1 main 函数的概念
- C 语言中 main 函数成为主函数
- 一个 C 程序是从 main 函数开始执行
请看下面 main 函数定义正确码？
还是用编译器尝试一下
从结果我们可以看到除了 A，编译器给出警告，main 函数默认返回类型为 int，其他都编译运行没有问题。
也就是说上面四种写法都是正确的。
1.1 main 函数的本质
- main 函数是操作系统调用的函数
- 操作系统总是将 main 函数作为应用程序的开始
- 操作系统将 main 函数的返回值作为程序的退出状态
操作系统是希望 main 函数的有返回值的，这样可以知道 main 函数的退出状态。如果程序时异常退出的，在有的系统上面，会得到提示：程序异常退出。main 函数的返回值正常来说是 0，如果是其他值，就是错误的状态。
思考：为什么 C 编译器支持这么多不同的 main 函数原型？
C 语言应用早期，Unix 系统刚刚诞生，C 语言的应用还比较简单，进行科学计算或者简单的嵌入式编程，不想现在有如此丰富的操作系统，程序不在操作系统上运行，返回值也没有什么意义，所以在这种情况下，干脆不写 main 函数法返回值了。到后期，出现很多商业编译器，比如 bcc，gcc，vs，只有最大的支持 C 语言的特性才能卖的好呀，不然很顶卖的不好呀。由于历史的原因和商业竞争的原因，gcc 编译器肯定也是支持不同的 main 函数原型的。
1.2 编程实验
这个实验我们来看一下 main 函数的返回值，这次在 window 下用 bcc 编译器编译。
// 33-2.c
#include <stdio.h>
int main()
{
return 99;
}
这是最简单的函数，编译执行后可以通过环境变量 %ERRORLEVEL% 获得函数的返回值，我们尝试一下：
main 函数执行结束后将返回值返回给操作系统，我们执行命令 echo %ERRORLEVEL% 可以获得这个返回值。
现在有个问题，操作系统拿这个返回值做什么呢？，我们继续尝试
// 33-2-A.c
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("I'm A!\n");
return 0;
}
// 33-2-B.c
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("I'm B!\n");
return 99;
}
- 对于上面的结果，对 33-2-A.c 和 33-2-B.c 分别编译，运行，通过 echo %ERRORLEVEL% 查看 main 函数返回给操作系统的值，分别是 0 和 99。
- 运行 33-2-B.exe && 33-2-A.exe，结果打印的是 I’m B!，说明 33-2-A.exe 没有运行，因为 33-2-B.exe 返回 99，&& 运算短路。运行 33-2-A.exe && 33-2-B.exe，没有短路。
操作系统有自己的批处理语言，上面我们写的 33-2-A.exe && 33-2-B.exe 就可以看作是一种批处理，在 Linux 下就是 shell 脚本。在批处理中我们就可以把程序看作黑盒，将返回值判断函数执行的状态。
2 main 函数的参数
- 程序执行时可以向 main 函数传递参数
gcc 编译器的常见用法如下：参数一一对应
2.1 实例分析
// 33-3.c
#include<stdio.h>
int main(int argc, char* argv[], char* env[])
{
int i = 0;
printf("============= Begin argv ===========\n");
for (i = 0; i < argc ;i++)
{
printf("%s\n", argv[i]);
}
printf("============= End argv ===========\n");
printf("\n");
printf("\n");
printf("\n");
printf("============= Begin env ===========\n");
for (i = 0; env[i] != NULL; i++)
{
printf("%s\n", env[i]);
}
printf("============= Begin env ===========\n");
return 0;
}
上面的代码，第 5 行打印命令行参数，第 18 行打印环境变量（循环结束条件是 env[i] != NULL）
编译运行结果如下：
$ gcc 33-3.c -o 33-3
$ ./33-3
============= Begin argv ===========
./33-3
============= End argv ===========
============= Begin env ===========
CLUTTER_IM_MODULE=xim
LS_COLORS=rs=0:di=01;34:ln=01;36:mh=00:pi=40;33:so=01;35:do=01;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=40;
......
GTK_IM_MODULE=xim
LC_TIME=zh_CN.UTF-8
OLDPWD=/home/skx
_=./33-3
============= Begin env ===========
上面的结果由于环境变量参数太多，被我删除掉一些，这里我们不关心打印的结果。
将第 18 行注释，再次编译运行，结果如下：
$ gcc 33-3.c -o 33-3
skx@ubuntu:~/c$ ./33-3 a.c b.c c.c d.c
============= Begin argv ===========
./33-3
a.c
b.c
c.c
d.c
============= End argv ===========
============= Begin env ===========
============= Begin env ===========
可以看到命令行参数被一一打印出来
我们平时使用 Linux 下的各种命令都会有各种参数，这些参数就是命令行参数，main 函数的参数，根据我们命令行所给的参数做出不同的行为，这就是 main 函数参数的意义。
2.2 main 函数一定是程序执行的第一个函数吗？
这是一个开放性问题，不能简单的回答是或者不是，有些编译器（比如 gcc）是支持 main 函数之前执行函数的，有些编译器不支持。
下面我们说一下 gcc 中的一个属性关键字，直接看代码
// 33-4.c
#include<stdio.h>
#ifndef __GNUC__ // 如果是gcc编译器，就定义宏__attribute__(x)
#define __attribute__(x)
#endif
__attribute__((constructor)) // constructor告诉编译器，下面的函数将在main函数之前运行
void before_main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);// 宏__FUNCTION__将打印当前函数名
}
__attribute__((destructor)) // destructor告诉编译器，下面的函数将在main函数之后运行
void after_main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);
}
int main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);
return 0;
}
第 3-5 行表示，如果是 gcc 编译器，将定义宏 __attribute__，如果不是 gcc 编译器，将删除 3-5 行的代码；第 7 行宏参数 constructor 表示下面的函数将在 main 函数之前执行，第 12 行的宏参数 destructor 表示下面的函数将在 main 函数之后执行。
下面编译运行一下试试，结果如下：
$ gcc 33-4.c -o 33-4
$ ./33-4
before_main
main
after_main
确实有函数可以在 main 函数之后执行。同样的程序在 window 下面用 vs 编译器编译。
可以看到只打印了 main。因为不是使用 gcc 编译器，源程序中第 3-5 行，第 7 行，第 12 行将被删除，程序变为下面的样子
// 33-4.c
#include<stdio.h>
void before_main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);// 宏__FUNCTION__将打印当前函数名
}
void after_main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);
}
int main()
{
printf("%s\n", __FUNCTION__);
return 0;
}
所以当然不会执行函数 before_main() 和函数 after_main() 了，只会执行 main 函数。
除了标准 C 语言之外，编译器还会支持自己的属性，有了 gcc 属性关键字，gcc 编译器就支持在 main 函数之前，之后执行别的函数，我们在项目中尽量不要编写编译器相关的代码，这样代码的可移植性才会高，不然换一个编译器就不能用了，这样的产品显然不太好。
3 小结
1、一个 C 程序是从 main 函数开始执行的
2、main 函数是操作系统调用的函数
3、main 函数有参数和返回值（操作系统根据 main 返回值判断程序执行状态，一般返回 0 为正常）
4、现代编译器支持在 main 函数前调用其他函数
