为什么C++语句必须包含在函数中？

Question

作为一个刚接触C++的新手，之前用过Python，我不太明白为什么C++不允许在函数外面写语句（也就是在全局命名空间里）。这样做似乎可以在调用main()之前或者其他函数还没声明之前进行一些初始化。（我不是想跟编译器争论，只是想了解这样设计背后的思路。）

Answer 1

main() 是程序的入口点。也就是说，你想写的任何代码都需要从这个点开始执行。

静态变量在 main() 执行之前就会被初始化，所以你可以在这之前设置好你需要的变量。

但是如果你想运行一些代码来初始化程序的状态，最好在程序一开始就做这件事，可以利用静态变量，或者用构造函数来实现。

Answer 2

这可以看作是C++和Python之间的一种风格差异。不过，这背后其实也有很好的理由。在C和C++中，代码执行的起点非常明确，就是从main()函数开始（当然，这只是大致的说法，暂时可以不去深究）。实际上，C/C++程序的开始和结束都是在main()函数里，这在我看来，对于理解程序的实际功能帮助很大。程序的整体流程更加清晰。想象一下，如果代码分散在文件的各个地方，或者在不同的函数之间，那就会显得很混乱。

即使是在一个组织得很好且不简单的Python程序中，你也会把主要的代码放在if __name__ == "__main__":下面，对吧？

接下来讲一些稍微复杂一点的内容。其实在调用main()函数之前，代码是可以先运行的。这是其中一种方式：

#include <iostream>
using namespace std;

bool RunBeforeMain ()
{
    cout << "Before main()!" << endl;
    return true;
}

// This variable here causes the above function to be called
bool ignore_this_variable = RunBeforeMain ();

int main ()
{
    cout << "Start of main()" << endl;
    return 0;
}

此外，所有全局变量的构造函数和类的所有static成员，以及一些依赖平台的东西，都会在main()之前运行。类似地，main()结束后也有代码可以运行。通常这些是main()开始之前构造的对象的析构函数，还有通过atexit()函数注册的函数。

Answer 3

当你运行一个Python程序时，解释器会从上到下逐行执行代码，边执行边处理。而在C++中，情况就不一样了。C++的编译器会把你写的所有函数转换成一小块一小块的机器代码，然后链接器把这些代码连接起来。在程序运行时，操作系统会调用你的main函数，然后程序就从这里开始运行。在这个过程中，函数外的代码是没有意义的——因为它什么时候会被执行呢？