为什么主函数没有定义为`main(std::vector<std::string> args)`？

Question

为什么主函数没有定义为`main(std::vector<std::string> args)`？

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这个问题只是半开玩笑的。我有时做梦都想过没有裸数组或C字符串的世界。

如果你在使用C++，那么main函数的首选定义应该是什么样的呢：

int main(std::vector<std::string> args)

为什么没有一个符合C++精神的main版本，已经有多个定义可以选择了呢？

- Inverse

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实现者可以自由提供其他签名作为 main，只要它们都返回一个 int。因此，一个更好的问题可能是为什么他们不这样做？ - Dennis Zickefoose

9个回答

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除了兼容C之外，还有另一个原因。在C++中，标准库被认为是完全可选的。C++语言本身并没有强制要求您使用标准库中的东西，例如std::string和std::vector，这是完全按设计来的。事实上，按设计来说，您应该能够使用标准库的某些部分而无需使用其他部分（尽管这导致了一些一般令人讨厌的事情，如std::ifstream和std::ofstream操作const char* C风格字符串，而不是std::string对象）。

理论上，您应该能够使用C++语言，并与其搭配任何您想使用的对象、容器等库，可以是标准库，也可以是专有库（例如Qt、MFC），或者是您自己创建的库。如果将定义main以接受标准库中定义的类型的参数，就会破坏这个设计目标。

- Tyler McHenry

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除此之外，仍然存在像std::type_info这样的东西，它被非标准语言特性所使用。 - tc.

但是 OP 询问的是是否有一种选项可以这样定义 main()。如果可能的话，您仍然可以拥有 C 风格的 main()，而没有标准库。 - einpoklum

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因为它会强制你包含 <vector> 和 <string>。

- IcanDivideBy0

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此外，它会强制你使用与运行时库相同的 <vector> 和 <string> 实现。 - Mike Seymour

@Mike：但是您不一定需要从运行时库中输入 main。如果编译器生成了一个秘密函数，由运行时库找到并将C参数转换为您选择的C ++类型，然后调用实际的 main，就不应该有冲突。除非我漏掉了什么，否则这将是一个完全透明的更改。 - Dennis Zickefoose

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然而，您已经可以选择至少2个main()变体。添加一个特定于C ++的变体并不一定意味着您必须使用它（现有选项仍然可以作为选项）。这可能会使编译器/链接器需要支持正确调用main()所需的机制变得更加复杂，但这并非不可能。我不是说它一定值得代价和复杂性 - 只是说它不是不可能的。 - Michael Burr

你甚至可以更进一步，编译器可以允许任何单个参数，只要它可以从一对双向迭代器构造。int main(T args); int _Main(argc, argv) { return main(T(argv, argv + argc)); } - Dennis Zickefoose

总结@MichaelBurr的评论：不，它不会强制你包含那个。这将是一个选项。 - einpoklum

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像 @jalf 一样，我有时也会写下

int main(int argc, char** argv) {
    std::vector<std::string> args(argv, argv+argc);

但是，像其他人所说的那样，main函数必须兼容C语言。我认为它是操作系统运行时的接口，而这些操作系统（至少在我使用的系统中）都是用C编写的。

尽管有些开发环境鼓励使用替代函数，如wmain或_tmain。您可以编写自己的编译器/IDE，以鼓励使用 int vmain(const std::vector<std::string>& args)。

- Cubbi

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运行时已经需要了解一些关于C++的知识，以创建和销毁静态对象并处理未捕获的异常。因此，允许C++特定变体的main不会是一个巨大的飞跃；唯一真正的反对意见是你必须标准化vector和string的实现。 - Mike Seymour

@Mike Seymour：我想你是对的。然后问题就出现了，为什么要使用std::basic_string<char>和std::vector？我会投票支持int main(std::initializer_list<std::initializer_list<CharT>>)！ - Cubbi

