如何優(yōu)化C++程序代碼編寫

郭妍

C和C++可以說(shuō)是所有編程語(yǔ)言中關(guān)系最為緊密的兩個(gè)。在目標(biāo)上，C++被定位為“a better C”；在名稱上，C++有一個(gè)別名叫做“C with classes”；在語(yǔ)法上，C更是C++的一個(gè)子集，C++幾乎支持C語(yǔ)言的全部功能。如何優(yōu)化C++程序代碼，在多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中，我認(rèn)為有一種方法，即不要讓main函數(shù)返回void。

同C程序一樣，每個(gè)C++程序都包含一個(gè)或多個(gè)函數(shù)，而且必須有一個(gè)函數(shù)命名為main，并且每個(gè)函數(shù)都由具有一定功能的語(yǔ)句序列組成。操作系統(tǒng)將main作為程序入口，調(diào)用main函數(shù)執(zhí)行程序；main函數(shù)執(zhí)行其語(yǔ)句序列，并返回一個(gè)值給操作系統(tǒng)。在大多數(shù)系統(tǒng)中，main函數(shù)的返回值用于說(shuō)明程序的退出狀態(tài)。如果返回0，則代表main函數(shù)成功執(zhí)行完畢，程序正常退出，否則代表程序異常退出。

然而在編寫C++程序入口函數(shù)main的時(shí)候，很多程序員，特別是一些具有C基礎(chǔ)的C++程序員時(shí)經(jīng)常會(huì)寫出如下格式的main函數(shù)：

1.void main()

2.{

3.// some code... }

上述代碼在VC++中是可以正確編譯、鏈接、執(zhí)行的。編譯信息如下所示：

1. 1>------ 已啟動(dòng)生成: 項(xiàng)目: MainCpp, 配置: Debug Win32 ------

2. 1>main.cpp

3. 1>MainCpp.vcxproj -> G:＼MainCpp＼Debug＼MainCpp.exe

========== 生成: 成功1 個(gè)，失敗 0 個(gè)，最新 0 個(gè)，跳過(guò) 0 個(gè)==========

但是當(dāng)你將代碼放在Linux環(huán)境下，采用GCC編譯器進(jìn)行編譯時(shí)，你會(huì)吃驚地發(fā)現(xiàn)編譯器拋出了如下錯(cuò)誤信息：

1.［develop@localhost ~］g++ main.cpp

main.cpp:2: 錯(cuò)誤 ：′::main′必須返回′int′

為什么同樣的代碼會(huì)出現(xiàn)兩種不同的結(jié)果呢？這還是跨平臺(tái)的C/C++語(yǔ)言嗎？不要對(duì)C/C++的跨平臺(tái)性產(chǎn)生質(zhì)疑，之所以會(huì)這樣，在很大程度上要?dú)w咎于市面上一些書的“誤導(dǎo)”，以及微軟對(duì)VC++編譯器main返回值問(wèn)題的縱容。 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 f(void);”，所以很多人認(rèn)為，不需要程序返回值時(shí)可以把main函數(shù)定義成void main(void)，然而這種想法是非常錯(cuò)誤的。有一點(diǎn)必須明確：C/C++標(biāo)準(zhǔn)從來(lái)沒(méi)有定義過(guò)void main()這樣的代碼形式。C++之父 Bjarne Stroustrup 在他的主頁(yè)FAQ 中明確地寫著這樣一句話：“在C++中絕對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)void main(){/* ... */}這樣的函數(shù)定義，在C語(yǔ)言中也是。”

main函數(shù)的返回值應(yīng)該定義為int類型，在C和C++標(biāo)準(zhǔn)中都是這樣規(guī)定的。在C99標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，只有以下兩種定義方式是正確的：

1.int main( void )

2. int main( int argc, char *argv［］ )

在C++03中也給出了如下兩種main函數(shù)的定義方式：

1.int main()

2.int main( int argc, char *argv［］ )

