C main() 函数

对于 C 语言中的 main() 函数，我们再熟悉不过了，因为从第一个 C 程序开始，我们就已经接触过它了。这一节再来带小伙伴深入了解一下 main() 函数的技术细节。

C main() 函数简介

在 C 语言中，main() 函数也叫做 “主函数”。main() 函数是 C 程序的入口，也就是说一个 C 程序是从 main() 函数开始执行的。很多初学的小伙伴都会以为一个 C 程序是从 #include <stdio.h> 开始的，这样理解就是错误的了。

一个 C 程序无论多复杂，总体上都是 “一个函数”。只不过在这个函数内部，你可以调用其他子函数而已。是不是有点像嵌套函数呢？你说得没错，如果在 main() 内部调用其他函数，其实就是嵌套函数。

#include <stdio.h>

int main(void)      // 代码从这里执行
{
    ……
    return 0;
}

这里肯定有人问：“假如 C 程序是从 main() 内部执行，那么它外部定义的 #include <stdio.h> 有什么意义呢，这句代码又不会被执行啊。” 这样理解并不对。实际上，#include <stdio.h> 这句预处理指令的目的是为了在 main() 函数以及程序中的其他地方可以使用 <stdio.h> 头文件中声明的函数，例如 printf()、scanf() 等。

main() 函数执行的时候，如果内部使用了 printf() 或 scanf()，那么它就会尝试读取头文件，然后才会去执行 #include <stdio.h>。如果内部没有使用到 printf() 或 scanf()，那么 #include <stdio.h> 这一句代码就不会被执行。

实际上，main() 函数可以放在一个 C 程序的任何地方。但是每次执行这个 C 程序时，编译器都会先找到它，然后从它开始执行。如果把一个 C 程序看成是一辆汽车，那么 main() 函数就相当于汽车的引擎，控制着汽车的所有运行。

这里还存在一个问题，明明口口声声说 main() 是一个函数，但 main() 函数似乎只有 “函数定义” 部分，我也没见到 “函数调用” 部分呀。不是说函数只有在调用的时候才会去执行函数定义部分吗？大家别忘了，main() 是一个非常特殊的函数，它并不是一个普通的函数。对于 C 程序来说，它在运行时会自动调用 main()，而不需要我们手动去调用。

对于 C 语言中的 main() 函数，我们可以总结出以下几点。

• 一个 C 程序必须要有一个 main() 函数，并且也只能有一个 main() 函数。
• 一个 C 程序是从 main() 函数开始执行的。
• main() 函数会自动调用，而不需要我们手动调用。
• main() 函数的返回值可以是 “0” 或 “非 0 值”。如果是 0，则表示正常退出；如果是非 0 值，则表示程序异常退出。

“五花八门” 的 main() 函数

在很多书或者其他人写的代码中，对于 C main() 函数来说，我们经常会看到千奇百怪的写法，最常见的有以下 3 种。

// 写法 1
int main(void)
{
    ……
    return 0;
}

// 写法 2
int main()
{
    ……
    return 0;
}

// 写法 3
void main()
{
    ……
}

在大多数情况下，这 3 种写法是没有太大问题的。主要区别在于：写法 1 才是 C 语言官方的标准写法，而写法 2 和写法 3 是非标准写法（也叫做 “野生写法”）。实际上，在 C 语言官方标准（C99 或 C11）中，都规定了写法 1 才是标准写法。

如果是其他写法，可能使用某些编译器进行编译时，会给出一个警告甚至是一个报错。在实际开发中，我们也建议使用官方的标准写法。

C main() 函数的返回值

在 C 语言中， main() 函数应该返回一个整数值来告知操作系统程序的退出状态。

• 返回 0：表示程序执行成功。
• 返回非零值：通常表示程序在执行过程中遇到了错误。具体的非零返回值可以约定不同的错误代码，以便于调试和脚本处理。

在 main() 函数的末尾，我们通常会看到 return 0; 这样的语句，它表示程序正常结束。如果 main() 函数没有显式地使用 return 语句，那么按照 C99 标准规定，编译器会隐式地在 main() 函数的末尾添加 return 0;。

C main() 函数的限制

在 C 语言中，main() 函数的外部除了允许下面 3 种操作，我们一般不允许其他任何操作。

• 引入头文件，比如 #include <stdio.h>。
• 定义变量，比如 int a = 10;、#define PI 3.14 等。
• 定义函数，比如 int sum(int a, int b){...}。

函数定义和变量定义都属于 “声明”，是允许放在外部的。但是，像 printf() 这样的 “执行语句”，必须放在函数内部才能执行。

示例：main() 函数外部的操作

#include <stdio.h>

printf("绿叶网");      // 非法操作
int main()
{
    printf("%d", 20);
    return 0;
}

分析：

在这个例子中，我们尝试在主函数 main() 外面使用 printf() 输出一个内容，编译代码时就直接报错了。