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更进一步，只需在您的编辑器/IDE中拥有一个main()片段，它什么也不做，只返回cppMain(vector<string>(argv, argv+argc));，并将cppMain()用作程序的“可定制”起点。我可能会开始使用这个... - Michael Burr

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我一直担心的问题是，一旦允许使用复杂类型，就会出现在类型构造函数中抛出异常的风险。而且，目前语言设计上绝对没有办法捕获这样的异常。如果决定要捕获这些异常，那么委员会和编译器编写者需要做更多的工作，这比仅仅说“允许std::vector<std::string>>”要麻烦得多。

可能还有其他问题。整个“与运行时不兼容”的问题似乎对我来说有点牵强附会，因为您现在可以通过宏提供基本相同的功能。但这种情况要更加复杂。

- Dennis Zickefoose

回答晚了，但我认为这是最好的。真正的问题不在于与C或包含文件的兼容性，而在于异常的可能性。 - Inverse

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基本上，在构建std::vector和构建字符串指针数组以及它们所指向的空终止字符串之间，抛出异常的机会几乎是相同的。 - einpoklum

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因为 C++ 存在的时间比 C++ 标准长，并且深度依赖于 C。同时，像原始 ANSI C 标准一样，将现有实践编码是其中重要的部分。

如果改变某些有效的东西没有意义，特别是如果这会破坏大量现有的代码。

即使是经历了相当多次迭代的 ISO C，仍然非常重视向后兼容性。

- paxdiablo

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基本上，为了保持与C的兼容性。如果我们放弃这一点，main()函数将被移入一个类中。

- James Curran

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你为什么要把主函数移到类里面？这样做甚至没有任何意义。Java 和 C# 这样做是因为语言不允许非成员函数存在，但这并不代表这是一个好的设计决策。 - jalf

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main()的多个定义实际上并不是真正的多个定义。有三种：

int main(void)（C99）
int main(int argc， char *argv[])（C99）
int main(int argc， char *argv[]， char *envp[])（POSIX，我想）

但在POSIX中，你只能真正地得到第三个。你可以调用带有额外参数的函数是由于C调用约定。

除非内存布局以可移植的方式神奇地兼容，否则你不能拥有extern "C" int main(std::vector<std::string> argv)。运行时将使用错误的参数调用main()并失败。这没有简单的解决方法。

相反，如果main()不是extern "C"，运行时可以尝试按顺序使用各种支持的符号，直到找到一个为止。我想main()默认是extern "C"，而且你不能重载extern "C"函数。

更多乐趣，请点击void main(void)。

- tc.

似乎这是VC++的一个特性。它的实现方式并不明显（可能链接到了不同的运行时库？）。 - tc.

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我会尽可能用最好的句子来解释。

C++ 的设计是向后兼容 C，std::vector 是包含在一个只有在 C++ 中才被包含的库中的。

此外，C++ 和 C 程序都是设计为在 shell 或命令行（Windows、Linux、Mac）中运行的，操作系统将参数作为字符串数组传递给程序。那么操作系统如何真正地翻译向量呢？

这是我能想到的最主要的原因，欢迎批评。

- Buhake Sindi

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可以查看英文原文，
原文链接

- jalf · Accepted Answer

因为C++的设计是（几乎）向后兼容C代码。

尽管 C 代码在 C++ 编译器中会出现问题，但这种情况相对罕见，而且通常有一个很好的理由需要这种破坏性的更改。

但是，虽然更改main函数的签名对我们来说很方便，但并不是必需的。对于从C移植代码的人来说，这只是另一件你必须改变的事情，没有特别的收益。

另一个原因是std::vector是一个库，而不是核心语言的一部分。因此，在每个C++程序中都必须#include 。

当然，在C++的早期阶段，它没有vector。因此，当向语言添加vector时，他们可以更改main函数的签名，但那样会破坏不仅C代码，而且还会破坏所有现有的C++程序。

值得吗？