雖然C和C++標(biāo)準(zhǔn)并不支持void main()，但在部分編譯器中void main()依舊是可以通過(guò)編譯并執(zhí)行的，比如微軟的VC++。由于微軟產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率與影響力很大，因此在某種程度上加劇了這種不良習(xí)慣的蔓延。不過(guò)，并非所有的編譯器都支持void main()，gcc就站在了VC++的對(duì)立面，它是這一不良習(xí)氣的堅(jiān)定抵制者，它會(huì)在編譯時(shí)就明確地給出一個(gè)錯(cuò)誤。

如果你堅(jiān)持在某些編譯器中使用void main()這種非標(biāo)準(zhǔn)形式的代碼，那么當(dāng)你把程序從一個(gè)編譯器移植到另一個(gè)編譯器時(shí)，你就要對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤負(fù)責(zé)。除了有void main()這樣的不規(guī)范格式外，在C語(yǔ)言程序中，尤其是一些老版本的C代碼中，你還會(huì)經(jīng)常看到main()這樣的代碼形式。

一些老的C標(biāo)準(zhǔn)（諸如C90）是支持main()這樣的形式的。之所以支持，是因?yàn)樵诘谝话娴腃語(yǔ)言中只有int一種數(shù)據(jù)類型，并不存在char、long、float、double等這些內(nèi)置數(shù)據(jù)類型。既然只有int一種類型，也就不必顯式地為main函數(shù)標(biāo)明返回類型了。在Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie的經(jīng)典巨著The C Programming Language，Second Edition中用的就是main()。后來(lái)，在C語(yǔ)言的改進(jìn)版中數(shù)據(jù)類型得到了擴(kuò)充，為了能兼容以前的代碼，標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)就做出了如下規(guī)定：不明確標(biāo)明返回值的，默認(rèn)返回值為int。在C99標(biāo)準(zhǔn)中，則要求編譯器對(duì)于main()這種用法至少要拋出一個(gè)警告。

main函數(shù)返回值的作用，可以采用下面的方法加以驗(yàn)證。

首先，編寫main.cpp文件，文件內(nèi)容如下所示：

1.int main()

2.{

3. return 0;

4.}

在Linux環(huán)境下，采用命令：g++ main.cpp

生成可執(zhí)行文件a.out。然后，執(zhí)行命令：./a.out && ehco “success”

結(jié)果輸出success。

修改上述程序：

1.int main( )

2.{

3.return -1;

4.}

做同樣測(cè)試，無(wú)輸出。

命令A(yù) && B中的&&類似于C++中的并操作（&&），如果A命令正確執(zhí)行，接著就會(huì)執(zhí)行命令B；如果A出現(xiàn)異常，則B不執(zhí)行。通過(guò)以上分析可知，當(dāng)main()返回0時(shí)，a.out正確執(zhí)行并返回；但是如果返回-1，程序就不能正常返回了。

最后，還要說(shuō)明C++標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)“好壞難定”的規(guī)定：在main函數(shù)中，return語(yǔ)句的作用在于離開(kāi)main函數(shù)（析構(gòu)掉所有具有動(dòng)態(tài)生存時(shí)間的對(duì)象），并將其返回值作為參數(shù)調(diào)用exit函數(shù)。如果函數(shù)執(zhí)行到結(jié)尾而沒(méi)有遇到return語(yǔ)句，則其效果等同于執(zhí)行了return 0。

也就是說(shuō)，如果函數(shù)執(zhí)行到main結(jié)束處時(shí)沒(méi)有遇到return語(yǔ)句，編譯器就會(huì)隱式地為你加上return 0；，效果與返回0相同。之所以說(shuō)這條規(guī)定“好壞難定”，一方面是因?yàn)樗屇闶∪チ硕嗲脦讉€(gè)字的麻煩，另一方面是因?yàn)檫@種便捷會(huì)讓某些程序員忽視編譯器代替他做的工作，而在思維中形成一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：此函數(shù)可以無(wú)返回。

在應(yīng)用這一規(guī)則時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)：

（1）main函數(shù)的返回類型是int，不是void或其他類型。

（2）該規(guī)則僅僅對(duì)main函數(shù)適用。

按照以上標(biāo)準(zhǔn)得到了一個(gè)完全合乎C/C++標(biāo)準(zhǔn)的最小化的完整C++程int main(){} 要想保證程序具有良好的可移植性能，就要標(biāo)明main函數(shù)返回int，而不是void。