如果 main() 不返回 int 值会怎样？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如果 main() 不返回 int 值会怎样？

【英文标题】：What happens if main() does not return an int value?

【发布时间】：2012-02-09 07:44:34

【问题描述】：

我知道在 C 编译器中，main() 函数由 _start() 函数调用，其代码如下：

exit(main()); // return value of main is returned

当main() 不返回int 时_start() 如何工作，例如，如果它的返回类型是void、float 或其他什么？

【问题讨论】：

我会映像函数指针转换，但我想听听知道真相的人的意见。等不及答案了。 :D

C和C++对main返回值的限制不同

@fefe - 真的吗？我认为两者都需要返回 int - 得到标准的 para 数字以便我可以阅读？我有 C99 和 C++89、C++11

@Adrian 对于 C 是 5.1.2.2.1。

好的 C99 5.1.22.1.1 说“它应该用 int 的返回类型定义” c++14882 3.6.1.1 说“它应该有一个 int 类型的返回类型”和 c+ [phone] 3.6.1.1 说“它应该有一个 int 类型的返回类型”所以@fefe 他们似乎明确定义为在 C 和 C++ 之间是相同的

【参考方案1】：

假设我们使用的是 Visual Studio 2012。

对于 C++ 程序，Visual Studio 允许将 void 指定为返回类型，即使 C++ 标准禁止这样做。根据标准，main() 必须在托管实现中返回 int。

对于 C 程序，main() 允许任何返回类型，但返回 int 以外的其他内容会导致未指定的行为。例如，在 Visual Studio 2012 下，当程序在调试器中运行时，从double main() 返回0.0 会导致返回值0xcccccccc（请参阅In Visual Studio C++, what are the memory allocation representations?）。

【参考方案2】：

C 标准不允许您返回除 int 或 void 之外的任何其他值——c 编译器专门测试 main 的签名以确保它兼容。

【讨论】：

C99（以及我在 C11 草案中看到的）没有提到 void。只有int 的返回类型被明确提到'它应以int 的返回类型定义'，但不幸的是句子结束'或以其他一些实现定义的方式'（5.1.2.2.1）跨度>

由于 void return 5.1.2.2.1 的评论而被否决，没有提及 void return

@DanielFischer：我认为“以其他实现定义的方式”是指参数及其类型，而不是返回类型。

@dreamlax 我相信这就是目的。但就我对英语的了解而言，它可以被解读为允许任意实现定义的类型。我看到它是这样争论的。不幸的是，int 是 only 允许的返回类型（对于托管实现）并没有完全明确。

【参考方案3】：

C 标准从未提及此_start 函数；我也不相信 C++ 会这样做。

在 1999 年 ISO 标准之前的 C 中，如果执行到达 main() 的末尾而不执行 return 语句，或者执行未指定值的 return 语句，则“返回终止状态到主机环境是未定义的”。在实践中，我见过这样的程序返回状态 1（失败）或内存中的某个任意值（例如调用的最后一个函数的结果）的实现。

1999 ISO C 标准改变了这一点：“到达终止 ma​​in 函数的 返回值 0”。这符合至少自 1998 年第一个 ISO C++ 标准以来 C++ 的规则。

（作为一种风格，我更喜欢在main 的末尾有一个显式的return 0;，即使它不是严格要求的。这与int 以外的main 函数一致，并且它为 C99 之前的 C 编译器提供更好的可移植性。）

所有这些都假定main 定义为返回类型int。这是 C 标准专门支持的唯一类型（int main(void) 或 int main(int argc, char *argv[]) 或等效），但（托管）实现可能支持其他实现定义的定义。 C90 标准没有明确涵盖这种情况，但 C99 表示，“如果返回类型与 int 不兼容，则返回到宿主环境的终止状态是未指定的。”

C++ 标准有点不同。对于托管实现，main必须定义为返回int。参数是实现定义的，但必须支持两种标准形式的 C。

对于 C 或 C++ 中的托管实现，我知道没有充分的理由使用 int 以外的返回类型定义 main。只需使用两个标准定义之一，就不会出现问题。

对于“独立实现”，“程序调用的函数的名称和类型 启动是实现定义的”。因此入口点可能会合法地返回void或其他东西，甚至可能不会被称为main。请注意，“独立实现”是“其中可能发生C程序执行的”没有任何 操作系统的好处”，通常是嵌入式系统。

