv［n］：指向執(zhí)行程序名后的第n個字符串 ，表示傳入的第n個參數(shù)。

規(guī)定：argv［argc］為NULL ，表示參數(shù)的結尾。

③、第三個參數(shù)char* envp［］，也是一個字符串數(shù)組，主要是保存這用戶環(huán)境中的變量字符串，以NULL結束。envp［］的每一個元素都包含ENVVAR=value形式的字符串，其中ENVVAR為環(huán)境變量，value為其對應的值。

envp一旦傳入，它就只是單純的字符串數(shù)組而已，不會隨著程序動態(tài)設置發(fā)生改變。可以使用putenv函數(shù)實時修改環(huán)境變量，也能使用getenv實時查看環(huán)境變量，但是envp本身不會發(fā)生改變；平時使用到的比較少。

注意：main函數(shù)的參數(shù)char* argv［］和char* envp［］表示的是字符串數(shù)組，書寫形式不止char* argv［］這一種，相應的argv［］［］和 char** argv均可。

char* envp［］

寫個小測試程序，測試main函數(shù)的第三個參數(shù)：

#include 《stdio.h》int main（int argc ，char* argv［］ ，char* envp［］）{ int i = 0; while（envp［i++］） { printf（“%s”， envp［i］）; } return 0;}

運行結果：部分截圖

envp［］ 獲得的信息等同于Linux下env命令的結果。

常用版本

在使用main函數(shù)的帶參版本的時，最常用的就是：**int main（int argc ， char* argv［］）;**變量名稱argc和argv是常規(guī)的名稱，當然也可以換成其他名稱。

命令行執(zhí)行的形式為：可執(zhí)行文件名 參數(shù)1 參數(shù)2 … … 參數(shù)n?？蓤?zhí)行文件名稱和參數(shù)、參數(shù)之間均使用空格隔開。

示例程序

#include 《stdio.h》int main（int argc， char* argv［］）{ int i; printf（“Total %d arguments”，argc）; for（i = 0; i 《 argc; i++） { printf（“Argument argv［%d］ = %s ”，i， argv［i］）; } return 0;}

運行結果：

cpp_workspace git：（master） vim testmain.c cpp_workspace git：（master） gcc testmain.c cpp_workspace git：（master） 。/a.out 1 2 3 #./a.out為程序名 1為第一個參數(shù) ， 2 為第二個參數(shù)， 3 為第三個參數(shù)Total 4 argumentsArgument argv［0］ = 。/a.out Argument argv［1］ = 1 Argument argv［2］ = 2 Argument argv［3］ = 3 Argument argv［4］ = （null） #默認argv［argc］為null

main的執(zhí)行順序

可能有的人會說，這還用說，main函數(shù)肯定是程序執(zhí)行的第一個函數(shù)。那么，事實果然如此嗎？相信在看了本節(jié)之后，會有不一樣的認識。

為什么說main（）是程序的入口

linux系統(tǒng)下程序的入口是”_start”，這個函數(shù)是linux系統(tǒng)庫（Glibc）的一部分，當我們的程序和Glibc鏈接在一起形成最終的可執(zhí)行文件的之后，這個函數(shù)就是程序執(zhí)行初始化的入口函數(shù)。通過一個測試程序來說明：

#include 《stdio.h》int main（）{ printf（“Hello world”）; return 0;}

編譯：

gcc testmain.c -nostdlib ＃ -nostdlib （不鏈接標準庫）

程序執(zhí)行會引發(fā)錯誤：/usr/bin/ld： warning： cannot find entry symbol _start;未找到這個符號

所以說：

編譯器缺省是找 __start 符號，而不是 main

__start 這個符號是程序的起始

main 是被標準庫調用的一個符號

那么，這個_start和main函數(shù)有什么關系呢？下面我們來進行進一步探究。

_start函數(shù)的實現(xiàn)該入口是由ld鏈接器默認的鏈接腳本指定的，當然用戶也可以通過參數(shù)進行設定。_start由匯編代碼實現(xiàn)。大致用如下偽代碼表示：

void _start（）{ %ebp = 0; int argc = pop from stack char ** argv = top of stack; __libc_start_main（main， argc， argv， __libc_csu_init， __linc_csu_fini， edx， top of stack）;}

對應的匯編代碼如下：

_start： xor ebp， ebp //清空ebp pop esi //保存argc，esi = argc mov esp， ecx //保存argv， ecx = argv push esp //參數(shù)7保存當前棧頂 push edx //參數(shù)6 push __libc_csu_fini//參數(shù)5 push __libc_csu_init//參數(shù)4 push ecx //參數(shù)3 push esi //參數(shù)2 push main//參數(shù)1 call _libc_start_mainhlt

可以看出，在調用_start之前，裝載器就會將用戶的參數(shù)和環(huán)境變量壓入棧中。

main函數(shù)運行之前的工作

從_start的實現(xiàn)可以看出，main函數(shù)執(zhí)行之前還要做一系列的工作。主要就是初始化系統(tǒng)相關資源：

Some of the stuff that has to happen before main（）：set up initial stack pointer initialize static and global data zero out uninitialized data run global constructorsSome of this comes with the runtime library‘s crt0.o file or its __start（） function. Some of it you need to do yourself.Crt0 is a synonym for the C runtime library.

