Memory 浪費？ 如果 main() 應該只返回 0 或 1，為什么 main 聲明為 int 而不是 short int 甚至 char？

Question

例如：

#include <stdio.h> 
int main (void)                         /* Why int and not short int? - Waste of Memory */ 
{
     printf("Hello World!");
     return 0; 
}

為什么main()是常規定義為int類型，它在 32 位上分配 memory 中的 4 個字節，如果它通常只返回 0 或 1，而其他類型如short int (2 bytes,32-bit) 甚至char ( 1 字節，32 位）會更節省 memory 嗎？

它正在浪費 memory 空間。

注意：這個問題不是給定線程的重復； 它的答案只對應於返回值本身，而不對應於其明確關注的數據類型。

問題是針對 C 和 C++。 如果這些之間的答案發生變化，請分享您的智慧，並提及特別關注哪種語言的上下文。

Answer 1

通常匯編器使用它們的寄存器來返回一個值（例如 Intel 處理器中的寄存器AX ）。 int 類型對應於機器字，即不需要將例如char 類型對應的字節轉換為機器字。

事實上， main 可以返回任何 integer 值。

Answer 2

這是因為一台有半個世紀歷史的機器。

早在創建 C 的那一天， int是 PDP-11 上的機器字 - 16 位 - 擁有main返回是自然而有效的。

“機器字”是 B 語言中唯一的類型，它是 Ritchie 和 Thompson 較早開發的，並且是從 C 發展而來的。
當 C 添加類型時，不指定一個給你一個機器字 - 一個int 。
（當時節省空間非常重要，所以不需要拼出最常見的類型是一件非常好的事情。）

因此，由於 B 程序以

main()

程序員通常是語言保守的，C 做了同樣的事情並返回了一個int 。

Answer 3

我不認為這是浪費的原因有兩個：

1 4字節退出碼的實際使用

如果要返回一個准確描述錯誤的退出代碼，則需要超過 8 位。

例如，您可能希望對錯誤進行分組：第一個字節可以描述模糊的錯誤類型，第二個字節可以描述導致錯誤的 function，第三個字節可以提供有關錯誤原因的信息，第四個字節描述額外的調試信息。

2 填充

如果您傳遞單個short 或 char，它們仍將對齊以適合機器字，這通常是 4 字節/32 位，具體取決於架構。 這稱為填充，意味着您很可能仍需要 32 位 memory 來返回單個短字符或字符。

Answer 4

大多數 shell 的老式約定是使用int的最低有效 8 位，而不僅僅是 0 或 1。16 位越來越普遍，因為這是標准允許的int的最小大小。

浪費空間會有什么問題？ 空間真的浪費了嗎？ 您的計算機是否充滿了“東西”，以至於剩余的sizeof(int) * CHAR_BIT - 8會有所作為？ 該架構能否利用這一點並將剩余的部分用於其他用途？ 我非常懷疑。

所以我不會說 memory 完全被浪費了，因為你在程序完成時從操作系統中取回它。 也許奢侈？ 有點像用一個大酒杯喝一小杯酒？

Answer 5

第一： if it usually returns only 0 or 1單獨你的假設/陳述是錯誤的。

通常，如果沒有發生錯誤，則返回代碼應為0 ，否則它可以返回任何數字來表示不同的錯誤。 大多數（至少命令行程序）都這樣做。 許多程序還 output 負數。

However there are a few common used codes https://www.tldp.org/LDP/abs/html/exitcodes.html also here another SO member points to a unix header that contains some codes https://stackoverflow.com/a /24121322/2331592

因此，畢竟它不僅僅是C或C++類型的東西，而且還有大多數操作系統如何工作並期望程序運行的歷史原因，因為語言必須支持這一點，所以至少C使用 an12F80B84D1 之類的語言這樣做int main(...) 。

第二：你的結論It is wasting memory space是錯誤的。

1. 與較短的類型相比，使用int不會造成任何浪費。 無論如何，Memory 通常以字長處理（這意味着可能取決於您的架構）
2. 使用子字類型涉及某些架構上的計算開銷（讀取：加載，字，屏蔽無關位；存儲：加載 memory，屏蔽變量位，或者使用新值，寫回字）
3. 除非您使用它，否則不會浪費 memory。 如果你寫return 0; 此時從未使用過 memory。 如果您return myMemorySaving8bitVar; 您只使用了 1 個字節（最有可能在堆棧上（如果根本沒有優化））

