“main”函数可以使用“noexcept”说明符声明吗？

Question

以下的C++代码是否有效？

int main() noexcept
{
}

使用 clang++ 3.8.0 和 g++ 7.2.0 编译这份代码没有问题（使用编译参数 -std=c++14 -O0 -Wall -Wextra -Werror -pedantic-errors）。

main 函数的 noexcept 声明中是否允许使用复杂条件（例如包含 noexcept 操作符）？

C++17 呢？据我所知，在此标准修订版中，noexcept 声明成为函数类型的一部分。

- Constructor

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那真的很重要吗？如果异常逃离了“main”函数，就必须调用“std::terminate”。如果异常退出了一个“noexcept”函数，“std::terminate”也必须被调用。从所有有用的目的来看，“main” 已经是“noexcept”的。而且因为你既不能调用“main”也不能获取指向它的指针……那又有什么关系呢？ - Nicol Bolas

@NicolBolas 有趣的笔记。我以为我能找到一个例子，其中抛出 int main() 和 int main() noexcept 会产生不同的结果，但我无法快速做到。可能你是对的，根本就没有这样的例子。 - Constructor

@Constructor：有一个区别。如果您尝试通过noexcept函数抛出异常，则永远不会发生堆栈展开。而如果您尝试通过main抛出异常，则可能会发生堆栈展开；这取决于具体的实现。 - Nicol Bolas

@Constructor 这听起来更像是一个 bug，而不是其他什么。 - Passer By

@NicolBolas [except.terminate]/2。 - T.C.

Answer 1

标准文档 [[basic.start.main]] 对 main 函数规定了以下约束条件：

实现应该允许：

— 返回 int 的无参数函数和

— 返回 int 的带有 (int, char 指针的指针) 参数的函数

此外：

定义 main 为已删除或声明 main 为内联、静态或 constexpr 的程序是非法的。

实践中，没有关于 main 的 noexcept 限定符的规范。而另一方面，noexcept 可以作为任何函数的限定符。这意味着 main noexcept 不是非法的。

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没有 noexcept 的 main 有什么区别？

由于标准对于 main 函数的 noexcept 限定符不是很明确，我们可以尝试推断一些行为并检查实现。

从这里可得：

每当抛出异常并且搜索处理程序时遇到非抛出函数的最外层块时，就会调用 std::terminate 函数。

而对于异常的一般规则，可以从这里得知：

如果抛出异常并且未捕获，包括逃逸线程的初始函数、main 函数以及任何静态或线程本地对象的构造函数或析构函数，那么将调用 std::terminate。关于未捕获异常是否进行堆栈展开是由实现定义的。

这意味着在 main 函数中，无论 main 是否带有 noexcept 限定符，都始终会生成 std::terminate 调用。

实现方面:

确实，以下代码：

int main(int argc, char* argvp[]) {
  throw 1;
  return 0;
}

和

int main(int argc, char* argvp[]) noexcept {
  throw 1;
  return 0;
}

将会产生相同的汇编输出。例如在GCC中：

main:
        movl    $4, %edi
        subq    $8, %rsp
        call    __cxa_allocate_exception
        xorl    %edx, %edx
        movl    $1, (%rax)
        movl    typeinfo for int, %esi
        movq    %rax, %rdi
        call    __cxa_throw

这意味着无论有没有声明noexcept，在“main level”时，由于堆栈帧为空，它都将被解析为对std::terminate的调用。

- BiagioF

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int main() noexcept 和简单的 int main() 有什么区别？ - Constructor

@Constructor 我尝试过对最终答案进行派生的差异。 - BiagioF

Answer 2

在C++14中，int main() noexcept;中的main类型是“返回int的()函数”，在C++17中是“返回int的noexcept ()函数”。前者明确要求由[basic.start.main]支持，而后者则没有。这似乎是C++17中的缺陷。

- T.C.

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如果有人比我更热心于报告核心问题，可以联系EDG的CWG主席Mike Miller，以便在两年后核心问题清单上出现该问题（假设此前未曾报告）。 - T.C.

问题将在两年后出现在核心问题清单上。太乐观了... :D - Language Lawyer