【讨论】：

在该定义下，系统内核开发是否也算作“独立实现”？当然，如果操作系统内核到达入口点函数的末尾，那你就有问题了……

@MichaelKjörling：可能。在实践中，如果实现者说它是“独立的”（并且符合独立实现的较弱要求），则实现是“独立的”。

@KeithThompson：在 C99 之前，如果执行到达 main() 的末尾而不执行 return 语句，或者执行没有指定值的 return 语句，则“终止状态返回到主机环境未指定”不是未定义。

@PravasiMeet：您的报价来源是什么？ C90 标准第 5.1.2.2.3 节说：“如果主函数执行一个没有指定值的返回，则返回给宿主环境的终止状态是 undefined。” （强调）当然“未指定”会更有意义。

【参考方案4】：

如果main 的返回类型不是int，则返回值是实现定义的。 简而言之，对于main，允许实现与int 具有不同的返回类型，但已知的实现都不支持int 以外的任何东西。 理想情况下，您需要参考您的平台和编译器的文档以查看它定义的确切行为，因为标准允许它具有灵活性。

参考：

C++03 标准：

3.6.1 主函数[basic.start.main]

实现不应预定义主要功能。该功能不得重载。 它的返回类型应该是 int 类型，否则它的类型是实现定义的。所有实现都应允许以下两种 main 定义：

int main() /* ... */

和

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

.....

【讨论】：

这不是说它必须有一个int返回类型，但除此之外它可以接受任何参数，只要实现允许没有参数和argc/argv （即返回类型是int，但main函数的类型是实现定义的）。我在等咖啡安定下来，所以也许我没有任何意义......

【参考方案5】：

C 的标准实现期望 main 返回 int，因为它在 C 标准中是这样定义的。返回 int 以外的东西（或与 int 兼容的类型）通常会导致未定义的行为——这意味着无法知道会发生什么。

但是，C 也有非标准实现，例如，Plan 9 操作系统使用void main()，here 是其实用程序的源代码列表。 Plan 9 C 代码与 K&R、ANSI、C99 或 C11 有很大不同。 Here's 解释 Plan 9 如何使用 C 语言的链接。

【参考方案6】：

如果main 不返回int，那么您的程序格式错误并且行为未定义。任何事情都有可能发生。您的程序可能会崩溃，或者它可能会像没有任何问题一样运行。

假设main 返回的不是int，并且您的编译器和链接器允许生成程序。不过，来电者并不知道这一点。如果调用者期望返回的int 值在 EAX (Intel) 寄存器中返回，那么它将读取该值以确定main 的返回值。如果您的错误main 在那里存储了float 值，那么它将被解释为int。 （这并不意味着它会被截断。这意味着构成浮点值布局的位将改为构成int。）如果您的错误main返回void，那么它没有'不在预期的寄存器中存储任何内容，因此调用者将获得之前存储在该寄存器中的任何值。

如果你的main 返回了一些类型，它希望存储调用者没有为它保留内存的某个地方（例如一个大结构），那么它最终会覆盖其他东西，也许是对清理很重要的东西关闭程序，导致程序崩溃。

【讨论】：

如何在 EAX 中存储浮点数？

@KerrekSB - 好问题。虽然，在 80486 之前，它相对常见。毕竟，浮点数只是您使用特殊规则来操作的 32 位内容。

浮点数是否在寄存器中返回，@Kerrek？我不知道。在我在回答中描述的想象场景中，main 确实 - 不知何故 - 在调用者期望 int 去的地方存储了一个浮点数。行为是未定义的，所以我可以描述我想要的任何奇怪的工作方式！

@RobKennedy：浮点数通常在 FPU 的浮点寄存器中返回（例如 80387，或者可能是现代 MMX 的东西）。

x86 cdecl 在 ST0 中返回一个浮点数。新的 SIMD 寄存器仅用于 x64，其中XMM0 包含 FP 返回值。

【参考方案7】：

在 C++ 中，如果从 main() 返回 int 以外的任何内容将是编译错误：

error: ‘::main’ must return ‘int’

在 C 语言中这是一个警告，您会得到一个浮点数，它被重新解释为 int：例如，2.1F 将被重新解释为 224。

【讨论】：

仅供参考，gcc 默认不发出任何警告。

@shinkou 我刚试过 gcc - 它给了我warning: return type of ‘main’ is not ‘int’

我在 gcc 版本 4.5.2 (64bit) btw 上测试过。

【参考方案8】：

该函数将返回一个实现定义的值。例如，在 C++ 中，main 隐式返回 0。在这种void main 的情况下，这将简单地由_start 返回。然而，几乎没有任何实现允许任意返回类型——它被嵌入操作系统中，进程以整数值退出。