Answer 6

答案是“因為它通常不會只返回 0 或 1”。 我從軟件工程社區找到了這個帖子，它至少部分回答了你的問題。 以下是兩個亮點，首先來自已接受的答案：

integer 為報告錯誤提供了比一個字節更多的空間。 它可以被枚舉（返回 1 表示 XYZ，返回 2 表示 ABC，返回 3，表示 DEF 等）或用作標志（ 0x0001表示失敗， 0x0002表示失敗， 0x0003表示失敗和失敗）。 將其限制為僅一個字節很容易用完標志（只有 8 個），因此決定可能是使用 integer。

Keith Thompson還提出了一個有趣的觀點：

例如，在Plan 9操作系統中使用的 C 的方言中， main通常聲明為void function，但是通過將字符串指針傳遞給exits() ZC1C425268E68A47，將退出狀態返回給調用環境。 空字符串表示成功，任何非空字符串表示某種失敗。 這可以通過讓main返回一個char*結果來實現。

這是來自unix.com 論壇的另一個有趣的部分：

（以下一些可能是 x86 特定的。）

回到原來的問題：退出狀態存儲在哪里？ kernel 內部。

當您調用 exit(n) 時，integer n 的最低有效 8 位被寫入 cpu 寄存器。 然后 kernel 系統調用實現會將其復制到與流程相關的數據結構中。

如果你的代碼沒有調用exit()怎么辦？ 負責調用 main() 的 c 運行時庫將代表您調用 exit() （或其一些變體）。 main() 的返回值在寄存器中傳遞給 c 運行時，用作 exit() 調用的參數。

與最后一個報價相關，這是來自cppreference.com的另一個報價

5) 執行返回（或到達 main 結束時的隱式返回）等價於先正常離開 function（這會破壞具有自動存儲持續時間的對象），然后使用與參數相同的參數調用 std::exit的回報。 （std::exit 然后銷毀 static 對象並終止程序）

最后，我在這里找到了這個非常酷的示例（盡管帖子的作者說返回的結果是返回值模 512 是錯誤的）。 編譯並執行以下命令后：

int main() {
    return 42001;
}

在 符合 POSIX 的 my* 系統上， echo $? 返回 17。那是因為42001 % 256 == 17這表明實際使用了 8 位數據。 考慮到這一點，選擇int可確保有足夠的存儲空間可用於傳遞程序的退出狀態信息，因為根據此答案，符合 C++ 標准可確保int的大小（以位為單位）

不能小於8。這是因為它必須足夠大以容納“Unicode UTF-8編碼形式的八位代碼單元”。

編輯：

*正如Andrew Henle在評論中指出的那樣：

完全符合 POSIX 的系統使整個int返回值可用，而不僅僅是 8 位。 請參閱pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/signal.h.html ：“如果si_code等於CLD_EXITED ，則si_status保存進程的退出值；否則，它等於導致進程更改 state. si_status中的退出值應等於完整退出值（即傳遞給_exit() 、 _Exit()或exit()的值，或從main()返回的值）；不受限制到該值的最低有效八位。”

我認為這為使用int而不是較小大小的數據類型提供了更強有力的論據。

Answer 7

您正在工作或學習 C，所以我認為您關心效率是一個真正的好主意。 但是，這里似乎有幾件事需要澄清。

首先， int 數據類型並不是“32 位”的意思。 這個想法是 int 將是目標機器上最自然的二進制 integer 類型——通常是寄存器的大小。

其次，來自 main() 的返回值旨在適應不同操作系統上的各種實現。 POSIX 系統使用無符號的 8 位返回碼。 Windows 使用由 CMD shell 解釋為 2 的補碼符號的 32 位。 另一個操作系統可能會選擇其他東西。

最后，如果您擔心 memory “浪費”，那么在這種情況下，這是一個實現問題，甚至不是問題。 來自 main 的返回碼通常在機器寄存器中返回，而不是在 memory 中，因此不涉及成本或節省。 即使有，在運行一個重要程序時節省 2 個字節也不值得任何開發人員的時間。