为什么main的返回类型不能推导出来？

Question

正如预期的那样，以下在 C++11 中失败了，因为该语言没有 bog 标准函数的返回类型推导：

auto main()
{
   return 0;
}

但是，C++14 可以，所以我无法解释以下错误（在 GCC 主干、clang 3.8 和 Visual Studio 2015 中具有相同的结果）：

error: 'main' must return 'int'

标准中是否有一段我没有看到，禁止main 的返回类型扣除？还是两个编译器都不兼容？

（对于它的价值，我永远不会真正这样做。int main() 为胜利......）

Answer 1

阅读the C++17 draft§3.6.1/2：

...它应该有一个声明的返回类型int, ...

所以是的，我会说禁止使用扣除。

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the last C++14 draft 中的措辞几乎完全相同（与 C++17 草案相同的部分）：

它应该有一个声明的返回类型int, ...

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在阅读 cmets 和其他答案后，个人对 可能 原因的反思。不允许推理返回类型推导是（我认为）因为编译器在看到return 语句之前不知道返回类型。可能返回其他类型（隐式可转换为int）的情况也很常见，这会使推导的类型错误。预先声明返回类型（通过普通的老式方式，或使用尾随返回类型）将在声明函数时设置类型，并且可以由编译器检查是否正确。

至于允许类型别名，它们只是类型的别名。所以允许例如

typedef int my_type;
my_type main() { ... }

真的和

没什么区别

int main() { ... }

Answer 2

从 3.6.1/2 开始（重点是我的）：

[...]它应该有一个int 类型的声明的返回类型，否则它的类型是实现定义的。

当auto 不带尾随返回类型使用时，函数的声明的返回类型仍然是auto，即使推导的返回类型可以是别的东西。 declared 和 deduced 之间的区别在标准中没有明确说明，但 7.1.6.4/7 可能会有所启发：

当 [...] return 语句出现在使用包含占位符类型的返回类型声明的函数中时，推导的返回类型 [...] 由其初始化程序的类型确定。对于没有操作数的return 或具有void 类型的操作数，声明的返回类型应为auto，推导的返回类型为void。

我的理解是这样的：

auto main(){ return 0; }

声明的返回类型仍将是auto，尽管推导的返回类型将是int。根据上述 3.6.1/2，main声明的返回类型必须为int。因此，这是格式错误的。

但是，尾随返回类型被视为声明的返回类型。从 7.1.6.4/2 开始：

如果函数声明符包含 trailing-return-type (8.3.5)，则 trailing-return-type 指定函数的声明返回类型。

$ cat a.cpp
auto main() -> int {}
$ g++ -Wall -std=c++14 a.cpp
$

^{所有引号在 C++14 和 C++17 中都是相同的。}

Answer 3

从 3.6.1 [basic.start.main]

1 程序应包含一个名为 main 的全局函数，它是 指定程序的开始....
2 一个实现不得 预定义主函数。该功能不得重载。它 应具有声明的返回类型为 int 类型，否则为它的类型 是实现定义的...

如果标准是限制扣除，那么我认为“声明返回类型 int”的措辞就是它。

Answer 4

许多答案都很好地提到了标准中的引用。但是auto 作为返回类型还有另一个微妙的问题。

根据 C++ 标准 (somewhere)，main() 内的 return 语句不是强制性的。这在 Bjarne Stroustrup 的 website 中明确提到：

在 C++ 中，main() 不需要包含显式的 return 语句。在这种情况下，返回值为0，表示执行成功。

这意味着下面的陈述是有效的：

auto main () {}

可以假设在} 之前有一个隐含的return 0; 语句。所以在这种情况下auto 被解释为 int。但是，从 C++14 的技术角度来看，auto 必须推导出 void，因为没有返回语句！那么，“int 与 void”，应该考虑什么？

IMO 这是一个警告，它也阻止了 auto 作为逻辑意义上的返回类型。

Answer 5

正如在各种 cmets 中所讨论的，我确实在标准中遗漏了它，因为我认为是 C++14 FDIS 的副本实际上不是这样的东西（而是一个稍微旧的草案），并且在CWG 1669之后的相关段落中隐藏了“声明”一词。