1.設置棧指針

2.初始化static靜態(tài)和global全局變量，即data段的內容

3.將未初始化部分的賦初值：數(shù)值型short，int，long等為0，bool為FALSE，指針為NULL，等等，即.bss段的內容

4.運行全局構造器，類似c++中全局構造函數(shù)

5.將main函數(shù)的參數(shù)，argc，argv等傳遞給main函數(shù)，然后才真正運行main函數(shù)

main之前運行的代碼

下面，我們就來說說在mian函數(shù)執(zhí)行之前到底會運行哪些代碼：（1）全局對象的構造函數(shù)會在main 函數(shù)之前執(zhí)行。

（2）一些全局變量、對象和靜態(tài)變量、對象的空間分配和賦初值就是在執(zhí)行main函數(shù)之前，而main函數(shù)執(zhí)行完后，還要去執(zhí)行一些諸如釋放空間、釋放資源使用權等操作

（3）進程啟動后，要執(zhí)行一些初始化代碼（如設置環(huán)境變量等），然后跳轉到main執(zhí)行。全局對象的構造也在main之前。

（4）通過關鍵字attribute，讓一個函數(shù)在主函數(shù)之前運行，進行一些數(shù)據(jù)初始化、模塊加載驗證等。

示例代碼

①、通過關鍵字attribute

#include 《stdio.h》__attribute__（（constructor）） void before_main_to_run（） { printf（“Hi～，i am called before the main function！”）; printf（“%s”，__FUNCTION__）; } __attribute__（（destructor）） void after_main_to_run（） { printf（“%s”，__FUNCTION__）; printf（“Hi～，i am called after the main function！”）;} int main（ int argc， char ** argv ） { printf（“i am main function， and i can get my name（%s） by this way.”，__FUNCTION__）; return 0; }

②、全局變量的初始化

#include 《iostream》using namespace std;inline int startup_1（）{ cout《《“startup_1 run”《《endl; return 0;}int static no_use_variable_startup_1 = startup_1（）;int main（int argc， const char * argv［］） { cout《《“this is main”《《endl; return 0;}

至此，我們就聊完了main函數(shù)執(zhí)行之前的事情，那么，你是否還以為main函數(shù)也是程序運行的最后一個函數(shù)呢？

結果當然不是，在main函數(shù)運行之后還有其他函數(shù)可以執(zhí)行，main函數(shù)執(zhí)行完畢之后，返回到入口函數(shù)，入口函數(shù)進行清理工作，包括全局變量析構、堆銷毀、關閉I/O等，然后進行系統(tǒng)調用結束進程。

main函數(shù)之后執(zhí)行的函數(shù)

１、全局對象的析構函數(shù)會在main函數(shù)之后執(zhí)行；2、用atexit注冊的函數(shù)也會在main之后執(zhí)行。

atexit函數(shù)

原形：

int atexit（void （*func）（void））;

atexit 函數(shù)可以“注冊”一個函數(shù)，使這個函數(shù)將在main函數(shù)正常終止時被調用，當程序異常終止時，通過它注冊的函數(shù)并不會被調用。

編譯器必須至少允許程序員注冊32個函數(shù)。如果注冊成功，atexit 返回0，否則返回非零值，沒有辦法取消一個函數(shù)的注冊。

在 exit 所執(zhí)行的任何標準清理操作之前，被注冊的函數(shù)按照與注冊順序相反的順序被依次調用。每個被調用的函數(shù)不接受任何參數(shù)，并且返回類型是 void。被注冊的函數(shù)不應該試圖引用任何存儲類別為 auto 或 register 的對象（例如通過指針），除非是它自己所定義的。

多次注冊同一個函數(shù)將導致這個函數(shù)被多次調用。函數(shù)調用的最后的操作就是出棧過程。main（）同樣也是一個函數(shù)，在結束時，按出棧的順序調用使用atexit函數(shù)注冊的，所以說，函數(shù)atexit是注冊的函數(shù)和函數(shù)入棧出棧一樣，是先進后出的，先注冊的后執(zhí)行。通過atexit可以注冊回調清理函數(shù)?？梢栽谶@些函數(shù)中加入一些清理工作，比如內存釋放、關閉打開的文件、關閉socket描述符、釋放鎖等等。

#include《stdio.h》#include《stdlib.h》void fn0（ void ）， fn1（ void ）， fn2（ void ）， fn3（ void ）， fn4（ void ）;int main（ void ）{ //注意使用atexit注冊的函數(shù)的執(zhí)行順序：先注冊的后執(zhí)行 atexit（ fn0 ）; atexit（ fn1 ）; atexit（ fn2 ）; atexit（ fn3 ）; atexit（ fn4 ）; printf（ “This is executed first.” ）; printf（“main will quit now！”）; return 0;}void fn0（）{ printf（ “first register ，last call” ）;}void fn1（{ printf（ “next.” ）;}void fn2（）{ printf（ “executed ” ）;}void fn3（）{ printf（ “is ” ）;}void fn4（）{ printf（ “This ” ）;}

責任編輯：haq