C语言为什么必须有main函数

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1. #include <stdio.h>  
2.   
3. int main()  
4. {  
5.             printf("Hello World!";  
6.             return 0;  
7. }  

-------------------------------------------------helloworld.c-----------------------------------------------------

 

          本文的主要内容是：为什么必须有main
            一般的C语言教材会说，因为main是程序的入口点。仅此而已。到底什么是入口点，为什么需要入口点，将是本文讨论的主要内容。
            程序的入口点，顾名思义，是在程序执行的时候进入的地方，那我们就从C程序的执行过程入手，分析这个问题。hello_world.c经过预处理、编译、链接形成可执行文件(windows下的hello_world.exe)。注意，在链接阶段，除了我们自己写的代码与库函数之外，编译器还会链接一系列以crt开头的文件。
            在gcc-4.6.3下，输入gcc -o helloworld -v hello_world.c之后的链接内容截图如下


涉及到的crt系列文件包括 crt1.o,crti.o,crtn.o,crtbegin.o,crtend.o。这一系列crt.o的作用马上就会看到。           

当我们运行这个C程序的时候，我们需要一个可供程序运行的c runtimeenvironment。就好比操作系统需要运行在硬件之上，C程序需要运行在c runtimeenvironment之中。ubuntu下的c runtime enviroment就是由上述crt系列定义的(crt是cruntime的缩写)。
crt在main程序运行之前为我们做了这些：
1.建立stdin/stdout/stderr流
2.将main函数接受的两个参数(argc,argv)压入栈中，供main调用
3.不同的操作系统还可能要求的一些其他操作。
抽象介绍不好理解，上代码。
一个最简单的crt文件可以用如下汇编表示：

  

   

    

     [plain] 
     view plain
     copy
    
   
   
extern main  
extern exit  
global _start  
     _start:  
     mov eax, [esp + 4]   
     mov ebx, [esp + 8]  
     push ebx    
     push eax  
     call main  
     add esp, 8   
     push eax  
     call exit  
  

上面这段代码执行了一个crt文件的最基本操作：读取需要传送给_start的两个参数argcargv，然后以逆序压入栈中，然后调用main函数，main返回时，从栈中弹出argcargv。然后将main的返回值存储在eax中。调用exit函数告诉系统main已结束。
如果在链接时不加入crt部分会有什么效果？还是让gcc告诉我们吧。-nostdlib命令会让gcc在链接时不链接一切标准函数库，包括crt系列。(为了方便测试，我将hello_world中的printf函数注释掉了，然后将文件重命名为test_main.c。不注释掉printf的效果还是各位看官自己测试吧)
输入gcc -o test test_main.c -nostdlib 然后运行test 效果如下图所示：


根据warning与error的内容我们可以很容易的推断出 main函数没有被加载到的结论。
关于“为什么必须有main”的问题暂时讨论至此，很多具体到细节的内容仍待完善。

main函数补充：一般情况下我们用的main函数都是int main()。但是标准C实际上定义了四种main的原型：

int main(void) 
int main()
int main(int argc, char **argv)
int main(int argc, char *argv[])

一二类似，三四类似。第三（四）种的直接作用就是我们可以从终端中读取参数。
argc=0时,argv[0]为程序本身的名字。代码如下

#include <stdio.h>

int main(int argc,char **argv){
  int i;
  for(i=0;i<argc;i++)
    printf("argc[%d] : %s\n",i,argv[i]);
  return 0;
}

运行结果如下：


在linux环境下还存在第五种声明：

int main(int argc, char **argv, char **envp)

envp代表了程序的运行时环境。具体内容还请各位看官自行写代码研究。


藩外篇：我的函数可以在main之前执行！
（下述内容来源于 http://www.drdobbs.com/cpp/184401956）
在标准c下，函数是不可能在main之前执行的。但是有了gcc这个强大的编译器，nothing is impossible。
在gcc环境下，我们可以通过给函数增加一个attribute的方式，实现在main开始之前或者结束之后执行函数。格式如下：

void myConstructor( void ) __attribute__ ((constructor));

void myDestructor( void ) __attribute__ ((destructor));

经测试，下述在gcc 4.6.4下运行正常。

[plain] view plain copy void myStartupFun (void)__attribute__((constructor));       void myCleanupFun (void)__attribute__((destructor));       void myStartupFun (void)   {       printf("startupcode before main()\n");   }       voidmyCleanupFun (void)   {       printf("cleanupcode after main()\n");   }       int main (void)   {       printf("hello\n");       return0;   }

输出结果如下图所示：



末尾附加C语言小知识点一个与大家分享：

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1. #include <stdio.h>  
2. int main()  
3. {  
4.         char *p = "helloworld";  
5.         priintf("%c",*(ptr++));  
6.         return 0;  
7. }  

请问输出是什么？
下一篇预告：hello world是如何显示到屏幕上的--linux下C语言的标准输入输出流